Кабель ПвП 35 кВ 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвП на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 120 мм² является ключевым элементом современных распределительных сетей среднего класса напряжения. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Аббревиатура «ПвП» расшифровывается следующим образом: П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный), в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – наличие экрана из медных проволок (по старой, но устойчивой классификации). Современное обозначение по ГОСТ 31565-2012: ПвПг 35 кВ 1х120/35.
Конструкция кабеля ПвП 35 кВ 1х120/35
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.
- Токопроводящая жила. Выполнена из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечения 120 мм² жила, как правило, имеет класс 2 по ГОСТ 22483-2012 (многопроволочная, уплотненная). Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полиэтилена с добавлением сажи. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения на границе жила-изоляция.
- Изоляция. Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 35 кВ составляет 10,5 мм (в соответствии с ГОСТ 15150). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: долговременная допустимая температура жилы +90°C, кратковременная перегрузка до +130°C, температура при коротком замыкании до +250°C.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран). Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
- Экран (металлическая оболочка). Выполнен в виде оплетки из медных проволок (сечением не менее 25 мм²) или в виде медной ленты, наложенной по спирали. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, является проводником тока утечки и тока короткого замыкания. Для кабеля ПвП 35 кВ 120 мм² часто применяется комбинированный экран: медная лента + медные проволоки.
- Поясная изоляция. Обмотка из электроизоляционной ленты (например, из ПЭТ-пленки), наложенная поверх экрана. Предохраняет оболочку от непосредственного контакта с медным экраном.
- Оболочка. Защитный внешний слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Толщина рассчитывается по ГОСТ. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Вводы и выводы с подстанций 35/10(6) кВ.
- Межстанционные соединения в распределительных сетях городской и промышленной инфраструктуры.
- Питание крупных промышленных предприятий, насосных станций, горно-обогатительных комбинатов.
- Резервирующие и перемыкающие линии в кольцевых сетях.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земле (траншеях), а также на открытом воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей.
- Температура окружающей среды при прокладке: от -15°C до +40°C. Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного подогрева кабеля.
- Рабочая температура жилы: долговременно от -50°C до +90°C.
- Допустимая температура при коротком замыкании: до +250°C (не более 4 секунд).
- Допустимый радиус изгиба при монтаже: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
- Монтаж осуществляется с применением специальной кабельной арматуры: концевых и соединительных муфт 35 кВ, рассчитанных на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- Более высокая допустимая рабочая температура жилы (+90°C против +70°C для маслонаполненных).
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом и постоянном мониторинге давления.
- Меньшая масса и внешний диаметр при аналогичных параметрах, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений, связанных с перепадом уровней.
- Большая стойкость к термическим и механическим перегрузкам.
- Меньшие диэлектрические потери (меньший tg δ).
- Чувствительность к дефектам монтажа (требуется высокая культура работ по разделке и установке муфт).
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям оболочки и влагопритоку, что может привести к развитию водных древов.
- Как правило, более высокая стоимость самого кабеля, однако общие затраты на строительство линии часто ниже из-за отказа от масляного хозяйства.
- Раскатка. Запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Раскатка производится с применением роликов, не допуская волочения по грунту, резких перегибов.
- Разделка. Выполняется специальным диэлектрическим инструментом. Крайне важно не повредить полупроводящие экраны и основную изоляцию. Фазировка производится с помощью колпачков или специальной термоусаживаемой маркировки.
- Установка муфт. Используются только муфты, сертифицированные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Поверхности изоляции и экранов должны быть тщательно зачищены и обезжирены. При монтаже термоусаживаемых муфт критически важно соблюдать температурный режим и последовательность усадки.
- Заземление. Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены. В случае большой длины линии применяют cross-bonding (поперечное соединение экранов) для снижения потерь.
- Испытания. После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ, гл. 1.8). Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 85 кВ в течение 10 минут.
- Механические повреждения оболочки при раскопках (т.н. «повреждение сторонними лицами»).
- Ошибки при монтаже концевых и соединительных муфт (загрязнение, неправильная усадка, острые кромки).
- Разрушение кабеля грызунами.
- Развитие водных древов в местах повреждения оболочки и влагопритока.
