Кабель ПвПг 35 кВ 300 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 35 кВ 300 мм²: полный технический анализ

Кабель марки ПвПг 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают последним требованиям надежности, долговечности и эффективности в электрических сетях среднего напряжения. Данный кабель является альтернативой устаревающим кабелям с бумажно-масляной изоляцией и широко применяется для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также на специальных эстакадах и галереях, за исключением вертикальных участков большой протяженности без дополнительного крепления.

Расшифровка маркировки и конструктивные элементы

Маркировка «ПвПг» расшифровывается согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение от 6 до 35 кВ) и внутренним ТУ производителей:

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – внутренний экранирующий слой (полупроводящий) над изоляцией жилы.
• П – внешний (наружный) экранирующий слой (полупроводящий) под оболочкой.
• г – гибкий, обозначает, что защитная оболочка не имеет металлического покрова (бронепокрова) – «голый». Это указывает на отсутствие брони из стальных лент или оцинкованных проволок.

Таким образом, полное обозначение: Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экранами из полупроводящих материалов, без бронепокрова, на напряжение 35 кВ, с сечением основной жилы 300 мм².

Детальное описание конструкции по слоям

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 300 мм² изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, скрученной по концентрической технологии. Для меди это, как правило, класс 2 по ГОСТ 22483 (уплотненная). Жила может быть однопроволочной (монолитной) для алюминия или многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости. Для сечения 300 мм² чаще применяется многопроволочная структура. Жила имеет круглую форму.

2. Внутренний полупроводящий экран

Наносится экструзионным методом непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей технический углерод (сажу). Его ключевая функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения микроразрядов (частичных разрядов) на границе между жилой и основной изоляцией, где могут находиться микроскопические воздушные включения или неровности.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной диэлектрический барьер кабеля. Толщина изоляции для кабеля на 35 кВ нормирована и составляет, как правило, 10.5 мм или более, в зависимости от конкретных технических условий. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C. XLPE обладает высокой диэлектрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, стойкостью к тепловому старению и влаге.

4. Внешний полупроводящий экран

Аналогичен внутреннему по материалу, наносится поверх изоляции. Его задача – создать равномерный цилиндрический электрический потенциал вокруг изоляции, подготавливая поле для металлического экрана. Может выполняться в виде экструдированного слоя или полупроводящей ленты.

5. Металлический экран

Выполняет несколько критически важных функций: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки (емкостных токов) в случае повреждения изоляции, а также служит элементом системы заземления. Для кабеля ПвПг 35 кВ 300 мм² металлический экран обычно выполняется в виде:

• Медных проволок, наложенных спирально поверх полупроводящего экрана.
• Медной ленты, наложенной продольно или внахлест.
• Комбинации медной ленты и проволок (для обеспечения требуемого тока короткого замыкания).

Минимальное сечение медного экрана нормируется и для данного класса кабелей составляет не менее 25 мм² (по ГОСТ), но на практике для 35 кВ 300 мм² часто применяется экран сечением 35-50 мм² и более для соответствия требованиям по току КЗ.

6. Защитная оболочка

Поскольку маркировка содержит «г» (гибкий без брони), внешняя оболочка является единственным механическим и химическим барьером. Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката или, что предпочтительнее для современных проектов, из полиэтилена (ПЭ) или вулканизированного полиэтилена (сшитого ПЭ). ПЭ оболочка обладает лучшими диэлектрическими, механическими и влагозащитными свойствами по сравнению с ПВХ. Толщина оболочки рассчитывается исходя из механических требований и диаметра кабеля.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвПг 35 кВ 300 мм² (типовые значения)

Параметр	Значение / Описание	Примечание, нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,8 / 35 кВ (40,5 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей; U – междуфазное; Um – макс. рабочее
Частота	50 Гц	Стандартная для сетей РФ и СНГ
Сечение основной жилы	300 мм2	Фактическое сечение может быть в пределах допуска
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al)	Указывается в заказе: ПвПг-Cu или ПвПг-Al
Класс жилы	2 (многопроволочная, уплотненная)	По ГОСТ 22483
Длительно допустимая температура жилы	+90 °C	В нормальном режиме работы
Макс. температура при КЗ	+250 °C (для XLPE)	Продолжительность до 5 сек.
Макс. температура при перегрузке	+130 °C	Ограниченное время в году
Минимальная температура монтажа	-15 °C … -20 °C	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля	Для многопроволочных жил
Сопротивление изоляции	Не менее 1000 МОм·км	При температуре +20°C
Испытательное напряжение переменным током	65 кВ (2.5U0) в течение 10 мин.	Приемо-сдаточные испытания на заводе
Испытательное напряжение постоянным током	84 кВ (4U0) в течение 15 мин.	После монтажа на объекте

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвПг 35 кВ 300 мм² предназначен для передачи значительных мощностей (порядка 20-25 МВА на одну цепь) и применяется в следующих инфраструктурных объектах:

• Магистральные и распределительные линии 35 кВ в городских и промышленных сетях.
• Вводы и выводы с подстанций и ГРУ (главных распределительных устройств).
• Питание мощных потребителей: заводские цеха, насосные станции, тяговые подстанции.
• Кабельные линии в составе воздушно-кабельных переходов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях, эстакадах).

Важное ограничение: Буква «г» в маркировке означает отсутствие брони. Следовательно, прокладка кабеля ПвПг непосредственно в земле (траншее) без дополнительной механической защиты (например, в асбоцементных или ПНД трубах, в двустенных гофрированных трубах, в лотках с крышкой) не рекомендуется и часто запрещена техническими условиями проекта. Основные способы прокладки – это кабельные сооружения, где исключено прямое механическое воздействие грунта, камней или строительного мусора.

