Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2г 35 кВ 185 мм²: полный технический анализ
Кабель марки ПвПу2г 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают последним требованиям надежности, безопасности и долговечности в условиях эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения.
Расшифровка маркировки и область применения
Маркировка ПвПу2г расшифровывается согласно ГОСТ 31565-2012 и единой буквенно-цифровой системе:
- П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
- 2г – обозначение, указывающее на герметизацию жилы: «2» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «г» – водоблокирующая лента (гидрофобный заполнитель) в конструкции для герметизации.
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 кВ.
- 185 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящий экран – экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, контактирующий с изоляцией.
- Медный экран – выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх полупроводящего экрана, или в виде медной ленты. Для сечения 185 мм² часто применяется экран из медных проволок сечением 25 или 35 мм². Он служит для замыкания capacitive тока и в качестве нулевой жилы в сетях с эффективно заземленной нейтралью, а также для защиты от внешних электромагнитных помех.
- ПвПг: Наличием брони из стальных лент («2» в маркировке), что обеспечивает повышенную механическую защиту при прокладке в земле без дополнительных защитных труб.
- АПвПу2г: Материалом токопроводящей жилы. Буква «А» в начале марки означает алюминиевую жилу. Алюминиевый кабель легче и дешевле медного, но имеет большее электрическое сопротивление и меньшее сопротивление на растяжение.
- Кабелей с бумажно-масляной изоляцией (СЦл): Кабель ПвПу2г не содержит масла, что исключает риск утечек и пожаров, проще в монтаже и обслуживании, имеет больший допустимый перепад уровней при прокладке.
Основные сферы применения кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм²: прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов; в кабельных каналах, туннелях и коллекторах; на электростанциях и подстанциях в качестве соединительных и отходящих линий. Кабель предназначен для районов с умеренным и холодным климатом, может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокий уровень электротехнических и механических характеристик.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 185 мм² выполняется из медных или алюминиевых проволок (в зависимости от заказа), круглой или секторной формы. Медная жила обладает более высокой проводимостью и стойкостью к электродинамическим воздействиям. Жила уплотненная, что обеспечивает стабильность геометрии и облегчает монтаж концевых муфт.
2. Экран по жиле
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
3. Основная изоляция
Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) силанольным способом. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, 10,0 мм для 35 кВ). XLPE обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°С), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
4. Экран по изоляции
Состоит из двух элементов:
5. Разделительный слой и гидрофобный заполнитель
Поверх экрана накладывается поясная изоляция (обычно из ПЭТ-ленты или аналогичного материала). Далее может применяться гидрофобная лента или заполнитель на основе суперабсорбента («г» в маркировке), который при контакте с водой набухает и герметизирует продольные полости в кабеле, препятствуя распространению влаги.
6. Внутренняя оболочка
Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) служит для дополнительной изоляции экрана от брони, а также для защиты от коррозии. Цвет оболочки, как правило, черный.
7. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Броня обеспечивает механическую защиту от повреждений при прокладке и эксплуатации в земле (давление грунта, случайные удары), а также от растягивающих усилий.
8. Наружная оболочка
Внешняя защитная оболочка из полиэтилена (Пу) черного цвета. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам, химическим веществам и истиранию, что обеспечивает долгий срок службы кабеля в тяжелых условиях.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для медной жилы 185 мм²)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,6 / 35 кВ (40,5 кВ) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимальная длительно допустимая температура жилы | +90°C | |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0991 Ом/км | Для меди. Для алюминия – 0,164 Ом/км |
| Емкость на единицу длины | ~0,3 мкФ/км | Приблизительное значение, зависит от конструкции |
| Индуктивное сопротивление | ~0,15 Ом/км | Приблизительное значение |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ | Продолжительность 10 мин после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение | 104 кВ | Продолжительность 15 мин на барабане |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур прокладки без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Допустимая температура монтажа с подогревом | До -50°C |
| Стойкость к тепловому удару | Высокая (характеристика XLPE) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Расчетные данные по токовой нагрузке
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от условий прокладки. Приведены ориентировочные значения для медного кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм².
