Кабель ПвП2гж 3-х жильный 35 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвП2гж 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель марки ПвП2гж 3-х жильный на напряжение 35 кВ 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 высочайшим требованиям надежности, безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки ПвП2гж

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31996-2012 (кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ) и единой системы обозначений, распространенной на кабели более высокого напряжения.

• П – Изоляция жил выполнена из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого поперечной сшивке).
• в – Оболочка кабеля из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• П – Наличие экрана в виде медной ленты поверх изолированных жил (внутренний экран).
• 2г – Двойная герметизация: «2» указывает на наличие алюмополимерной ленты в броне, а «г» – на герметизацию продольными водоблокирующими лентами или гидрофобным заполнителем.
• ж – Жила кабеля однопроволочная (жесткая) круглой формы. Для сечений 35 мм² и более, как правило, используется многопроволочная жила, поэтому на практике для данного сечения чаще встречается обозначение «мн» (многопроволочная). В зависимости от стандарта, «ж» может подразумевать секторную форму для компактности, но в кабелях на 35 кВ обычно применяются круглые жилы.
• 3-х жильный – Конструкция включает три токопроводящие жилы.
• 35 кВ – Номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля ПвП2гж 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки (материал указывается дополнительно в полном обозначении, например, АПвП2гж – алюминиевая жила). Для сечения 35 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила имеет круглую форму. Сечение 35 мм² относится к основным для ответвлений и фидеров в сетях 35 кВ.

2. Внутренний полупроводящий экран (экран на жиле)

Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена, модифицированного сажей или другими проводящими добавками. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе между жилой и основной изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной диэлектрический барьер кабеля. Сшитый полиэтилен (XLPE) получают из термопластичного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) путем химической или радиационной сшивки молекул. Это создает трехмерную сетчатую структуру, которая кардинально улучшает свойства материала:

• Повышенная рабочая температура: до +90°С в длительном режиме, до +130°С в режиме перегрузки, до +250°С при коротком замыкании.
• Высокая стойкость к тепловому старению и растрескиванию.
• Отличные диэлектрические характеристики и стойкость к частичным разрядам.
• Высокая механическая прочность.

Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 35 кВ составляет несколько миллиметров.

4. Внешний полупроводящий экран (экран на изоляции)

Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх основной изоляции. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном формирует коаксиальную структуру, обеспечивающую радиальное электрическое поле и его симметричность вокруг жилы.

5. Пофазный металлический экран

Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной продольной обмоткой, или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Замыкание емкостных токов изоляции.
• Защита от внешних электромагнитных помех.
• Функция заземляющего проводника в нормальном режиме.
• Путь для тока короткого замыкания и тока однофазного замыкания на землю.

6. Заполнитель и поясная изоляция

Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ поясами или неткаными материалами) для придания кабелю круглой формы. Поверх заполнителя может накладываться поясная обмотка из полимерных лент.

7. Герметизирующий слой и броня

Буква «2г» в маркировке указывает на конструкцию брони и герметизацию. Конструктивно это выглядит так:

• Поверх поясной изоляции накладываются продольные водоблокирующие ленты (гидрофобный порошок или гель), которые при контакте с водой разбухают и блокируют продольное распространение влаги.
• Далее следует алюмополимерная лента (ЛАП), которая выполняет роль продольной влагозащиты и частично – экрана. Она состоит из алюминиевой фольги, ламинированной с одной или двух сторон полимерной пленкой.
• Поверх ЛАП-ленты накладывается броня в виде двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов.

8. Наружная оболочка из ПВХ пластиката

Защищает броню от коррозии, обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту. Имеет характерный цвет (обычно черный) и наносится методом экструзии. На оболочку наносится маркировка с указанием завода-изготовителя, марки кабеля, сечения, напряжения и года выпуска.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Параметр	Значение для кабеля 35 кВ с сечением жилы 35 мм²	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	20,6 / 35 (40,5)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное длительно допустимое
Испытательное переменное напряжение, кВ (част. 50 Гц, 1 час)	65	Для приемо-сдаточных испытаний на заводе
Испытательное постоянное напряжение, кВ	104	Для испытаний после монтажа в трассе
Максимальная допустимая рабочая температура жилы, °C	+90	В длительном режиме
Допустимая температура при перегрузке, °C	+130	Не более 100 часов в году
Допустимая температура при КЗ, °C	+250	Продолжительность КЗ не более 5 сек.
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева, °C	-20	При отсутствии механических нагрузок
Температурный диапазон эксплуатации, °C	от -50 до +50	Для окружающей среды
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 1000	При температуре +20°C
Емкость жилы, мкФ/км	~0,2 — 0,3	Зависит от конкретной конструкции
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,15 — 0,18	Зависит от взаимного расположения жил

Механические и геометрические характеристики (примерные)

Параметр	Значение
Наружный диаметр кабеля, мм	~75 — 85
Масса 1 км кабеля, кг	~4500 — 5500
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 x D (наружного диаметра кабеля)
Допустимое растягивающее усилие, кН	~5 — 7 (уточнять по ТУ)
Стойкость к удару при -15°C, Дж	Не менее 50

Область применения кабеля ПвП2гж 35 кВ

Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях. Благодаря двойной герметизации («2г») он рекомендован для прокладки в грунтах с повышенной влажностью, в условиях возможного подтопления, а также в районах с высокой вероятностью механических повреждений (броня). Типичные объекты применения:

• Распределительные сети 35 кВ городского и промышленного назначения.
• Вводы и выводы с подстанций 35/6(10) кВ.
• Питание мощных электроприемников (двигатели, печи) на промышленных предприятиях.
• Кабельные линии для подключения объектов генерации (малые ГЭС, ветропарки, когенерационные установки) к сетям среднего напряжения.
• Резервирующие и перемыкающие линии в кольцевых сетях.

