Кабель ПвПг 10 кВ 400 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 10 кВ 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвПг на напряжение 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 400 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его ключевой особенностью является изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), что обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, существенно превосходящие аналоги с бумажно-пропитанной изоляцией. Данный кабель предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью на переменное напряжение частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки кабеля ПвПг 10 кВ 400 мм²

• П – изоляция жил из полиэтилена сшитого (внутренняя маркировка по ГОСТ: «Пв» – полиэтилен вулканизированный).
• в – обозначение материала изоляции (полиэтилен вулканизированный).
• П – материал оболочки – полиэтилен.
• г – конструктивное исполнение – «голый» (отсутствие защитных покровов – брони и наружного джутового покрова).
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПг 10 кВ 400 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 400 мм² выполняется, как правило, из медной или алюминиевой проволоки (в зависимости от модификации). Для данного сечения жила имеет круглую форму и секторное уплотнение (компактирование) для уменьшения общего диаметра кабеля. Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрокоррозии, алюминиевая – меньшую стоимость и вес.

2. Экран по жиле (полупроводящей слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящей слой. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного разряда) на микронеровностях поверхности жилы, что критически важно для высоковольтной изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной диэлектрический слой. Полученный методом химической или радиационной сшивки, полиэтилен приобретает пространственную молекулярную решетку, что резко повышает его теплостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150) и для 10 кВ составляет, как правило, 4,5-5,0 мм.

4. Экран по изоляции (полупроводящей слой)

Внешний полупроводящей слой, накладываемый поверх изоляции. Выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже на внешней поверхности изоляции. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, в которой изоляция работает в равномерном радиальном электрическом поле.

5. Поясная изоляция (при необходимости)

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться общий полупроводящей или медный экран.

6. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде медной ленты, наложенной спирально. Его основное назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки. Является обязательным элементом для заземления.

7. Оболочка из полиэтилена

Наружный защитный слой из светостабилизированного полиэтилена (PE). Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред (солей, кислот, щелочей) и ультрафиолетового излучения. Для кабеля марки «Пг» оболочка является конечным защитным элементом, так как броня отсутствует.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля с алюминиевой (Al) и медной (Cu) жилой.

Параметр	Значение для Al 400 мм²	Значение для Cu 400 мм²	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 10/10		U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами.
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	90		Длительный режим работы.
Максимальная температура при КЗ, °C	250		Длительность не более 5 сек.
Допустимый ток нагрузки (Iдоп), А	~390-420	~505-540	Зависит от способа прокладки (в земле, воздухе).
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0,0778	0,0461	По ГОСТ 22483.
Емкость, мкФ/км	~0,3 – 0,4		Приблизительное значение.
Испытательное переменное напряжение, кВ	22,5 (на частоте 49-61 Гц в течение 5 мин.)		После монтажа муфт – 17 кВ.

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба: 15-20 наружных диаметров кабеля при монтаже. Для кабелей с секторными жилами – не менее 12 диаметров после монтажа.
• Диапазон температур монтажа: не ниже -20°C (при более низких температурах требуется предварительный подогрев).
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C.
• Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации: до +70°C в течение 8 часов.
• Стойкость к тропическим условиям: устойчив к плесневым грибам.
• Допустимая температура нагрева жил при КЗ: 250°C.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПг 10 кВ 400 мм² применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи в сетях 6-10 кВ.

• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Это основной способ прокладки для данной марки, так как отсутствие брони делает кабель уязвимым к механическим воздействиям при прямой укладке в грунт без дополнительной защиты.
• Прокладка в помещениях и на промышленных предприятиях.
• Прокладка по мостам и путепроводам.
• Вводы на территории подстанций и ГРУ.

Важно: Прокладка в земле (траншеях) допускается только при условии защиты кабеля в случае вероятности механических повреждений. Для этого используются защитные пластиковые или асбоцементные короба, трубы (гофротрубы, ПНД трубы) либо кирпичная защита. Прямая прокладка в грунт без защиты не рекомендуется.

Преимущества и недостатки кабеля ПвПг по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (например, АСБл, СБ)

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки и старения бумаги. Срок службы достигает 30-40 лет.
• Высокая допустимая температура: 90°C против 70°C для бумажно-пропитанной изоляции, что позволяет пропускать большие токи нагрузки при том же сечении.
• Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку, монтаж и прокладку в стесненных условиях.
• Высокая стойкость к влаге: Не требует специальных концевых заделок для герметизации при вертикальной и наклонной прокладке.
• Простота монтажа и обслуживания: Не требует сложных систем подпитки маслом, более простой монтаж муфт и оконцевателей.
• Высокая стойкость к токам короткого замыкания.

