Кабель ПвПу2г 35 кВ 185 мм

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 электрических сетях.

Расшифровка маркировки ПвПу2г

• П – Изоляция из сшитого полиэтилена (Полиэтилен вулканизированный).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Пу – Усиленная защитная оболочка из полиэтилена (индекс «у» обозначает «упрочненный»).
• 2г – Двойная герметизация:
  • 2 – наличие экрана поверх изоляции в виде медных проволок (или лент) и экрана из проводящего материала поверх жилы.
  • г – герметизация продольная и поперечная (водоблокирующие элементы). Отсутствие буквы «А» в конце указывает, что токопроводящая жила выполнена из меди.
• 35 кВ – Номинальное напряжение 35 киловольт.
• 185 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Выполнена из медной проволоки (по ГОСТ 22483-2012, класс 2). Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже круглой), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к механическим нагрузкам и коррозии.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Нанесен поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Изготовлен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей композиции. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды в изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована для напряжения 35 кВ и обычно составляет 9,0-10,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики (допустимая температура длительной работы до +90°C), высокую стойкость к тепловому старению и механическую прочность.

4. Экран на изоляции (полупроводящий)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх основного изоляционного слоя, завершая симметрию коаксиальной системы «жила-изоляция-экран», что является ключевым для силовых кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

5. Поясная изоляция

Выполнена в виде наложенных внахлест полупроводящих или медных лент. Служит для выравнивания потенциала по окружности кабеля.

6. Дренажная жила

Медная проволока, наложенная поверх поясной изоляции. Предназначена для соединения экранов и заземления, а также для отвода токов, наведенных на экран.

7. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде оплетки из медных проволок или наложения медных лент. Основная функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение безопасного заземления и кратковременное проведение токов короткого замыкания.

8. Разделительный слой (внутренняя оболочка)

Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), обозначаемая в маркировке как «в». Отделяет металлические экраны от внешней защитной оболочки, предохраняя их от коррозии и механического повреждения.

9. Броня и герметизация

Индекс «2г» подразумевает наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (в некоторых интерпретациях – это указание на двойной экран) и обязательную герметизацию. Водоблокирующие элементы (гидрофобные порошки, ленты или гели) размещаются в межжильном пространстве или под оболочкой для предотвращения продольного распространения влаги в случае повреждения внешних покровов.

10. Защитная оболочка (внешняя)

Внешняя оболочка из упрочненного полиэтилена (Пу). Обладает высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, ультрафиолетовому излучению, механическим воздействиям и истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение для кабеля 185 мм²	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U, кВ	20,6 / 35	U0 – напряжение между жилой и землей
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	40,5
Испытательное напряжение переменным током, кВ	65	Продолжительность 10 мин.
Испытательное напряжение постоянным током, кВ	105	Продолжительность 15 мин.
Допустимая температура жилы при длительной работе	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании	+250°C	Продолжительность не более 5 сек.
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x Dкаб	Dкаб – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,0991	Согласно ГОСТ 22483
Рабочая емкость, мкФ/км	~0,25 – 0,35	Зависит от конкретной конструкции
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,15 – 0,18	Зависит от способа укладки

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (примерные, для одножильного кабеля)

Условия прокладки	Токовая нагрузка, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C)
Проложен в воздухе (открыто)	~450 – 480
Проложен в земле (в трубе или кабельном канале, теплопроводность грунта 1,0 К·м/Вт)	~390 – 420
Проложен в туннеле, кабельном коллекторе	~370 – 400

Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, группирование, теплопроводность грунта и т.д.).

Области применения кабеля ПвПу2г 35 кВ 185 мм²

• Стационарная прокладка в электрических сетях на напряжение 35 кВ для передачи и распределения электроэнергии.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов (благодаря оболочке из полиэтилена).
• Подводка питания к мощным трансформаторным подстанциям и распределительным устройствам (РУ) 35 кВ.
• Питание крупных промышленных предприятий, насосных станций, горнодобывающих комплексов.
• Устройство вводов в здания и сооружения.
• Прокладка в условиях повышенной влажности, в грунтах с высокой агрессивностью к металлам (кислотные, щелочные, засоленные).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СП, ЦСП)

Преимущества:

