Кабель ПвПу2г 20 кВ 95 мм

Кабель силовой ПвПу2г 20 кВ 95 мм²: полный технический анализ

Кабель марки ПвПу2г на напряжение 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 95 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в условиях повышенной влажности и агрессивных сред, включая прокладку в земле (траншеях) без дополнительной защиты, что делает его ключевым элементом в строительстве магистральных распределительных сетей, питании крупных промышленных предприятий и объектов инфраструктуры.

Расшифровка маркировки ПвПу2г

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и четко описывает его конструктивные особенности:

• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (ПВП, вулканизированный полиэтилен). Это ключевая особенность, обеспечивающая высокие температурные и электрические характеристики.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – Усиленная защитная оболочка. Буквенное сочетание «Пу» указывает на наличие армирующего слоя (броня) из стальных оцинкованных проволок круглого сечения.
• 2г – Индекс, обозначающий степень герметичности. «2г» означает, что кабель имеет герметизацию продольной и поперечной влагозащитой. Обычно это достигается применением гидрофобных лент под броней и оболочкой, а также заполнением промежутов в броне влагостойким составом.
• 20 кВ – Номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (междуфазное).
• 95 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2г 20 кВ 95 мм²

Кабель имеет сложную многослойную конструкцию, каждый слой которой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483.
• Конструкция: Жила секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей) для оптимального заполнения объема и уменьшения общего диаметра кабеля. В данном случае – однопроволочная для сечений до 120 мм² включительно, но по требованию может быть многопроволочной.
• Сечение: 95 мм² (номинальное). Фактическое сечение соответствует ГОСТ и имеет минимальные допустимые отклонения.

2. Экран на жиле (полупроводящей слой)

• Назначение: Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и местных концентраций напряженности поля на границе «жила-изоляция».
• Материал: Экструдированный сшитый полупроводящей слой на основе полиэтилена.

3. Изоляция

• Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE). Основной материал, определяющий преимущества кабеля.
• Толщина: Нормируется ГОСТ 15125 или ТУ. Для кабеля 20 кВ составляет, как правило, не менее 5.5-6.0 мм. Точное значение зависит от конкретного стандарта.
• Свойства: Высокая диэлектрическая прочность, низкие диэлектрические потери, стойкость к тепловому старению. Допустимая температура длительной работы +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C.

4. Экран на изоляции (полупроводящей слой)

• Назначение: Создание равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции, отвод емкостных токов.
• Материал: Экструдированный полупроводящей слой, аналогичный экрану на жиле.

5. Поясная изоляция

• Назначение: Защита экранов жил от механических повреждений и агрессивного воздействия среды.
• Материал: Полупроводящая термоусаживаемая лента или экструдированный слой.

6. Медные экраны (проводники заземления)

• Конструкция: Медные проволоки малого сечения, наложенные поверх поясной изоляции по спирали, или медная лента. Их назначение – служить в качестве проводника для токов замыкания на землю и для симметрирования электрического поля.

7. Разделительный слой (подброневой)

• Назначение: Защита внутренних элементов кабеля (в частности, ПВХ оболочки) от коррозионного воздействия брони и механических повреждений.
• Материал: Битумная лента, крепированная бумага, ПЭТ-лента или их комбинация. Часто пропитаны гидрофобным составом.

8. Броня (армирующий слой)

• Тип: Стальные оцинкованные проволоки круглого сечения (обозначение «Пу»).
• Назначение: Защита кабеля от механических воздействий (растягивающие усилия, удары, грызуны) при прокладке в земле и в других сложных условиях.

9. Наружная оболочка

• Материал: Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
• Цвет: Как правило, черный.
• Назначение: Защита брони от коррозии, а также от воздействия влаги, химических веществ, УФ-излучения (при прокладке на открытом воздухе).

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2г 20 кВ 95 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Количество и сечение жил	3 x 95 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C (не более 100 ч/год)
Максимальная температура при КЗ	+250°C (не более 5 с)
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-15°C
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 50 Гц	45 кВ (на переменном токе) в течение 10 мин.
Длительно допустимый ток нагрузки (Iдоп)*	~250-280 А (зависит от условий прокладки)

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества кабелей в траншее и т.д.