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (траншее), грунт с тепловым сопротивлением 1,0 К·м/Вт, глубина 0,7 м, температура грунта +15°C | ~355 А | Один кабель, расстояние между кабелями 250 мм |
| В воздухе (в кабельном канале, на эстакаде), температура воздуха +25°C | ~400 А | Один кабель, свободный обдув |
| В воздухе, при температуре +40°C | ~350 А | С поправкой на повышенную температуру среды |
Важно: Точный расчет допустимых токов нагрузки должен производиться согласно ПУЭ 7-го издания, методикам ГОСТ Р МЭК 60287 с учетом всех поправочных коэффициентов: на количество работающих кабелей в одной траншее, глубину прокладки, тепловое сопротивление грунта, сезонные коэффициенты и т.д.
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм² требует соблюдения строгих правил. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением постоянного тока). При прокладке в траншее необходимо создать песчаную подушку толщиной не менее 10 см, а после укладки – засыпать кабель мягким грунтом без камней и строительного мусора и уложить сигнальную ленту. Минимальное расстояние между параллельно проложенными кабелями 35 кВ должно составлять не менее 100 мм. При проходе через стены и перекрытия кабель должен быть заведен в металлические гильзы или трубы. Обязательно выполнение качественного заземления медного экрана с двух сторон кабельной линии. Концевые и соединительные муфты должны быть подобраны в полном соответствии с типом кабеля и устанавливаться квалифицированным персоналом с применением специального инструмента.
Сравнение с кабелями других марок (ПвП, АПвПу2г)
Кабель ПвПу2г отличается от:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое преимущество кабеля ПвПу2г перед кабелем в свинцовой оболочке?
Основные преимущества: существенно меньший вес и радиус изгиба, высокая коррозионная стойкость наружной полиэтиленовой оболочки, отсутствие свинца (экологичность), более простая и чистая технология монтажа муфт, высокая стойкость изоляции XLPE к тепловым ударам и влаге.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвПу2г 35 кВ 185 мм² в воде?
Нет, данный кабель не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера). Его конструкция (броня из стальных лент, полиэтиленовая оболочка) рассчитана на работу в грунте или кабельных сооружениях. Для прокладки в водных преградах требуются специальные кабели, например, с гидростатической защитой из свинцовой оболочки или усиленной влагозащитой.
3. Как правильно выбрать сечение экрана (заземляющего проводника) для данного кабеля?
Сечение медного экрана (проволок) в 25-35 мм², стандартное для кабеля 185 мм² на 35 кВ, является достаточным для выполнения функций заземления и проведения токов короткого замыкания в течение времени, пока сработает защита. Однако окончательный расчет должен быть проведен в проекте, исходя из параметров токов КЗ конкретной сети и времени отключения защиты, согласно ПУЭ гл. 1.7 и 3.4.
4. Требуется ли дополнительная защита при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью?
Полиэтиленовая оболочка (Пу) обладает высокой химической стойкостью. Однако при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью (солончаки, отвалы шлака, насыпной грунт с включениями) или в зонах действия блуждающих токов рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, применение катодной защиты. Броневые ленты должны иметь усиленное цинковое покрытие.
5. Какой документ является основным для определения требований к кабелю?
Основным документом является ГОСТ 31565-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Общие технические условия», а также более конкретные ТУ завода-изготовителя, разработанные на его основе. При проектировании и монтаже необходимо руководствоваться разделами 2.3 и 3.4 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), а также СНиП 3.05.06-85.
6. Можно ли использовать кабель для создания переходов с воздушной линии на кабельную?
Да, кабель ПвПу2г 35 кВ 185 мм² широко применяется для устройства спусков с ВЛ на КЛ. При этом концевая муфта, устанавливаемая на кабеле, должна быть специально предназначена для такого перехода (часто называемая «концевая мачтовая муфта») и обеспечивать надежное крепление к опоре ВЛ и герметизацию.
7. Какова ориентировочная масса 1 км кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм²?
Масса 1 км кабеля с медной жилой составляет приблизительно 5500-6000 кг. Кабель с алюминиевой жилой (АПвПу2г) будет легче на 30-40%. Точное значение необходимо уточнять в паспортных данных на конкретную партию продукции.
Заключение
Кабель ПвПу2г 35 кВ 185 мм² является типовым и надежным решением для создания кабельных линий среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая современную изоляцию из сшитого полиэтилена, двойную экранировку, гидрозащиту, броню и стойкую к внешним воздействиям оболочку, обеспечивает длительный и безотказный срок службы в сложных условиях. Правильный выбор, проектирование, монтаж и обслуживание данного кабеля в соответствии с нормативной документацией являются залогом устойчивой работы энергетических объектов.
Комментарии