Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвП2г 35 кВ 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель марки ПвП2г 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и соответствие жестким требованиям современных энергосистем. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских оцинкованных стальных проволок (лент), 2г – герметизация оболочки и брони водоблокирующими лентами (отсутствие двойной защиты «г»), 35 кВ – номинальное напряжение, 120 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля ПвП2г 35 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Последовательность слоев от центра к периферии следующая:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медных или алюминиевых проволок (в зависимости от исполнения), скрученных по концентрическим правилам. Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминий – меньший вес и стоимость.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран). Выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
• Изоляция. Основной диэлектрический слой из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150) и для напряжения 35 кВ составляет несколько миллиметров. СПЭ обладает выдающимися электрическими (высокая диэлектрическая прочность, низкие диэлектрические потери), термическими (длительная рабочая температура +90°C, перегрузочная +130°C) и механическими свойствами.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран). Также выполнен из экструдированного полупроводящего СПЭ. Формирует цилиндрический конденсатор вместе с жилой и внутренним экраном, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля в изоляции.
• Металлический экран. Выполняется в виде медной ленты, наложенной по спирали, или в виде медных проволок, скрученных поверх экрана по изоляции. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токаов короткого замыкания на землю, обеспечение симметрии электрического поля. Является обязательным элементом заземления.
• Поясная изоляция. Битумизированная или полимерная лента, наложенная поверх металлического экрана для его защиты от коррозии и механических повреждений со стороны брони.
• Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент (плоских проволок), наложенных с зазором. Защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Буква «П» в маркировке указывает именно на плоскую форму бронелент.
• Защитный шланг (внешняя оболочка). Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной механической и химической защиты. Цвет оболочки, как правило, черный. Индекс «2г» означает, что под оболочкой и броней применяются водоблокирующие талько-бентонитовые ленты, препятствующие продольному распространению влаги в случае локального повреждения.

Основные технические параметры и характеристики

Параметры кабеля регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 15150 (для кабелей на напряжение 30 кВ) или техническими условиями производителя. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля с медной жилой 120 мм².

Таблица 1. Основные электрические и геометрические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,8 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 120 мм² (одножильное исполнение является стандартным для данного класса напряжения)
Материал жилы	Медь (Cu) или Алюминий (Al) по ГОСТ 22483
Толщина изоляции из СПЭ	Около 9,0 мм (точное значение по ГОСТ/ТУ)
Толщина оболочки из ПВХ	Около 3,0 мм
Наружный диаметр кабеля (ориентировочно)	50 — 55 мм
Масса 1 км кабеля (ориентировочно, медь/ПВХ)	4500 — 5000 кг

Таблица 2. Эксплуатационные характеристики

Параметр	Значение / Условие
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год)
Максимальная температура при КЗ	+250°C (не более 5 секунд)
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальная температура эксплуатации	-50°C
Допустимый радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	65 кВ (в течение 10 минут после прокладки)
Допустимый ток нагрузки (ориентировочно, для прокладки в земле)	~300 А (зависит от условий прокладки, температуры грунта и др.)

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвП2г 35 кВ 120 мм² предназначен для передачи электроэнергии в трехфазных сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Создание кабельных вставок и ответвлений в воздушных линиях 35 кВ.
• Питание мощных распределительных пунктов и трансформаторных подстанций в городских и промышленных сетях.
• Прокладка на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, где предъявляются повышенные требования к надежности.
• Подключение генераторов на электростанциях малой и средней мощности.
• Прокладка в районах с высокой коррозионной активностью и риском механических повреждений благодаря наличию брони.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Глубина прокладки – не менее 0,7-1,0 м. Необходим расчет допустимых токов нагрузки с учетом удельного теплового сопротивления грунта.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Позволяет компактно размещать большое количество кабельных линий, обеспечивает удобный доступ для осмотра и ремонта. Требуется крепление на конструкциях.
• В производственных помещениях: На стенах, конструкциях, в лотках и на полках. Броня обеспечивает защиту от случайных повреждений.

Прокладка по воздуху на тросах не является типичной для бронированных кабелей данного класса напряжения из-за значительной массы, но допустима при обеспечении необходимой прочности несущих конструкций.

