Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 1х жильный на напряжение 10 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель марки ПвПг 1х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), одножильный, с медной токопроводящей жилой, экранированный, в поливинилхоридной оболочке пониженной горючести. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Он является современной и высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-масляной изоляцией (типа СБ) и широко применяется в электросетевом хозяйстве.

Расшифровка маркировки ПвПг

• П – изоляция из полиэтилена (в данном случае – сшитого, что обозначается строчной «в»).
• в – обозначает, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой).
• П – материал оболочки – поливинилхлорид (ПВХ).
• г – гибкий (в контексте конструкции – отсутствие защитных покровов (бронепокрова), «голый». Кабель не предназначен для прокладки в земле без дополнительной защиты).
• 1х – одна жила.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10 кВ.

Полное обозначение по ГОСТ 31565-2012 (кабели на напряжение 6-35 кВ) включает также материал жилы, форму и тип экрана. Например: ПвПг 1х120/25-10, где 120 – сечение жилы в мм², 25 – сечение экрана в мм².

Конструкция кабеля ПвПг 1х жильный 10 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки (материал – ММ или МС по ГОСТ 22483). Для сечений до 16 мм² жила может быть однопроволочной (монолитной), для сечений 25 мм² и выше – многопроволочной (скрученной из отдельных проволок), что обеспечивает необходимую гибкость. Класс гибкости жилы – 1 или 2. Жила имеет круглую форму.

2. Экран на жиле (полупроводящий, внутренний)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений (микроразрядов) на границе между жилой и основной изоляцией. Этот слой создает плавный переход от потенциала жилы к изоляции.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована ГОСТ и зависит от номинального напряжения. Для кабеля на 10 кВ (класс напряжения 6/10 кВ) толщина изоляции составляет, как правило, 4.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а кратковременно допустимая – до +130°C (против +70°C для ПВХ). Изоляция обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к тепловому старению.

4. Экран на изоляции (полупроводящий, внешний)

Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – аналогична внутреннему экрану: выравнивание электрического поля на внешней поверхности изоляции. Вместе оба экрана создают коаксиальную конструкцию, концентрирующую электрическое поле внутри изоляционного слоя.

5. Медный экран (поясная экранировка)

Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается экран из медных проволок или медной ленты (фольги) в сочетании с дренажной проволокой. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.
• В системах с заземленной нейтралью является проводником для тока замыкания на землю.

Сечение медного экрана нормируется (например, 16, 25, 35 мм²) и выбирается в зависимости от условий эксплуатации и требований к току КЗ.

6. Разделительный слой

Представляет собой обмотку из полимерной пленки или другого материала, предотвращающую адгезию медного экрана к внутренней поверхности оболочки и облегчающую разделку кабеля.

7. Защитная оболочка

Наружный покров кабеля из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ). Обозначение «Пг» в марке указывает на отсутствие брони и наружных покровов поверх этой оболочки. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений (умеренных), влаги, агрессивных сред и служит электрическим барьером. Цвет оболочки, как правило, черный. Для кабелей на 10 кВ оболочка может иметь отличительную маркировку в виде продольных полос или рельефной надписи.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПг 1х жильный 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10
Система измерения напряжения	U0 – напряжение между жилой и землей/экраном; U – междуфазное напряжение.
Частота, Гц	50
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 с), °C	+250
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева), °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ/10 мин.	22 (для нового кабеля после прокладки)
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 1000

Таблица 2. Примеры сечений жилы и массо-габаритные показатели (ориентировочные)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток при прокладке в воздухе, А*
50	около 28	около 1100	~240
95	около 34	около 1700	~350
150	около 39	около 2400	~435
240	около 45	около 3400	~550

*Точные значения токов определяются по ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом условий прокладки (температура воздуха, количество кабелей в пучке, способ прокладки).

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПг 1х10 кВ применяется для создания распределительных сетей 6-10 кВ в условиях, где требуется повышенная надежность и пожарная безопасность. Основные сферы применения:

• Внутренние электроустановки: ГРЩ, главные распределительные пункты (ГРП) промышленных предприятий, распределительные устройства (РУ) подстанций, этажные и квартирные щиты в многоэтажных зданиях с электроснабжением 10 кВ.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В кабельных каналах, лотках, коробах, галереях, тоннелях, шахтах, этажерках. Отсутствие брони делает его удобным для прокладки в таких системах.
• Прокладка по конструкциям зданий: По стенам, фермам, колоннам с креплением скобами или на подвесах.
• Внешняя прокладка: По фасадам зданий, эстакадам, при условии защиты от прямого солнечного излучения (УФ-излучение может старить ПВХ оболочку) и атмосферных осадков, либо при использовании кабеля с УФ-стабилизированной оболочкой.

Важное ограничение: Кабель марки ПвПг не предназначен для прокладки в земле (траншеях) из-за отсутствия бронепокрова, защищающего от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих усилий. Для прокладки в земле необходимо применять бронированные модификации, например, ПвБбШв или ПвПгБбШв.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей

Преимущества кабеля ПвПг 10 кВ:

