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

Кабель марки ПвКПг 3х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой современную силовую кабельную конструкцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его применение обусловлено требованиями к высокой надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности в электрических сетях среднего и высокого напряжения. Конструкция кабеля полностью соответствует последним редакциям межгосударственных стандартов, в частности ГОСТ 31996-2012 (кабели с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ) и более специализированным ТУ, распространяющимся на кабели на напряжение 6-35 кВ.

Расшифровка маркировки ПвКПг

Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции:

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (ПВС по ГОСТ, cross-linked polyethylene, XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (PVC).
• К – наличие экрана из медных проволок (концентрических проводников) поверх каждой изолированной жилы.
• П – наличие поясной изоляции (общий экран) в виде медной ленты или проволок поверх скрученных экранированных жил.
• г – обозначение «голый», указывающее на отсутствие бронепокрова. Кабель не предназначен для прокладки в земле без дополнительной защиты (в лотках, кабельных каналах, тоннелях).
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
• 35 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Таким образом, полное название описывает кабель: трехжильный, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, с экранами по жилам и общим экраном, без брони, на напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвКПг 35 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, применяется уплотненная жила (класс 2 по ГОСТ 22483-2012), состоящая из множества проволок, скрученных в несколько повивов. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Номинальные сечения жил стандартизированы: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500 мм² и более.

2. Экранирование жилы (фазный экран)

Поверх изолированной жилы накладывается экран, состоящий из двух обязательных элементов:

• Электропроводящий слой: Полупроводящая экранирующая лента или экструдированный слой из электропроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция», что предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Медный экран: Поверх полупроводящего слоя накладывается экран в виде медных проволок малого диаметра, спирально наложенных с определенным шагом, или в виде медной ленты. Он служит для замыкания capacitive токов изоляции на землю, обеспечения симметрии электрического поля и в качестве элемента системы защитного заземления при коротком замыкании.

3. Изоляция жилы

Основной изоляционный материал – сшитый полиэтилен (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) радиационным или химическим способом (пероксидным) придает обычному полиэтилену принципиально новые свойства: повышенную термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам (кратковременно до +250°C), высокие диэлектрические и механические характеристики. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения и сечения жилы.

4. Поясная изоляция и общий экран

Три экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки накладывается:

• Поясная изоляция: Чаще всего представляет собой полупроводящую ленту, аналогичную фазной.
• Общий (нулевой) экран: Выполняется в виде медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или медной ленты. Этот экран электрически соединяется с экранами жил и предназначен для заземления. Он является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

5. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред (масло, химикаты), а также выполняет функцию изоляции экранов от земли и друг от друга. Цвет оболочки, как правило, черный. ПВХ пластикат для кабелей на 35 кВ должен иметь пониженное содержание галогенов и соответствовать требованиям по пожарной безопасности.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (на примере сечения 120 мм²)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	20,6 / 35 (40,5)	U0 – фазное напряжение, U – междуфазное, Um – макс. длительное рабочее
Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 10 мин., кВ	65	Для готового кабеля после изготовления
Импульсное испытательное напряжение, кВ	170	Форма 1,2/50 мкс
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме
Макс. температура при КЗ (длительность до 5 с), °C	+250	Для изоляции XLPE
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x Dкаб	Dкаб – наружный диаметр кабеля
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000	При температуре +20°C

Длительно допустимый ток нагрузки (пример для прокладки в воздухе, температура воздуха +25°C, грунта +15°C)

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А (в воздухе)	Допустимый ток, А (в земле)*
50	205	230
70	250	280
95	300	335
120	345	385
150	390	435
185	445	495
240	520	575

• Для кабеля ПвКПг прокладка в земле не является стандартным способом установки и требует специальных мер защиты (кабельные блоки, трубы). Данные приведены для справки.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвКПг 35 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:

• Подключение мощных электроприемников на промышленных предприятиях (сталеплавильные цеха, нефтехимические комплексы).
• Распределительные сети городского и промышленного назначения (отходящие линии от ГПП, РП).
• Вводы на территории трансформаторных подстанций 35/6(10) кВ.
• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий.
• Прокладка в производственных помещениях при отсутствии риска механических повреждений.