Сравнение с другими типами кабелей на 35 кВ

Таблица 2. Сравнение кабеля ПвПг 35 кВ с аналогами

Тип кабеля	Конструктивные особенности	Преимущества	Недостатки	Основная область применения
ПвПг (рассматриваемый)	Изоляция XLPE, экраны, медный экран, ПЭ/ПВХ оболочка без брони.	Меньший вес и диаметр, высокая гибкость, удобство монтажа, лучшие диэлектрические характеристики, не требует сложных масляных систем.	Требует защиты от механических повреждений при прокладке, чувствителен к точечным ударам.	Кабельные сооружения (туннели, эстакады), промышленные сети.
ААШв (устаревающий)	Бумажно-масляная изоляция, алюминиевая жила, алюминиевая броня, ПВХ шланг.	Высокая надежность при правильной эксплуатации, стойкость к некоторым видам повреждений.	Большой вес и радиус изгиба, риск утечки масла, необходимость в специальных муфтах и ограничения по перепаду высот, пожароопасность.	Постепенно выводится из эксплуатации, заменяется на XLPE.
ПвБШв	Изоляция XLPE, броня из стальных оцинкованных лент, ПВХ шланг защитный.	Защита от механических повреждений, возможность прокладки в земле (траншее) без дополнительных труб.	Больший вес и стоимость, меньшая гибкость по сравнению с ПвПг.	Прокладка непосредственно в земле, в зонах с риском механических воздействий.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвПг 35 кВ 300 мм² требует соблюдения строгих правил:

• Раскатка: Запрещается сбрасывание барабанов с транспортного средства. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, установленных на трассе с шагом 1.5-3 метра, чтобы не превысить допустимый радиус изгиба.
• Температура: Монтаж разрешен при температуре не ниже -15 °C без предварительного прогрева. При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении не менее 48 часов или прогреть специальными термоусадочными тепловыми установками.
• Заземление: Металлический экран кабеля с двух сторон должен быть надежно заземлен. В случае большой длины линии применяют специальные схемы заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) для ограничения наводимых токов в экране.
• Монтаж муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала. Поверхности полупроводящих экранов и изоляции должны быть обработаны с особой тщательностью по технологии, указанной производителем муфт. Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые комплекты.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 84 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие ПвПг от ПвБШв на 35 кВ?

Ключевое отличие – наличие брони. ПвБШв имеет броню из стальных оцинкованных лент (буква «Б» в маркировке) и защитный ПВХ шланг («Шв»), что позволяет прокладывать его непосредственно в земле. ПвПг – «голый» кабель без такой брони, предназначенный для прокладки в защищенных от механических воздействий кабельных сооружениях.

2. Можно ли проложить кабель ПвПг 35 кВ 300 мм² в земле (траншее)?

Строго по конструкции – нет, так как отсутствует бронепокров. Однако на практике его иногда прокладывают в земле, но только с обязательным использованием дополнительной механической защиты: в двустенных гофрированных трубах из ПНД высокой жесткости, в асбоцементных или полимерных трубах. Это должно быть предусмотрено проектом и согласовано с техническими условиями.

3. Какой материал жилы лучше выбрать: медь или алюминий для данного кабеля?

Выбор зависит от технико-экономического расчета.

• Медь: Имеет большее сопротивление на разрыв, меньшее удельное электрическое сопротивление (примерно в 1.68 раза), следовательно, при одинаковом сечении (300 мм²) медный кабель имеет меньшие потери на нагрев и может пропускать больший ток (на 20-30%). Также медь более стойка к коррозии. Недостаток – высокая стоимость и больший вес.
• Алюминий: Дешевле и легче. Однако требует большего внимания к контактным соединениям (склонность к окислению, ползучести), имеет большее удельное сопротивление. Для передачи той же мощности может потребоваться сечение на ступень больше, чем у меди.

Для ответственных объектов и линий с высокой нагрузкой чаще выбирают медь.

4. Как правильно выбрать сечение металлического экрана?

Сечение медного экрана нормируется и выбирается исходя из двух условий:

1. Требуемого тока односекундного короткого замыкания (термическая стойкость). Расчет ведется по формуле, учитывающей допустимую температуру экрана при КЗ (обычно +250°C) и время срабатывания защиты.
2. Ограничения на нагрев экрана в нормальном режиме от циркулирующих токов (для больших длин линий).

Для кабеля 35 кВ 300 мм² типовые сечения экрана – 35, 50, 70 мм². Окончательный выбор должен быть указан в проектной документации.

5. Каков срок службы кабеля ПвПг 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянная работа при температурах, близких к предельным, частые перегрузки, термические и электродинамические воздействия при коротких замыканиях, нарушение технологии монтажа муфт, повреждение оболочки и проникновение влаги.

6. Как маркируются концы кабеля для фазировки?

Жилы и экраны кабеля маркируются в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Фазные жилы обозначаются цветами или буквенно-цифровыми метками: А (Желтый), В (Зеленый), С (Красный). Металлический экран подлежит заземлению с обоих концов и маркируется как земля. На концевых заделках устанавливаются бирки с указанием номера линии, марки кабеля, сечения, напряжения и трассы прокладки.

7. Какие документы сопровождают партию кабеля?

На каждую партию завод-изготовитель обязан предоставить паспорт изделия и сертификат соответствия. В паспорте указываются: наименование завода, дата изготовления, номер барабана, метраж, результаты заводских испытаний (сопротивление жилы, испытание изоляции повышенным напряжением, данные об толщине изоляции и оболочки). Эти документы необходимы для допуска кабеля к монтажу и дальнейшей эксплуатации.