Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвП2г 35 кВ 185 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвП2г на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и соответствие жестким требованиям современных энергосистем. Данный кабель является ключевым элементом при строительстве и модернизации кабельных линий электропередачи, подстанций 35-110 кВ, а также для электроснабжения крупных промышленных предприятий.

Расшифровка маркировки ПвП2г

Маркировка кабеля выполняется в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (ПВП – полиэтилен вулканизированный, полученный по технологии пероксидной сшивки).
• в – наличие внутренней оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов.
• П – наличие наружной оболочки из полиэтилена.
• 2г – обозначение степени герметизации: «2» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «г» – водоблокирующие ленты в конструкции для продольной герметизации.
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 185 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвП2г 35 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 185 мм² изготавливается из медных или алюминиевых проволок (в зависимости от исполнения). Для данного сечения, как правило, применяется уплотненная конструкция (класс 2 по ГОСТ 22483). Медная жила обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к электрохимической коррозии, алюминиевая – меньшую стоимость и массу. Жила имеет круглую форму.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных электрических пробоев на границе между металлом жилы и основной изоляцией.

3. Основная изоляция

Изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована и для напряжения 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокими диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), отличной стойкостью к тепловым деформациям и трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Второй слой полупроводящего материала, наложенный поверх основной изоляции. Вместе с экраном на жиле он формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий радиальную составляющую электрического поля.

5. Поясная изоляция

Выполняется в виде наложения медных или алюминиевых проволок (либо гофрированной ленты) поверх экрана на изоляции. Служит для отвода зарядных токов и токов короткого замыкания. Для кабелей на 35 кВ является обязательным элементом.

6. Разделительный слой

Представляет собой обмотку из полимерной ленты или аналогичного материала, предназначенную для защиты поясной изоляции от контакта с металлической броней.

7. Броня

Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание) и от грызунов. Буква «г» в маркировке указывает на наличие под броней гидрофобных (водоблокирующих) лент или заполнителей, которые препятствуют продольному распространению влаги в случае повреждения наружной оболочки.

8. Наружная оболочка

Защитный шланг из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Полиэтиленовая оболочка обеспечивает высокую стойкость к атмосферным воздействиям (УФ-излучению, осадкам), агрессивным химическим средам и обладает хорошими механическими свойствами. Толщина оболочки нормирована.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические характеристики

В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля с алюминиевой (А) и медной (М) жилой.

Параметр	Значение для А 185 мм²	Значение для М 185 мм²	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	20,8 / 35		U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное
Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме, °C	90
Максимальная температура при КЗ (до 5 с), °C	250
Допустимый ток нагрузки (Iдоп) в земле, А*	~305	~390	*Зависит от условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление)
Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более	0,164	0,0991	По ГОСТ 22483
Емкость, мкФ/км	~0,25		Типовое значение
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,15		Типовое значение

Механические и эксплуатационные характеристики

• Минимальный радиус изгиба: 20 наружных диаметров кабеля при прокладке и 15 – после прокладки.
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (монтаж без предварительного подогрева возможен при температуре не ниже -15°C).
• Стойкость к короткому замыканию: Рассчитан на термическое воздействие токов КЗ согласно расчетным параметрам сети.
• Степень герметизации: Наличие водоблокирующих элементов обеспечивает защиту от продольного распространения влаги.
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвП2г 35 кВ 185 мм² применяется для передачи электроэнергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Воздушные линии электропередачи, переведенные в кабель (ответвления от ВЛ, переходы через инженерные сооружения).
• Кабельные линии в грунте (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений. Требуется защита сигнальными лентами.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
• Подводные переходы (при условии дополнительной защиты от растяжения).
• Вводы на территории промышленных предприятий, электроснабжение крупных цехов и установок.
• Соединение ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) 35 кВ на подстанциях.

Важно: Прокладка в земле (траншеях) является одним из наиболее распространенных способов. При этом необходимо соблюдать требования ПУЭ (Глава 2.3) по глубине прокладки (не менее 0,7 м для линий 20-35 кВ), устройству подушки и засыпке, а также защите сверху кирпичом или сигнальными лентами.

