Кабель ПвВ 35 кВ 120 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВ 35 кВ 120 мм²: полный технический анализ

Кабель силовой марки ПвВ на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение охватывает магистральные линии, ответвления к мощным потребителям, сети электроснабжения городов и промышленных предприятий. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность, длительный срок службы и соответствует строгим требованиям современных энергосистем.

Расшифровка маркировки и область применения

Маркировка ПвВ расшифровывается следующим образом:

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПЭ). Использование сшитого полиэтилена (XLPE) является ключевым отличием от бумажно-масляной изоляции, обеспечивая лучшие диэлектрические и механические свойства.
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Выполняет функцию герметизации и дополнительной изоляции, а также служит барьером для влаги.
• В – внешняя защитная оболочка из ПВХ пластиката. Защищает кабель от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных) и обеспечивает стойкость к распространению пламени.

Напряжение: 35 кВ – номинальное напряжение между жилами (междуфазное) для сетей с изолированной нейтралью. Соответствует классу напряжения 26/35 кВ (U₀/U, где U₀ = 26 кВ – напряжение между жилой и землей).

Сечение: 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы. Данное сечение является одним из наиболее востребованных для данного класса напряжения, обеспечивая баланс между пропускной способностью и монтажными характеристиками.

Конструкция кабеля ПвВ 35 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для трехжильного кабеля (наиболее распространенного исполнения) структура выглядит следующим образом:

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности общего диаметра кабеля). Класс гибкости – 1 или 2 (по ГОСТ 22483). Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрокоррозии, алюминий – меньший вес и стоимость.
• 2. Экран на жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию на границе жила/изоляция.
• 3. Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для 35 кВ составляет, как правило, не менее 9.0-10.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу стабильность при высоких температурах (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ).
• 4. Экран на изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану на жиле. Вместе с экраном на жиле создает коаксиальную структуру, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы.
• 5. Поясная изоляция. В трехжильных кабелях поверх изолированных и экранированных жил может накладываться общий слой из полупроводящей бумаги или ленты.
• 6. Медные экраны (заземляющие). Выполняются в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана на изоляции каждой жилы, или в виде медной ленты. Их основная функция – обеспечение пути для тока утечки и тока короткого замыкания, а также защита от электромагнитных помех.
• 7. Заполнитель. Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ пониженной горючести или резиновыми жгутами) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• 8. Внутренняя оболочка (под оболочка). Из ПВХ пластиката. Стягивает и герметизирует сердечник кабеля.
• 9. Броня (при наличии). В маркировке обозначается буквами «Бн» (броня из стальных оцинкованных лент) или «К» (броня из круглых оцинкованных стальных проволок). Применяется для кабелей, прокладываемых в земле (траншеях) при наличии риска механических повреждений.
• 10. Наружная оболочка. Защитный шланг из ПВХ пластиката. Для кабелей без брони накладывается непосредственно на внутреннюю оболочку, для бронированных – поверх брони. Имеет цветовую маркировку (обычно черный) и наносимую маркировку с данными о кабеле.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (типовые значения для медной жилы)

Параметр	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	26/35 (40.5)	U0 – фазное, U – междуфазное, Um – макс. рабочее
Частота, Гц	50
Макс. рабочая температура жилы, °C	90	Длительный режим
Допустимая температура при КЗ, °C	250	Продолжительность до 5 с
Мин. температура монтажа без подогрева, °C	-20
Допустимый ток нагрузки (Iдоп), А	~280-320	Зависит от способа прокладки (в воздухе, земле, количестве кабелей в траншее)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.153 (Cu) / 0.253 (Al)	По ГОСТ 22483
Емкость, мкФ/км	~0.25-0.35
Индуктивность, мГн/км	~0.4-0.5
Испытательное напряжение переменным током, кВ/мин	52.5 / 10	На готовом кабеле
Испытательное напряжение постоянным током, кВ/мин	105 / 10	На готовом кабеле

Механические и эксплуатационные характеристики

• Минимальный радиус изгиба: 15-20 наружных диаметров кабеля при монтаже. Для кабелей с броней из лент – 15 D_нар, для кабелей с проволочной броней или без брони – 20 D_нар.
• Стойкость к распространению горения: Кабели в оболочке из ПВХ пластиката пониженной горючести (индекс «нг» в маркировке) соответствуют категории нераспространения горения при одиночной прокладке (испытание по ГОСТ IEC 60332-1-2). Для групповой прокладки требуются кабели с индексом «нг-LS» (пониженное дымо- и газовыделение) или «нг-HF» (безгалогенные).
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Сравнение с другими типами кабелей на 35 кВ

Параметр / Тип кабеля	ПвВ (XLPE + ПВХ)	АПвВ (Алюминий, XLPE + ПВХ)	ЦАСБл (С бумажно-масляной изоляцией, в свинцовой оболочке)	ПвП (XLPE + полиэтиленовая оболочка)
Материал жилы	Медь	Алюминий	Медь/Алюминий	Медь
Тип изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумага, пропитанная вязким или загущенным маслом	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Вес	Средний	Ниже	Значительно выше (свинец, масло)	Средний/ниже
Радиус изгиба	Меньше	Меньше	Больше (риск повреждения свинца и изоляции)	Меньше
Монтаж на вертикальных участках	Без ограничений	Без ограничений	Ограничен (стекание пропитки)	Без ограничений
Эксплуатационное обслуживание	Минимальное	Минимальное	Требует контроля давления масла/пропитки	Минимальное
Пожароопасность	Низкая (при исполнении «нг»)	Низкая (при исполнении «нг»)	Высокая (наличие масла)	Низкая
Стоимость	Высокая	Умеренная	Очень высокая	Высокая

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвВ 35 кВ 120 мм² применяется для создания участков сетей, где требуется надежная передача значительных мощностей (порядка 20-25 МВА на цепь).

• Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, галереи. Предпочтительно использование исполнений «нг-LS» для снижения риска от дыма в случае пожара.
• Прокладка в земле (траншеях): Обязательно применение бронированных исполнений (ПвВБн, ПвВК) для защиты от механических воздействий при раскопках, давления грунта. Требуется устройство песчаной подушки и защитного покрытия (кирпич, плиты).
• Прокладка в помещениях: Распределительные устройства (РУ), подстанции, цеха промышленных предприятий.
• Прокладка в воздухе: По стенам зданий, по конструкциям, при отсутствии риска механических повреждений. Необходима стойкость к УФ-излучению (обычный ПВХ имеет ограниченную стойкость, требуется защита или специальный ПВХ).

Особенности монтажа и оконцевания

Монтаж кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена требует специальной подготовки персонала и инструмента. Ключевые этапы:

• Разделка кабеля: Послойное снятие оболочек, брони, экранов с соблюдением геометрии и длин, указанных в инструкциях к муфтам.
• Подготовка изоляции: Снятие полупроводящих экранов с помощью специальных шаблонов, зачистка, снятие фасок, шлифовка. Не допускаются царапины и зарезы основной изоляции.
• Монтаж соединительных или концевых муфт: Используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, специально разработанные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 35 кВ. Процесс включает точную установку компонентов, усадку, заземление экранов, герметизацию.
• Заземление экранов: Медные экраны всех трех жил в конце линии должны быть надежно соединены и заземлены. Существуют системы с односторонним или двусторонним заземлением экранов, выбор зависит от длины линии и требований к защите.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ПвВ от кабеля АПвВ?

Первая буква «А» в маркировке АПвВ указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Таким образом, ПвВ имеет медную жилу, АПвВ – алюминиевую. Это влечет за собой различия в токовой нагрузке (у меди она выше при том же сечении), массе (алюминий легче), стоимости (алюминий дешевле) и способе соединения (для алюминия требуются специальные методы и материалы для предотвращения окисления).

Можно ли прокладывать кабель ПвВ 35 кВ непосредственно в земле без брони?

Нет, категорически не рекомендуется. Прокладка в земле (траншее) без бронепокрытия сопряжена с высоким риском механических повреждений при земляных работах, давлении камней, корней растений. Для подземной прокладки необходимо применять исполнения с броней: ПвВБн (броня из стальных лент) или ПвВК (броня из стальных оцинкованных проволок).

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Расчетный срок службы кабеля ПвВ 35 кВ составляет не менее 30-40 лет. Фактический срок зависит от:

• Соблюдения допустимых токовых нагрузок и температурных режимов.
• Качества монтажа, особенно соединений и оконцеваний.
• Условий прокладки (отсутствие постоянных механических напряжений, химической агрессии).
• Качества изготовления кабеля и материалов.

Превышение температуры приводит к ускоренному старению сшитого полиэтилена.

Что означают буквы «нг-LS» в дополнение к маркировке?

Индекс «нг» (не распространяющие горение) означает, что кабель при одиночной прокладке не поддерживает горение после удаления источника огня. Индекс «LS» (Low Smoke – низкое дымовыделение) указывает на то, что материалы оболочки и изоляции выделяют пониженное количество дыма и коррозионных газов (хлороводорода) при пожаре. Такие кабели обязательны для прокладки в людных местах, метро, общественных зданиях, кабельных сооружениях.

Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На основе чего производят расчет?

Сечение 120 мм² выбирается на основе комплексного электрического расчета, который включает:

• По допустимому длительному току нагрузки (I_доп). Ток в линии не должен превышать значения, указанного в ПУЭ для конкретных условий прокладки (в воздухе, земле, количестве кабелей в траншее, температуре окружающей среды).
• По потере напряжения. Падение напряжения в конце линии не должно превышать нормированных значений (обычно 5% для силовых нагрузок).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания. Кабель должен выдерживать ток КЗ за время его отключения защитой без недопустимого перегрева.
• По экономической плотности тока. Для линий с большим числом часов использования мощности выбирается сечение, обеспечивающее минимальные приведенные затраты на потери электроэнергии.

Сечение 120 мм² часто является оптимальным результатом такого расчета для нагрузок порядка 15-20 МВт при напряжении 35 кВ.

Требуется ли для кабеля ПвВ 35 кВ специальная система мониторингa?

Для ответственных магистральных линий может применяться система мониторинга частичных разрядов (ЧР). В отличие от маслонаполненных кабелей, кабели с изоляцией XLPE не требуют систем контроля давления. Мониторинг ЧР позволяет выявить дефекты в изоляции или муфтах на ранней стадии и спланировать ремонт, предотвратив аварию. Для стандартных распределительных сетей часто ограничиваются периодическими высоковольтными испытаниями.