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава: Не требует сложных систем подпитки и ограничений по перепаду высот при трассировке.
• Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку, монтаж и позволяет использовать кабельные каналы меньшего сечения.
• Высокая стойкость к термоциклированию: Изоляция из сшитого полиэтилена не стареет и не теряет свойств при циклических изменениях нагрузки.
• Простота монтажа и оконцевания: Меньшая трудоемкость разделки и установки муфт.
• Большая длина строительных отрезков: Ограничена лишь возможностями транспортировки, а не технологией изготовления.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа экранов.
• Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами: Необходима аккуратность при затяжке в трубы и укладке.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на напряжение до 10 кВ, однако на уровне 35 кВ разница с бумажной изоляцией менее существенна.
• Требовательность к квалификации персонала при монтаже соединительных и концевых муфт.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Прокладка кабеля должна производиться при температуре окружающей среды не ниже -20°C. При более низких температурах требуется предварительный прогрев.
• Запрещается прокладка кабеля с нарушением минимально допустимого радиуса изгиба (как правило, 15 наружных диаметров для одножильных кабелей).
• При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и глубина заложения не менее 0,7-1,0 м.
• При параллельной прокладке нескольких кабелей необходимо соблюдать нормативные расстояния между ними для обеспечения теплоотвода.
• Обязательно качественное заземление медных экранов с двух сторон. Схема заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) выбирается в соответствии с проектом и ПУЭ.
• При вводе в здание или переходе из земли в воздух необходимо устанавливать концевые муфты (КНСт, ПСТт) и обеспечивать защиту от прямых солнечных лучей (если оболочка не светостабилизирована).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвПу2г от ПвПг?

Основное отличие – в материале внешней защитной оболочки. У кабеля ПвПг внешняя оболочка также из полиэтилена, но без индекса «у» (упрочненный). Кабель ПвПу2г имеет усиленную оболочку из полиэтилена, что повышает его стойкость к механическим воздействиям, истиранию и растрескиванию при сдвиге грунтов. Индекс «2г» акцентирует внимание на двойной системе экранирования и герметизации.

Можно ли прокладывать кабель ПвПу2г 35 кВ в воде?

Прямая продолжительная прокладка в воде (подводная) не является стандартным режимом работы для данной конструкции. Хотя полиэтиленовая оболочка и герметизирующие элементы обеспечивают высокую стойкость к влаге, для подводной прокладки существуют специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой герметизирующей оболочкой (например, марки ПвПшв). ПвПу2г может использоваться для пересечения небольших водных преград в трубах (футлярах) при условии их надежной гидроизоляции.

Как правильно выбрать сечение 185 мм²? На что ориентироваться?

Сечение 185 мм² выбирается на основе:

• Расчетного длительного тока нагрузки с учетом развития сети.
• Условий прокладки (в земле, воздухе) и поправочных коэффициентов.
• Токов короткого замыкания и их термического воздействия.
• Потерь напряжения в линии, которые не должны превышать нормированных значений (обычно 5-10% от номинального).
• Экономической плотности тока (для объектов большой мощности).

Сечение 185 мм² является стандартным для фидеров 35 кВ со средней и высокой мощностью (порядка 15-25 МВА).

Требуется ли для данного кабеля дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабели напряжением выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений на всем протяжении. Для этого применяют:

• Укладку в асбоцементные, полиэтиленовые или стальные трубы на участках с повышенной нагрузкой (под дорогами, въездами).
• Засыпку слоем песка и укрытие сверху кирпичом или специальными бетонными плитами.
• Укладку сигнальной ленты из пластика на глубине 0,25 м от поверхности земли.

Какой срок службы у кабеля ПвПу2г 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами (ГОСТ 15150, ГОСТ 31996-2012), составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых и температурных режимов. Критическим фактором является качество монтажа соединительных муфт и концевых заделок.

В чем ключевое отличие изоляции XLPE от EPR (этилен-пропиленового каучука), которая также используется в кабелях на 35 кВ?

XLPE (сшитый полиэтилен) имеет более высокие диэлектрические характеристики и меньшие диэлектрические потери, что делает его предпочтительным для большинства применений. EPR обладает большей гибкостью и стойкостью к частичным разрядам в местах возможных дефектов, но имеет более высокий tg δ (тангенс угла диэлектрических потерь), что приводит к большему тепловыделению в изоляции и, как следствие, требует увеличения сечения жилы для той же пропускной способности. Кабели с изоляцией EPR часто маркируются как ПвПв.