Преимущества и недостатки кабеля ПвП2г по сравнению с аналогами (например, с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции изоляционной пропитки, стойкость к термоциклированию.
• Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и загрязнения окружающей среды при повреждении.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по высоте.
• Высокие допустимые токи нагрузки: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C) позволяет пропускать большие токи при том же сечении.
• Удобство монтажа муфт: Технология монтажа концевых и соединительных муфт для СПЭ изоляции хорошо отработана.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует высококачественного изготовления и монтажа экранов для исключения микрополостей.
• Относительно высокая стоимость: Как правило, выше, чем у кабелей с бумажно-масляной изоляцией, но ниже, чем у газонаполненных.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента и соблюдения абсолютной чистоты при заделке.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвП2г 35 кВ должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением всех требований ПУЭ 7-го издания, ГОСТ Р 50571, а также инструкций заводов-изготовителей кабеля и муфт. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов для минимизации трения и механических напряжений. Контроль радиуса изгиба обязателен.
2. Подготовка конца кабеля: Послойная разделка кабеля с использованием специального шаблона. Важно не повредить полупроводящие экраны и основную изоляцию.
3. Монтаж муфт: Установка соединительных или концевых муфт (в т.ч. с полимерными изоляторами). Процесс включает зачистку, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж заземления, герметизацию и, для концевых муфт, присоединение к шине или аппарату.
4. Заземление: Поясная изоляция и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Для брони применяются специальные бандажи и заземляющие проводники.
5. Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (по нормам ПУЭ, Гл. 1.8) для проверки состояния изоляции после монтажных работ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвП2г и АПвП2г?

Первая буква в маркировке указывает на материал жилы. Отсутствие буквы «А» в начале означает, что токопроводящая жила изготовлена из меди. Соответственно, марка АПвП2г указывает на то, что жила кабеля – алюминиевая. Все остальные элементы конструкции (изоляция, экраны, броня, оболочка) идентичны.

Каков расчетный ток нагрузки для данного кабеля при прокладке в земле?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) – величина переменная и зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта, его температуры, глубины прокладки, количества работающих кабелей в траншее и расстояния между ними. Указанные в таблице значения (~305 А для Al, ~390 А для Cu) являются ориентировочными для стандартных условий (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт, один кабель в траншее). Точный расчет должен выполняться проектировщиком по методике, изложенной в ГОСТ Р МЭК 60287.

Можно ли использовать кабель ПвП2г для прокладки в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Наличие брони и полиэтиленовой оболочки, стойкой к ультрафиолету, позволяет прокладывать кабель на открытом воздухе. Однако необходимо учитывать, что при этом изменяются условия теплоотвода. Токовая нагрузка при прокладке в воздухе (особенно на солнце) может быть ниже, чем при прокладке в грунте. Требуется выполнить соответствующий теплотехнический расчет и обеспечить надежное крепление кабеля.

Что означает индекс «г» и насколько важна продольная герметизация?

Индекс «г» (гидрофобный заполнитель) указывает на наличие в конструкции под броней специальных лент или паст, которые при контакте с влагой разбухают и блокируют ее продольное распространение по кабелю. Это критически важная функция, особенно для кабелей, прокладываемых в грунте с высоким уровнем грунтовых вод или в коллекторах. Герметизация предотвращает проникновение влаги на большую длину кабеля при локальном повреждении оболочки, что позволяет ограничиться ремонтом только поврежденного участка, а не заменой всей линии.

Какие муфты используются для монтажа кабеля ПвП2г 35 кВ?

Для данного кабеля применяются специальные муфты, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Различают:

• Соединительные муфты – для соединения двух отрезков кабеля. Бывают стопорные (для разделения секций) и простые.
• Концевые муфты (концевая разделка) – для подключения кабеля к шинам РУ, трансформаторам или аппаратам. Существуют исполнения для наружной (с полимерным или фарфоровым изолятором) и внутренней установки.
• Переходные муфты – для соединения кабелей с разным типом изоляции (например, XLPE с бумажно-масляной).

Монтаж муфт – ответственная операция, требующая чистоты, точности и использования только совместимых материалов от одного производителя.

Как проводится приемо-сдаточные испытания кабельной линии 35 кВ после монтажа?

Согласно ПУЭ (Глава 1.8), кабельные линии на напряжение 35 кВ после монтажа подвергаются испытанию повышенным выпрямленным напряжением.

• Испытательное напряжение: 85 кВ (для кабелей с пластмассовой изоляцией на U_ном=35 кВ).
• Длительность приложения: 15 минут.
• Критерий исправности: Отсутствие пробоя, поверхностных разрядов (коронования), а также стабильность или снижение тока утечки по мере приложения напряжения.

Перед высоковольтными испытаниями обязательно измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей с изоляцией XLPE?

Наиболее распространенные причины отказов:

• Неквалифицированный монтаж муфт и концевых разделок (загрязнение, неправильная заделка экранов, острые кромки).
• Механические повреждения брони и оболочки при прокладке или последующих земляных работах.
• Термическая перегрузка, приводящая к необратимому старению изоляции.
• Дефекты изготовления (включения, микрополости в изоляции), приводящие к развитию частичных разрядов.
• Коррозия брони из-за отсутствия или плохого качества заземления.

Регулярный мониторинг (например, диагностика частичных разрядов, измерение температуры) позволяет минимизировать риски аварийных отключений.