Недостатки:

• Чувствительность к механическим повреждениям (для исполнения «г»): Отсутствие брони требует дополнительных мер защиты при прокладке в грунте.
• Чувствительность к дефектам монтажа: Требует высокой культуры монтажа – необходимо избегать задиров изоляции, перекручивания, превышения радиуса изгиба.
• Более высокая стоимость по сравнению с алюминиевыми кабелями с бумажной изоляцией.
• Восприимчивость к водяным деревьям: Современные марки сшитого полиэтилена (например, с добавлением силанов) имеют специальную защиту от этого явления.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В).
• При прокладке на трассе использовать ролики для предотвращения механических повреждений.
• Строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба.
• При соединении и ответвлении использовать только специализированные кабельные муфты (соединительные, стопорные, ответвительные) и концевые заделки, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.
• Медный экран кабеля должен быть надежно заземлен с двух сторон линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности персонала.
• При прокладке в одной траншее с другими кабелями необходимо соблюдать нормативные расстояния между ними.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвПг и АПвПг?

Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы. «А» – алюминий, отсутствие буквы «А» (или обозначение «-») – медь. Таким образом, ПвПг – с медной жилой, АПвПг – с алюминиевой жилой. Все остальные элементы конструкции идентичны.

Можно ли прокладывать кабель ПвПг 10 кВ 400 мм² непосредственно в земле (траншее)?

Да, но с обязательными условиями. Марка «г» означает отсутствие брони и защитных покровов. Согласно ПУЭ, прокладка таких кабелей в земле допускается только в местностях, где не ожидается механических повреждений, или при условии защиты их от повреждений (укладка в трубы, короба, использование сигнальной ленты и кирпичной защиты). В большинстве случаев для прямой прокладки в грунт рекомендуется выбирать бронированные модификации, например, ПвБбШп.

Какой максимальный ток нагрузки для этого кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от множества факторов: материала жилы (медь/алюминий), способа прокладки (в воздухе, в земле, в трубе, количество рядом проложенных кабелей), температуры окружающей среды. Для предварительной оценки можно ориентироваться на значения 505-540 А для меди и 390-420 А для алюминия при прокладке в земле (одиночный кабель, температура грунта +15°C, глубина заложения 0,7-1 м). Точный расчет должен проводиться по методике ПУЭ с учетом всех реальных условий прокладки.

Как заземляется такой кабель и зачем это нужно?

Медный экран (оплетка) кабеля подлежит обязательному двустороннему заземлению. Это необходимо для:

• Создания симметричного электрического поля вокруг жилы.
• Отвода токов утечки и емкостных токов.
• Обеспечения безопасности персонала при повреждении основной изоляции (экран берет на себя ток замыкания и способствует срабатыванию релейной защиты).
• Защиты от электромагнитных помех.

Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы в концевых и соединительных муфтах.

Чем отличается кабель ПвПг от ПвВнг?

Основное отличие – в материале оболочки. «П» в третьей позиции – полиэтиленовая оболочка, устойчивая к ультрафиолету и влаге, но горючая. «Внг» – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ) пониженной горючести. Кабель ПвВнг рекомендуется для групповой прокладки внутри помещений, туннелей, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (не распространяет горение). Кабель ПвПг чаще используется для наружной прокладки или одиночной внутри помещений.

Какие муфты используются для монтажа кабеля ПвПг 10 кВ?

Для монтажа применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Это могут быть:

• Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Бывают термоусаживаемые, холодноусаживаемые (наиболее распространены) и заливные.
• Концевые муфты (внутренние и наружной установки): Для подключения кабеля к шинам распределительного устройства, трансформатора или воздушной линии. Например, типа КНТп, КВТп.
• Стопорные муфты: Для изготовления кабельных вводов в оборудование с масляным заполнением.

Критически важно использовать комплектующие, совместимые с материалом изоляции кабеля.

Как осуществляется контроль состояния изоляции такого кабеля в эксплуатации?

Основные методы:

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром (2500/5000 В).
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) для оценки степени старения изоляции.
• Частичный разрядный контроль (метод позволяет выявить локальные дефекты в изоляции или муфтах).
• Визуальный осмотр трассы, муфт и концевых заделок на предмет повреждений, коррозии, увлажнения.