Важно: Отсутствие бронепокрова (индекс «г») ограничивает применение кабеля. Его не рекомендуется прокладывать непосредственно в земле (траншее) без дополнительной защиты в виде жестких полиэтиленовых или асбестоцементных труб, кабельных каналов или блоков. Также не допускается его прокладка в местах с возможными значительными растягивающими усилиями или ударными нагрузками.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей на 35 кВ

Преимущества кабеля ПвКПг (XLPE-изоляция) перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (например, ЦСБ):

• Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для кабелей с вязкой пропиткой.
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с системой подпитки маслом. Монтаж концевых и соединительных муфт проще и быстрее.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных электрических параметрах, что облегчает транспортировку и прокладку.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений, связанных со стеканием пропиточного состава.
• Более высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.

Недостатки кабеля ПвКПг:

• Чувствительность к частичным разрядам при наличии дефектов в изоляции или экранировании. Требует высокого качества изготовления и монтажа.

Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на более низкое напряжение.

• Отсутствие брони в марке ПвКПг требует дополнительных мер механической защиты при нестандартных условиях прокладки.

Сравнение с кабелем в свинцовой оболочке (ПвП):

Кабель ПвКПг (с ПВХ оболочкой) легче, не требует защиты от коррозии, проще в разделке. Однако свинцовая оболочка обеспечивает лучшую герметичность и защиту от влаги, а также является дополнительным экраном.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвКПг 35 кВ должен производиться в соответствии с ПУЭ (Глава 2.3) и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые моменты:

• Радиус изгиба: Не должен превышать 15 наружных диаметров кабеля при однократном изгибе. Нарушение ведет к деформации изоляции и экранов.
• Температура монтажа: Прокладка допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно прогреть в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов.
• Заземление экранов: Экраны всех трех жил и общий поясной экран должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты. В схемах с изолированной нейтралью или компенсированных сетях может применяться заземление через ограничитель напряжения.
• Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт является критически важной операцией. Необходимо строго соблюдать технологию очистки, нанесения полупроводящих и изоляционных материалов, обеспечить герметичность соединения.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным выпрямленным напряжением 85 кВ в течение 10 минут (согласно ПУЭ 7 изд., п. 1.8.40). Также измеряется сопротивление изоляции и проводится проверка целостности и правильности фазировки жил.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвКПг от АПвКПг?

Буква «А» в начале маркировки (АПвКПг) указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Все остальные элементы конструкции идентичны. Медный кабель (ПвКПг) имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к электродинамическим усилиям при КЗ и лучшую коррозионную стойкость, но большую массу и стоимость. Выбор зависит от проектных расчетов и экономического обоснования.

Можно ли прокладывать кабель ПвКПг 35 кВ в земле?

Прямая прокладка в траншее не рекомендуется из-за отсутствия бронепокрова. Допускается прокладка в земле только при условии защиты кабеля от механических повреждений: в двустенных гофрированных трубах из ПНД высокой жесткости, в асбестоцементных или пластиковых каналах, в бетонных блоках. Обязательна также песчаная подушка и сигнальная лента.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвКПг 35 кВ?

Выбор сечения производится по следующим критериям, в порядке приоритета:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагрев).
2. По потере напряжения (для протяженных линий).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания.
4. По экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).

Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ и методическими указаниями.

Как заземляются экраны кабеля и для чего это нужно?

Экраны (фазные и общий) соединяются и заземляются с обоих концов линии. Это необходимо для:

• Защиты персонала от поражения электрическим током (потенциал на экране при обрыве или повреждении может достигать опасных величин).
• Обеспечения пути для замыкания capacitive токов, что улучшает условия работы изоляции.
• Создания пути для тока при однофазном замыкании на экран, что позволяет работать быстродействующим защитам.

В длинных линиях (обычно более 1-2 км) может возникать проблема циркулирующих токов в экранах, для ее решения применяют специальные схемы заземления (одностороннее, cross-bonding).

Каков срок службы кабеля ПвКПг 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режимов нагрузки, состояния окружающей среды, качества монтажа и обслуживания.

Что означает цветовая маркировка жил?

Согласно ГОСТ, изоляция жил или их маркировка должны иметь отличительную расцветку. Для трехжильных кабелей на 35 кВ общепринята маркировка: фаза A – желтый цвет, фаза B – зеленый, фаза C – красный. Экраны и оболочка, как правило, черные.

Заключение

Кабель ПвКПг 3-х жильный 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего высокого напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики. Ключевыми для успешного применения являются правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки (с учетом отсутствия брони), качественный монтаж муфт и грамотная организация заземления экранов. Понимание деталей конструкции, технических параметров и областей применения позволяет инженерно-техническому персоналу эффективно и безопасно эксплуатировать данные кабельные линии в течение длительного срока службы.