Таблица 2. Сравнение условий прокладки и влияния на токовую нагрузку (ориентировочно)

Способ прокладки	Температура среды	Количество кабелей в траншее	Коэффициент снижения тока (примерно)
В земле (траншее), глубина 0.7 м	+15°C (температура грунта)	1	1.0 (база ~280 А)
В земле (траншее), глубина 0.7 м	+25°C	1	0.96
В земле (траншее)	+15°C	3 (с учетом взаимного нагрева)	0.85
В воздухе (лотки, эстакады)	+25°C	1	1.0 (база ~260 А)
В воздухе (лотки, эстакады)	+40°C	1	0.88

Области применения и условия эксплуатации

Кабель ПвПу2г 20 кВ 95 мм² применяется для создания и модернизации распределительных сетей среднего напряжения в следующих условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Основное назначение. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Индекс «2г» обеспечивает защиту от проникновения влаги при длительном нахождении в грунтовых водах.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Броня защищает от возможных обвалов, смещений конструкций.
• Прокладка по эстакадам, галереям и в помещениях: Допускается, но необходимо учитывать наличие горючей ПВХ оболочки и соблюдать требования пожарной безопасности (ПУЭ, СП).
• Использование во взрывоопасных зонах: Требует отдельного подтверждения в сертификате и соответствия условиям зоны.

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельным желе или битумом, так как это нарушает тепловой режим и может привести к перегреву.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелями с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества:

• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности.
• Отсутствие риска утечки масла: Исключаются проблемы, связанные с разностью уровней и необходимостью установки маслоприемных устройств.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, возможность прокладки на трассах со значительными перепадами по высоте.
• Высокая стойкость к коротким замыканиям.
• Меньшая чувствительность к увлажнению: При повреждении оболочки влага не распространяется вдоль кабеля, как в бумажной изоляции, что локализует повреждение.

Недостатки/Особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует высокого качества изготовления и монтажа муфт, чтобы исключить воздушные включения в зоне соединения.
• Чувствительность к механическим повреждениям изоляции при монтаже: Требуется аккуратность при протяжке.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ на среднее напряжение.

Требования к монтажу и соединению

Монтаж кабеля ПвПу2г требует специальной подготовки и инструмента.

• Разделка кабеля: Должна выполняться специальным ножом для снятия изоляции и экранов, чтобы не повредить основной слой сшитого полиэтилена.
• Соединение и ответвление: Осуществляются только с помощью специальных кабельных муфт – соединительных (ССИ) и концевых (КВИ/КНТ). Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются муфты, обеспечивающие герметичность, контроль электрического поля (с использованием экранирующих наконечников и полупроводящих лент) и механическую прочность.
• Заземление: Медные экраны и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон в соответствии с ПУЭ. Это критически важно для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением выпрямленного тока (по нормам ПУЭ) или, что современнее, методом частичных разрядов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПу2г от ПвБШп?

Основное отличие – в конструкции брони и наружной оболочки. У ПвПу2г броня из проволок («Пу») и ПВХ оболочка поверх нее. У ПвБШп броня из двух стальных оцинкованных лент («Б») и защитный шланг из полиэтилена («Шп»). Кабель ПвБШп часто имеет лучшую защиту от коррозии (полиэтиленовый шланг), но менее гибок и хуже противостоит растягивающим нагрузкам, чем броня из проволок.

Можно ли прокладывать кабель ПвПу2г 20 кВ в воде?

Индекс «2г» указывает на герметизацию, что позволяет прокладывать кабель в условиях повышенной влажности и временного затопления. Однако для постоянной прокладки под водой (через реки, водоемы) следует применять специальные кабели в свинцовой оболочке, обладающей абсолютной герметичностью и стойкостью к гидростатическому давлению.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвПу2г с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки, токовой нагрузки, отсутствия внешних механических повреждений и качества проведенных монтажных работ (муфтирования).

Как правильно выбрать сечение 95 мм²? На какую мощность оно рассчитано?

Сечение выбирается по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току нагрузки (I_доп) и условиям короткого замыкания. Ориентировочно, для кабеля 20 кВ сечением 95 мм² при I_доп ~ 260-280 А полная передаваемая мощность (S = √3 U I) составляет около 9-10 МВА. Однако точный расчет должен выполнять проектировщик с учетом всех поправочных коэффициентов из ПУЭ.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из стальных проволок является достаточной защитой от механических воздействий. Однако при высокой коррозионной активности грунта (блуждающие токи, низкое удельное сопротивление) рекомендуется дополнительная защита в виде кабеля в негорючем полиэтиленовом шланге (типа ПвП(Б)Шп) или применение катодной защиты. Прокладка в трубах или лотках с песком не является обязательной, но может применяться на особо ответственных участках или при высокой плотности кабельных трасс.

Как маркируются концы кабеля при монтаже?

Концы кабеля до установки муфт должны быть защищены от увлажнения герметизирующими колпачками. После монтажа муфт на их корпусах, а также на кабеле вблизи муфт устанавливаются бирки с указанием марки кабеля, сечения, номинального напряжения, номера линии и длины. Цветовая маркировка фаз (A, B, C) выполняется в соответствии с ПУЭ (желтый, зеленый, красный).