Монтаж, соединение и заземление

Монтаж кабеля ПвП2г требует специальной подготовки и инструмента. Критически важным этапом является разделка концов и монтаж концевых муфт (концевой заделки). Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты. Все муфты для кабелей 35 кВ являются изолированными и экранированными, воспроизводящими конструкцию самого кабеля. Процесс включает:

• Послойную зачистку оболочки, брони, экранов и изоляции.
• Монтаж на жилу и изоляцию элементов полупроводящего и изолирующего экранов.
• Установку изоляционного корпуса муфты, заполненного изоляционным компаундом или термоусаживаемыми компонентами.
• Восстановление электрической целостности медного экрана (с помощью специальных проводников перемычек) и его заземление.
• Восстановление механической целостности брони (стальные гильзы) и ее заземление.

Заземление: Медный экран и броня кабеля на обоих концах должны быть надежно заземлены. Это необходимо для безопасности персонала, обеспечения нормального режима работы экрана и отвода токов КЗ. Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать требованиям ПУЭ.

Преимущества и недостатки кабеля ПвП2г 35 кВ 120 мм²

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СКл):

• Более высокая допустимая рабочая температура жилы (+90°C против +70°C).
• Отсутствие риска течения пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
• Более простая и чистая процедура монтажа муфт, отсутствие необходимости в сложной системе масляного хозяйства.
• Высокая стойкость к термическим и механическим перегрузкам.

Недостатки и особенности:

• Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при транспортировке и монтаже (требуется аккуратность).
• Необходимость использования специального инструмента и технологической оснастки для монтажа муфт.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с алюминиевыми аналогами без брони.
• Требовательность к качеству изготовления и материалов, особенно к чистоте сшивки полиэтилена.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля ПвП2г от АПвП2г?

Первая буква в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы. «А» – алюминиевая жила, отсутствие буквы (или «-») по умолчанию означает медную жилу. Таким образом, АПвП2г – это кабель с алюминиевой жилой, идентичный по конструкции ПвП2г. Алюминиевый кабель легче и дешевле, но имеет большее электрическое сопротивление и меньшую стойкость к многочисленным изгибам.

Что означает индекс «2г» и можно ли прокладывать такой кабель в воде?

Индекс «2г» указывает на наличие водоблокирующих (гидрофобных) лент под броней и под оболочкой. Эти ленты при контакте с влагой разбухают и препятствуют ее продольному распространению вдоль кабеля. Это важная защита от проникновения влаги при локальных повреждениях. Однако кабель ПвП2г не предназначен для прокладки непосредственно в воде (подводные переходы). Для таких целей применяются специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметичной оболочкой (например, ПвП2г).

Какой допустимый ток нагрузки для данного кабеля при прокладке в земле?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от множества факторов: температуры грунта, его теплового сопротивления, глубины прокладки, количества кабелей в траншее и расстояния между ними. Для ориентировочной оценки можно использовать значение около 300 А для прокладки одиночного кабеля в траншее при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт. Для точного расчета необходимо выполнять теплотехнический расчет согласно методикам, приведенным в ПУЭ гл. 1.3 или стандарте МЭК 60287.

Чем отличается кабель с индексом «П» в броне от кабеля с индексом «К»?

Буква «П» означает, что броня выполнена из плоских стальных оцинкованных лент. Буква «К» означает, что броня выполнена из круглых стальных оцинкованных проволок. Броня типа «К» (круглопроволочная) обеспечивает лучшее сопротивление растягивающим усилиям и рекомендуется для прокладки на участках со значительными механическими нагрузками (например, на крутых склонах). Броня типа «П» (ленточная) обеспечивает защиту от ударов и грызунов и является более распространенной.

Требуется ли для кабеля ПвП2г 35 кВ дополнительная защита от блуждающих токов?

Наличие брони из стальных лент делает кабель потенциально уязвимым к электрохимической коррозии в условиях действия блуждающих токов (например, вблизи трамвайных линий, электрифицированных железных дорог). В таких условиях рекомендуется применять кабели с дополнительной защитой, например, с усиленной изоляцией брони или проводить специальные мероприятия по катодной защите. ПВХ-оболочка и оцинковка лент обеспечивают базовую защиту, но в агрессивных средах этого может быть недостаточно.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвП2г с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, хранения, прокладки и эксплуатации, установленный стандартами и ТУ, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации с момента широкого внедрения СПЭ-кабелей в 80-90-х годах XX века.