Кабель ПвП2гж 1-х жильный 20 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвП2гж 1х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой современное высокотехнологичное решение для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Данный тип кабеля полностью соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 и ТУ 16.К71-335-2004, что гарантирует его надежность и долговечность в эксплуатации. Он предназначен для работы в сетях переменного напряжения частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Расшифровка маркировки ПвП2гж следующая: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских оцинкованных стальных проволок (повивом), 2гж – двойная герметизация (гидрофобный заполнитель в жиле и оболочка из вулканизированного полиэтилена поверх брони).

Конструкция кабеля ПвП2гж 1х жильный 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую безопасность и долговечность.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (материал – ММ) круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (однопроволочная, ОЖ) для сечений до 630 мм² или многопроволочной (многопроволочная, МЖ) по согласованию с заказчиком. Класс гибкости – 1 или 2.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой). Наносится экструзионным способом поверх токопроводящей жилы. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Изоляция. Основной диэлектрический слой, выполненный из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от номинального напряжения (20 кВ) и рассчитывается для обеспечения необходимой электрической прочности. Сшивка полимера придает материалу повышенную термостойкость и стойкость к деформациям под нагревом.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой). Также наносится экструзионным способом поверх изоляции. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Вместе с экраном по жиле формирует коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы.
• Экран медный. Состоит из медных проволок, наложенных поверх внешнего полупроводящего слоя, и медной ленты, наложенной поверх проволок. Предназначен для выравнивания электрического поля, обеспечения симметрии, а также служит в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания. Имеет электрический контакт с внешним полупроводящим слоем.
• Гидрофобный заполнитель. Располагается в межпроволочном пространстве медного экрана. Представляет собой компаунд на основе полиизобутилена, который препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения оболочки.
• Поясная изоляция. Накладывается в виде лент поверх медного экрана. Служит для дополнительной изоляции экрана от брони и защиты от коррозии.
• Броня. Выполнена из оцинкованных стальных проволок (П), уложенных повивом. Обеспечивает высокую механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Буква «П» в маркировке указывает на плоскую форму проволок, что обеспечивает более плотную укладку.
• Оболочка. Наружный защитный слой из вулканизированного полиэтилена (обозначение «ж» в маркировке). Данный материал обладает выдающейся стойкостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению, агрессивным средам и широкому диапазону температур, что делает кабель пригодным для прокладки в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью) и на открытом воздухе.

Основные технические и электрические характеристики

Кабель ПвП2гж 1х жильный 20 кВ рассчитан на длительную работу в жестких условиях. Ниже приведены ключевые параметры.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20/35 кВ (24 кВ)
Стандартные сечения жилы, мм²	50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-20°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 x D (наружного диаметра кабеля) для одножильных кабелей
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	2.5U0 = 50 кВ в течение 10 мин.
Стойкость к переменному напрятию 50 Гц (испытание в воде)	3.5U0 = 70 кВ в течение 4 часов

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвП2гж 1х жильный 20 кВ предназначен для передачи электроэнергии в сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-20 кВ.
• Вводы электроэнергии на промышленные предприятия, крупные объекты инфраструктуры.
• Питание мощных электроприемников (насосные станции, компрессорные установки).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) при наличии механических воздействий.
• Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунта и блуждающими токами.
• Прокладка на открытом воздухе, в т.ч. в районах с суровыми климатическими условиями.

Особое внимание при проектировании и монтаже одножильных кабелей на напряжение 20 кВ необходимо уделять вопросам компенсации индуктивности и потерь в оболочке и броне. При больших сечениях и длинах линий рекомендуется использование специальных схем прокладки (в плоскости, треугольником) и перекрестного соединения экранов/брони с их заземлением в нескольких точках для снижения токов в металлических покровах.

Преимущества и недостатки кабеля ПвП2гж по сравнению с аналогами

Сравнение целесообразно проводить с кабелями в бумажно-масляной изоляции (СБ) и кабелями с изоляцией из ПВХ (ПвВ).