Важно: Прокладка в воздухе (по опорам) возможна, но требует учета дополнительных механических нагрузок (ветер, гололед) и УФ-излучения, которое может воздействовать на ПВХ оболочку. Для воздушных линий чаще применяются кабели с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, ПвП2г).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (МНС, СГ)

Преимущества кабеля ПвП2гж (СПЭ):

• Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для маслонаполненных, что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
• Отсутствие масла: Исключается риск утечки масла, пожарная и экологическая безопасность выше. Нет необходимости в сложных системах подпитки маслом и сигнализации давления.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений по разности уровней.
• Высокая стойкость к термическим и механическим перегрузкам.
• Меньшая масса и наружный диаметр при аналогичных электрических параметрах.

Недостатки/особенности кабеля ПвП2гж (СПЭ):

• Чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Требует абсолютной чистоты, отсутствия частичных разрядов и точной технологии. Непрофессиональный монтаж – основная причина отказов.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (проколам) изоляции, которые могут стать очагами развития «водяных деревьев» (деградация изоляции под действием влаги и электрического поля). Конструкция с «2г» призвана бороться с этим.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на основе ПВХ или бумажно-масляной изоляции старого поколения, но сопоставимая или ниже, чем у современных маслонаполненных.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Срок хранения в оригинальной упаковке – до 2 лет в закрытых помещениях или под навесом.
2. Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов и лебедок. Необходимо строго контролировать, чтобы не был превышен минимальный радиус изгиба (обычно 20D). Запрещена раскатка волочением по земле.
3. Прокладка в траншее: Глубина прокладки – не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки. На дно траншеи устраивается песчаная или просеянная земляная подушка толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается таким же мягким грунтом на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента или кирпич, после чего траншея засыпается полностью.
4. Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, стопорных, концевых), предназначенных именно для кабелей с СПЭ-изоляцией на 35 кВ. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектов в условиях чистоты.
5. Заземление: Металлические экраны каждой фазы и броня должны быть надежно заземлены с двух концов линии для обеспечения нормального протекания токов короткого замыкания и безопасности. При большой длине линии (>1 км) требуется дополнительный перекрестный план заземления для снижения циркулирующих токов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвП2гж от ПвПг?

Буква «2» в маркировке ПвП2гж указывает на наличие алюмополимерной ленты (ЛАП) под броней. В кабеле ПвПг под броней находится только герметизирующий слой (гидрофобная лента), но нет ЛАП-ленты. Таким образом, ПвП2гж имеет более высокую степень защиты от проникновения влаги в продольном направлении.

Можно ли использовать кабель ПвП2гж 35 кВ для прокладки в воде?

Нет, напрямую для прокладки в воде (реки, озера, моря) этот кабель не предназначен. Конструкция «2г» защищает от влаги в грунте и при временном подтоплении, но не рассчитана на постоянное погружение и значительное гидростатическое давление. Для подводной прокладки применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или полимерной герметичной оболочкой.

Как расшифровать полное обозначение: АПвП2гж 1х35/25-35?

• А – алюминиевая токопроводящая жила.
• ПвП2гж – как описано выше.
• 1х35/25 – сечение основной токопроводящей жилы 35 мм², сечение нулевой жилы (если есть) или жилы заземления – 25 мм². Для трехжильного кабеля 35 кВ такое обозначение некорректно, оно характерно для кабелей низкого напряжения. Для 35 кВ указывается просто 3х35.
• -35 – номинальное напряжение 35 кВ.

Какой ток нагрузки выдерживает кабель ПвП2гж 3х35 35 кВ?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки и условий окружающей среды. Для ориентировки, при прокладке в земле (траншее) на глубине 0,7 м, температуре грунта +15°С и удельном тепловом сопротивлении 1,2 К·м/Вт, допустимый ток для трехжильного кабеля с медными жилами 35 мм² составляет примерно 170-190 А. Точное значение необходимо брать из расчетных таблиц ПУЭ (Глава 1.3) или из технических условий производителя, учитывая все поправочные коэффициенты (на температуру, количество кабелей в траншее и т.д.).

Что такое «водяное дерево» и как конструкция ПвП2гж с этим борется?

«Водяное дерево» – это процесс медленной деградации полимерной изоляции (особенно ранних марок полиэтилена) под совместным воздействием электрического поля и влаги, проникшей в микротрещины. Это приводит к постепенному снижению электрической прочности. Конструкция ПвП2гж борется с этим путем:
1) Использования специальных рецептур сшитого полиэтилена, стойкого к образованию деревьев.
2) Наличия герметизирующего слоя («г»), который блокирует продольное проникновение влаги вдоль кабеля.
3) Наличия алюмополимерной ленты («2»), создающей дополнительный барьер для влаги.
Таким образом, влага из внешней среды не может достичь изоляции жил.

Требуется ли для данного кабеля система контроля изоляции?

Для кабельных линий 35 кВ, особенно большой протяженности, рекомендуется использование систем постоянного контроля изоляции. Однако, в отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, где контроль давления масла критичен, для СПЭ-кабелей чаще применяются системы, отслеживающие токи нулевой последовательности или частичные разряды в муфтах, что позволяет прогнозировать развитие дефектов.