Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПг 10 кВ: конструкция, применение, технические характеристики

Кабель силовой марки ПвПг на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пг – гибкие жилы (многопроволочные) 2-го класса. Кабель является современной, технологичной и надежной альтернативой бумажно-масляным кабелям (типа АСБл) и кабелям с изоляцией из полиэтилена (ПвВ).

Конструкция кабеля ПвПг 10 кВ

Конструкция кабеля многослойная, каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечности и безопасности эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медных проволок (по ГОСТ 22483) 2-го класса гибкости. Сечение жилы определяется проектом и может варьироваться от 50 до 800 мм² и более. Использование многопроволочной жилы обеспечивает повышенную гибкость, что облегчает монтаж, особенно в стесненных условиях и на трассах со сложной геометрией.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления придает материалу уникальные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), устойчивость к механическим нагрузкам, низкое влагопоглощение и отличные диэлектрические характеристики. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй экструдированный полупроводящий слой, наносимый поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, обеспечивая симметричность и равномерность поля, и является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из полупроводящей ленты или экструзии. Служит для выравнивания потенциала между экраном по изоляции и металлическим экраном.
• Металлический экран: Выполняется из медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии поля, создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки (защитная функция). В трехжильных кабелях экран может быть общим.
• Демпфирующая (бандажная) лента: Накладывается поверх металлического экрана для его фиксации и защиты от повреждения.
• Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обеспечивает механическую защиту от повреждений, стойкость к агрессивным средам (масла, щелочи, кислоты), ультрафиолетовому излучению и влаге. Имеет характерную окраску (обычно черный цвет) и содержит маркировку с указанием производителя, типа кабеля, сечения, напряжения и года изготовления.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвПг 10 кВ предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам, а также в помещениях. Он не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» требует отдельного указания в маркировке).

• Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и тропического климата, для прокладки на открытом воздухе и в помещениях).
• Температурный режим:
  • Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
  • Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы).
  • Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 4 секунд).
  • Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке, что является значительным преимуществом благодаря гибкой жиле и эластичной изоляции СПЭ.
• Допустимая влажность: До 98% при температуре до +35°C.

Технические и электрические характеристики

Основные параметры кабеля ПвПг 10 кВ регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и стандартами на кабели на напряжение 6-35 кВ.

Таблица 1. Длительно допустимый ток нагрузки для кабеля ПвПг 10 кВ при прокладке в земле (траншее)

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А
50	245	200
70	300	245
95	355	290
120	410	330
150	465	370
185	525	420
240	605	485

Примечание: Токи указаны для условий: температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт. При изменении условий необходима корректировка.

Таблица 2. Электрические характеристики изоляции при 20°C

Параметр	Норма	Метод испытания
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000	ГОСТ 3345
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.)	15	ГОСТ 2990
Испытательное постоянное напряжение, кВ (продолжительность 15 мин.)	36	Для приемо-сдаточных испытаний
Емкость жилы, мкФ/км	~0.3 — 0.5 (зависит от сечения)	Расчетный параметр

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвПг 10 кВ:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30 лет. Изоляция СПЭ не стареет под воздействием тепла от тока нагрузки, в отличие от бумажно-масляной изоляции.
• Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и утечек масла, что важно для экологии и пожарной безопасности.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте. Не требуется система подпитки маслом и контроль его уровня.
• Высокая стойкость к коротким замыканиям.
• Устойчивость к влаге: Не требует абсолютной герметичности оболочки для сохранения диэлектрических свойств.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.

Недостатки:

• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влагопоглощению экрана: При повреждении оболочки и длительном контакте с влагой возможна водная эрозия экрана и изоляции, ведущая к пробою. Требуется тщательный контроль состояния оболочки при прокладке.
• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии технологических дефектов в изоляции или экранах частичные разряды могут привести к постепенному разрушению изоляции.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвПг требует соблюдения правил, изложенных в ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциях заводов-изготовителей. Ключевые этапы:

1. Приемка и проверка: Проверка целостности оболочки, изоляции, маркировки. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.
2. Прокладка: Соблюдение радиуса изгиба (не менее 15D). Защита от механических повреждений при протяжке (ролики, направляющие). При прокладке в земле – использование песчаной подушки и защитных плит или кирпича.
3. Соединение и оконцевание: Требуют высокой квалификации персонала. Используются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции с сохранением экранов, монтаж изоляционного конуса, установку гильз и заполнение муфты изоляционным материалом (термоусаживаемые или холодноусаживаемые компоненты).
4. Испытания после монтажа: Обязательное проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 36 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвПг и ПвВг 10 кВ?

Основное отличие – материал изоляции. В кабеле ПвВг используется изоляция из вулканизированного полиэтилена, которая является устаревшей технологией и имеет худшие диэлектрические и механические характеристики по сравнению со сшитым полиэтиленом (СПЭ) в кабеле ПвПг. Кабели с изоляцией из СПЭ (ПвПг) имеют более высокую допустимую температуру эксплуатации, стойкость к тепловым ударам и долговечность.

Можно ли прокладывать кабель ПвПг 10 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей. Для открытой прокладки рекомендуется использование кабелей в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «П» в конце, например, ПвПг-П) или в поливинилхлоридной оболочке, но с дополнительными защитными кожухами для предотвращения УФ-старения ПВХ.

Как правильно выбрать сечение кабеля ПвПг 10 кВ?

Выбор сечения производится по трем основным критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки (с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов). 2) По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчет должен выполнять проектировщик на основе исходных данных.

Что означает маркировка «ПвПг-нг(А)-LS» и в чем ее особенность?

Дополнительные обозначения указывают на специальные свойства оболочки: «нг(А)» – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожарная безопасность), «LS» (Low Smoke) – с пониженным дымо- и газовыделением при пожаре. Такой кабель рекомендуется для прокладки в людных местах, метро, тоннелях, многоэтажных зданиях.

Требуется ли для кабеля ПвПг 10 кВ система контроля изоляции?

Для кабельных линий 6-10 кВ с изоляцией из СПЭ, согласно ПУЭ, рекомендуется применение устройств контроля изоляции, реагирующих на токи нулевой последовательности (например, типа «Релом-СИ»). Это позволяет оперативно выявлять развивающиеся однофазные замыкания на землю и предотвращать аварии.

Какой срок службы у кабеля ПвПг 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствии перегрузок.

Заключение

Кабель силовой ПвПг 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества – высокая пропускная способность, безопасность, удобство монтажа и длительный срок службы – делают его основным выбором для проектов в распределительных сетях 6/10 кВ. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от качества продукции, квалифицированного монтажа, правильного выбора аксессуаров (муфт) и соблюдения регламентов технического обслуживания и диагностики.