Критерий	ПвП2гж (СПЭ изоляция, броня, вулкан. полиэтилен)	СБ (Бумажно-масляная изоляция, свинцовая оболочка, броня)	ПвВг (СПЭ изоляция, ПВХ оболочка, броня)
Допустимая температура жилы	+90°C	+70°C (длит.)	+90°C
Допустимые токовые нагрузки	Высокие	Средние	Высокие
Стойкость к влаге и агрессивным средам	Очень высокая (оболочка из вулкан. полиэтилена)	Зависит от целостности свинцовой оболочки	Высокая, но ПВХ менее стоек к УФ и некоторым хим. веществам
Монтаж при низких температурах	До -20°C	Требует подогрева	До -15°C
Радиус изгиба	20D	Большой (25-30D)	20D
Эксплуатационные расходы	Низкие (не требует контроля и подпитки масла)	Высокие (риск утечки масла, необходимость обслуживания)	Низкие
Вес и габариты	Средние	Большие	Средние
Стоимость	Высокая	Очень высокая	Средняя

Преимущества ПвП2гж: Высокая пропускная способность, полная негигроскопичность, отсутствие риска растекания пропиточного состава, отличная стойкость к внешним воздействиям, меньший вес по сравнению с СБ, простота монтажа и обслуживания, длительный срок службы (более 30 лет).

Недостатки ПвП2гж: Высокая чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок (требует чистоты и навыков), относительно высокая цена по сравнению с ПвВг, необходимость специальных мер при прокладке из-за одножильной конструкции (компенсация токов в броне).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвП2гж от ПвВг?

Основное отличие – материал наружной оболочки. У ПвП2гж оболочка из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, обладающего превосходной стойкостью к атмосферным, химическим и температурным воздействиям. У ПвВг оболочка из ПВХ пластиката, который уступает по этим параметрам, особенно по морозостойкости и стойкости к УФ-излучению. Буква «ж» в маркировке как раз указывает на оболочку из вулканизированного полиэтилена.

Почему для одножильного кабеля 20 кВ используется именно броня из плоских проволок (П), а не круглых?

Броня из плоских оцинкованных проволок, уложенных повивом, обеспечивает более высокую гибкость кабеля при сохранении механической прочности на растяжение. Кроме того, такая конструкция создает более плотный и равномерный барьер против механических повреждений и грызунов, а также способствует лучшему теплоотводу.

Как правильно выбрать сечение кабеля ПвП2гж 20 кВ?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (нагрев), потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Исходными данными являются мощность объекта, схема электроснабжения, способ прокладки (в земле, воздухе), температура окружающей среды, параллельность прокладки с другими кабелями. Рекомендуется использовать таблицы ПУЭ (Глава 1.3) или проводить расчет с помощью специализированного программного обеспечения.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке ПвП2гж в земле?

Конструкция кабеля (броня, оболочка из вулканизированного полиэтилена) изначально предназначена для прокладки в земле, в том числе в агрессивных грунтах. Однако для дополнительной защиты от механических повреждений при раскопках рекомендуется укладка в траншее на защитную подушку из песка и присыпка сверху, а также использование сигнальной ленты. В зонах с высокой вероятностью повреждений (дороги, стройплощадки) рекомендуется прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.

Как осуществляется заземление брони и экрана одножильного кабеля?

Медный экран и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Для одножильных кабелей большой длины (обычно более 500-1000 м, в зависимости от сечения и тока нагрузки) во избежание значительных наведенных токов и потерь применяется схема поперечного соединения экранов (брони) с разделением на три секции (схема «cross-bonding»). Это требует установки специальных соединительных и стопорных муфт. Проект заземления должен быть выполнен специализированной организацией.

Каков гарантийный срок на кабель ПвП2гж?

Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет 5 лет с даты ввода кабеля в эксплуатацию, но не более 5.5 лет с даты изготовления. При этом расчетный срок службы кабеля при соблюдении условий транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации превышает 30 лет.

Заключение

Кабель ПвП2гж 1-х жильный на напряжение 20 кВ является современным, надежным и долговечным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, броневой защиты и стойкой к внешним воздействиям оболочки, делает его универсальным для применения в сложных условиях, включая прокладку в земле и на открытом воздухе. Ключевым для успешной эксплуатации является правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж соединительных и концевых муфт, а также грамотное проектирование системы заземления экрана и брони, особенно для протяженных линий.