Основные технические характеристики и параметры
Ниже приведены ключевые параметры кабеля ПвП 35 кВ с сечением 120 мм², основанные на требованиях ГОСТ 15150, ГОСТ 31996-2012 и типовых технических условиях производителей.
Таблица 1. Электрические и геометрические параметры
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20,6 / 35 | ГОСТ 15150 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 40,5 | ГОСТ 15150 |
| Сечение основной жилы, мм² | 120 | ГОСТ 22483 |
| Материал жилы | Медь | — |
| Класс жилы | 2 (многопроволочная) | ГОСТ 22483 |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0,153 | ГОСТ 22483 |
| Толщина изоляции, мм | 10,5 | ГОСТ 15150 |
| Толщина оболочки, мм | Примерно 3,5 — 4,0 | Расчет по ГОСТ |
| Наружный диаметр кабеля, мм (ориентировочно) | 55 — 65 | Зависит от конструкции экрана |
| Масса 1 км кабеля, кг (ориентировочно) | 3500 — 4500 | — |
Таблица 2. Токовые нагрузки (ориентировочные, для прокладки в земле)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (траншее), при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт | 300 — 330 | Согласно ПУЭ 7 изд., расчетные таблицы |
| В воздухе, при температуре воздуха +25°C | 340 — 370 | Согласно ПУЭ 7 изд., расчетные таблицы |
| При коротком замыкании (t ≤ 4 сек) | До 12,5 кА | Рассчитывается по формуле S√t, где S – сечение |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ПвП 35 кВ 120 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:
Условия эксплуатации:
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СП, СГ)
Преимущества кабеля ПвП:
Недостатки / Особенности внимания:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвП 35 кВ требует строгого соблюдения технологических карт. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвП от ПвВП?
Основное отличие — в конструкции экрана. В кабеле ПвП экран выполнен из медных проволок (иногда с лентой), что обеспечивает гибкость и хорошее заземление. В кабеле ПвВП экран выполнен в виде гофрированной алюминиевой или свинцовой оболочки (буква «В»), которая обеспечивает абсолютную герметичность и лучшую механическую защиту, но делает кабель менее гибким и более тяжелым. ПвВП чаще применяется при высоких рисках механических повреждений или в условиях агрессивных грунтов.
Какое сечение экрана должно быть у кабеля ПвП 35 кВ 120 мм²?
Согласно ГОСТ 31996-2012, сечение экрана (медных проволок) должно быть не менее 25 мм² для кабелей на напряжение 35 кВ. На практике производители часто используют экран сечением 35 мм² для данного класса напряжения, что повышает его стойкость к токам короткого замыкания.
Можно ли прокладывать кабель ПвП 35 кВ в одном лотке с кабелями более низкого напряжения?
Да, но с ограничениями, оговоренными в ПУЭ (Глава 2.1, п. 2.1.16). Кабели на напряжение до 35 кВ допускается прокладывать в одном лотке. Однако не рекомендуется совместная прокладка с кабелями цепей управления, связи и телемеханики без дополнительных экранирующих перегородок или при условии соблюдения норм по электромагнитной совместимости.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвП 35 кВ, заявленный производителями и нормируемый ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации, правильном монтаже и отсутствии внешних дестабилизирующих факторов.
Что означает цифра «35» в обозначении после сечения 120 мм² (120/35)?
Цифра 35 обозначает номинальное сечение экрана (металлической оболочки или проволок) в мм². В данном случае это указывает, что сечение медного экрана составляет 35 мм², что является стандартным и достаточным для данного класса напряжения.
Каковы основные причины выхода из строя кабелей ПвП?
Основные причины отказов, как правило, не связаны с деградацией самой изоляции из сшитого полиэтилена:
Регулярный термовизионный контроль муфт и мониторинг частичных разрядов позволяют минимизировать риски аварийных отключений.
Заключение
Кабель ПвП 35 кВ 120 мм² представляет собой современное, технологичное решение для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его эксплуатационные характеристики, такие как высокая пропускная способность, температурная стойкость и относительная простота монтажа, делают его предпочтительным выбором по сравнению с традиционными кабелями с бумажно-масляной изоляцией. Успешная эксплуатация на протяжении всего жизненного цикла напрямую зависит от качества продукции, соблюдения норм проектирования трасс, применения квалифицированного монтажа и проведения планово-предупредительных испытаний и диагностики.