• Высокие электрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая электрическая прочность, стойкость к частичным разрядам.
• Повышенная температурная стойкость: Допустимая рабочая температура +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки по сравнению с ПВХ-изоляцией.
• Высокая стойкость к тепловому старению и перегрузкам.
• Отличные механические свойства при низких температурах.
• Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией того же напряжения и сечения, что облегчает монтаж и прокладку.
• Простота монтажа и разделки: Не требует специальной герметизации концов, как маслонаполненные кабели.
• Пожарная безопасность: Оболочка из ПВХ пониженной горючести (ПвПг) затрудняет горение. Существуют исполнения с оболочкой, не распространяющей горение (ПвПг(нг)), и безгалогенные (ПвПу), для помещений с повышенными требованиями к безопасности.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (проколам): В отличие от бронированных кабелей.
• Ограниченная стойкость оболочки к УФ-излучению при открытой прокладке без защиты.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ (например, ВВГ), но сопоставима или ниже стоимости кабелей с бумажной изоляцией с учетом монтажа.
• Необходимость тщательного соблюдения технологии монтажа муфт и концевых заделок, так как качество соединения напрямую влияет на надежность.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж одножильных кабелей 10 кВ имеет специфику, связанную с наличием экрана. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее или пучке необходимо учитывать взаимное влияние и нагрев. Для однофазных цепей рекомендуется треугольное или плоское расположение с перевязкой. Экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с двух концов для предотвращения наведения напряжения и обеспечения протекания тока КЗ. В случаях большой длины линии может применяться поперечное заземление экранов в промежуточных точках для снижения циркулирующих токов.

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты:

• Соединительные муфты – для соединения двух отрезков кабеля по длине. Обеспечивают электрический контакт жил, непрерывность экрана и изоляции.
• Концевые муфты (заделки) – для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или трансформатора. Бывают наружной (для установки на открытом воздухе) и внутренней установки.
• Стопорные муфты – используются в кабелях с продольной герметизацией для ограничения стекания пропиточного состава (более актуально для маслонаполненных кабелей).

Монтаж муфт на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена – ответственная операция, требующая чистоты, точного соблюдения геометрических размеров зачистки изоляции и экранов, а также использования специальных токопроводящих и полупроводящих материалов для восстановления экранов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПг от ПвВг?

Основное отличие – в материале оболочки. У кабеля ПвПг оболочка из поливинилхлорида (ПВХ). У кабеля ПвВг оболочка из поливинилхорида, но буква «г» трактуется как «голый», что по сути аналогично. Часто эти марки используются как синонимы. Однако в современной классификации по ГОСТ 31565-2012 для кабелей без брони с ПВХ-оболочкой принято обозначение ПвПг. Кабель ПвВг может подразумевать наличие защитного покрова (джута, битума), что для напряжений 10 кВ менее характерно.

Почему нельзя прокладывать ПвПг непосредственно в земле?

Отсутствие бронепокрова (стальных лент или оцинкованных проволок) делает кабель уязвимым к механическим воздействиям: давление грунта, раскопки лопатой или техникой, растяжение, повреждение грызунами. Броня служит для восприятия этих нагрузок. Прокладка ПвПг в земле возможна только в случае его размещения в защитной трубе (например, ПНД, асбоцементной) или жестком коробе, что обеспечивает механическую защиту.

Как правильно выбрать сечение экрана?

Сечение медного экрана нормируется и выбирается, исходя из ожидаемого тока короткого замыкания на землю в сети, где будет использоваться кабель. Стандартные сечения: 16, 25, 35 мм². Выбор осуществляется расчетным путем согласно ПУЭ и должен обеспечивать термическую стойкость при протекании тока КЗ в течение времени срабатывания защиты. Для большинства распределительных сетей 10 кВ достаточно экрана 25 мм².

Как отличить кабель 10 кВ от кабеля на более низкое напряжение (например, 1 кВ) визуально?

Есть несколько признаков:

• Толщина изоляции: У кабеля 10 кВ слой изоляции (белый или цветной под оболочкой) значительно толще, чем у кабеля 1 кВ того же сечения.
• Наличие экранов: Под оболочкой кабеля 10 кВ обязательно присутствует слой медных проволок или оплетки (поясной экран). У кабелей 1 кВ (например, ВВГ) такого экрана нет.
• Маркировка на оболочке: На наружной оболочке кабеля 10 кВ через равные промежутки нанесено его полное обозначение, включающее номинальное напряжение (например, «ПвПг 1х150-10» или «6/10 кВ»).

Каковы требования к заземлению экранов одножильных кабелей?

Экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с обоих концов. Это необходимо для обеспечения пути тока при однофазных замыканиях на землю, а также для снятия потенциала, который наводится на экран из-за электромагнитного поля токоведущей жилы. Если этого не сделать, на незаземленном экране может появиться опасное напряжение. В случаях, когда длина линии очень велика (сотни метров), для снижения потерь и нагрева от циркулирующих токов может применяться схема с поперечным соединением и заземлением экранов в одной точке, но такая схема требует специального обоснования и расчета.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество перед обычным?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в трехмерную сетку. Этот процесс (вулканизация) осуществляется химическим способом (с помощью пероксидов) или радиационным. Преимущества перед термопластичным полиэтиленом (ПЭ) или ПВХ:

• Повышенная рабочая температура: от +90°C (длительно) против +70°C у ПВХ.
• Стойкость к тепловому пробою и деформации: Не плавится и не течет при перегрузках, а только обугливается.
• Лучшие механические свойства при высоких температурах.
• Высокая стойкость к трекингу и частичным разрядам.

Существуют ли аналоги кабеля ПвПг по зарубежным стандартам?

Да, существуют. Ближайшими аналогами являются кабели по стандарту МЭК (IEC) и европейским нормам, например:

• N2XH (по немецкому стандарту VDE) – кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), медной жилой, без брони, в ПВХ-оболочке.
• RXHKE – аналог в другой системе обозначений.
• Общее описание: Cu/XLPE/PVC 6/10(12) kV single-core.

При выборе аналога необходимо сверять не только маркировку, но и все технические параметры: конструкцию экрана, толщины изоляции, сечения, климатическое исполнение.