Кабель ПвПг 1х120

Кабель ПвПг 1х120: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвПг 1х120 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий.

Расшифровка маркировки ПвПг 1х120

Маркировка кабеля строится по ГОСТ и четко описывает его ключевые конструктивные особенности:

П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
в – наличие внешней оболочки из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
Пг – индекс, обозначающий пониженную горючесть оболочки. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
1х120 – количество и сечение токопроводящих жил: одна жила с номинальным сечением 120 мм².

Полное обозначение по ГОСТ 31996-2012 может также включать номинальное напряжение, например, ПвПг 1х120-35, что указывает на кабель для напряжения 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвПг 1х120

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки (материал – ММ по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, имеет класс гибкости 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Жила может быть круглой или секторной формы, хотя для одножильных кабелей чаще применяется круглая форма.
Экран по жиле (полупроводящей экран): Непосредственно на изолированную жилу накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, устраняя микроскопические воздушные включения и предотвращая локальные перенапряжения.
Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм, для 35 кВ – 9,0 мм). СПЭ обладает превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C).
Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй экструдированный полупроводящий слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор с равномерным радиальным электрическим полем.
Поясная изоляция: Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, накладываемый поверх экрана по изоляции.
Экран (металлическая оплетка): Выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Сечение медного экрана нормируется (например, не менее 25 мм² для кабелей 20-35 кВ). Основные функции: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания.
Оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ Пг). Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает нераспространение горения. Имеет характерную оранжевую окраску для кабелей на напряжение выше 1 кВ.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Параметры приведены в соответствии с ГОСТ 31996-2012 для кабелей на напряжение 10 и 35 кВ.

Параметр	Для кабеля 10 кВ (ПвПг 1х120-10)	Для кабеля 35 кВ (ПвПг 1х120-35)
Номинальное напряжение U₀/U (U_m), кВ	8,7/10 (12)	26/35 (40,5)
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	+90 (длительно), +130 (в режиме перегрузки), +250 (при КЗ, не более 5 с)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,153 (для медной жилы)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время	18 кВ / 10 мин.	52 кВ / 10 мин.
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ/время	22 кВ / 15 мин.	78 кВ / 15 мин.
Емкость, мкФ/км, не более	~0,25	~0,15
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,15 — 0,18 (зависит от конструкции и взаимного расположения фаз)

Механические и климатические параметры

Минимальный радиус изгиба: При прокладке составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. Для одножильных кабелей с сечением 120 мм² на 10 кВ это обычно 600-800 мм.
Диапазон температур эксплуатации: От -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
Допустимая температура прокладки с предварительным подогревом: Не ниже -50°C.
Стойкость к распространению горения: Кабель соответствует категории Пг (не распространяет горение при одиночной прокладке).
Длительная допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C.
Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПг 1х120 применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.

Распределительные сети 6-35 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов.
Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций цехов.
Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
Кабельные линии в земле (траншеях): Прокладка осуществляется с обязательной защитой от механических повреждений (бронеплитами, кирпичом, сигнальной лентой). Для прокладки в земле чаще применяются бронированные модификации кабеля (ПвБШп, ПвПгБШп).
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, этажах и галереях: Кабель ПвПг может применяться для таких способов прокладки благодаря оболочке из ПВХ пониженной горючести.
Прокладка в воздухе (по эстакадам, по стенам зданий): Допускается при условии защиты от прямого солнечного излучения.

Важное замечание: Для прокладки в земле и в условиях повышенных механических нагрузок рекомендуется использовать бронированные версии кабеля. ПвПг 1х120, не имеющий брони, требует дополнительной механической защиты при подземной прокладке.

Преимущества и недостатки кабеля ПвПг 1х120 по сравнению с аналогами

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

Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у бумажно-масляных, что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
Отсутствие риска течи пропиточного состава: Нет ограничений по перепадам высот при трассировке.
Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку, монтаж и прокладку в стесненных условиях.
Простота монтажа и разделки: Не требует специальной герметизации концов.
Большая длина строительных отрезков: Ограничена только возможностями транспортировки, а не технологией производства.
Высокая стойкость к термоциклированию.

Недостатки и ограничения:

Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги возможен рост водяных деревьев в изоляции СПЭ, что со временем может привести к пробою.
Более высокая стоимость по сравнению с кабелями из ПВХ или резины на низкое напряжение.
Необходимость тщательного выбора и монтажа аксессуаров: Концевые и соединительные муфты должны обеспечивать полную герметизацию и выравнивание электрического поля.
Ограничение по применению в АЭС: В некоторых критически важных системах АЭС могут предъявляться особые требования, не всегда удовлетворяемые СПЭ-изоляцией.

Выбор сечения и расчет допустимого тока нагрузки

Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета допустимого длительного тока нагрузки (I_доп). Для кабеля ПвПг 1х120 этот параметр зависит от способа прокладки и количества кабелей в траншее или на конструкции. Приведены ориентировочные значения для температуры жилы +90°C, воздуха +25°C, земли +15°C.

Способ прокладки	Количество кабелей в траншее/пучке	Допустимый длительный ток, А (ориентировочно)
В земле (траншее)	1	390 — 415
В земле (траншее)	3 (с учетом взаимного влияния)	340 — 360
В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном канале)	1	400 — 425
В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном канале)	3 (вплотную)	350 — 370

Важно: Точный расчет I_доп должен проводиться согласно ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов: на температуру земли или воздуха, на количество работающих кабелей вплотную, на глубину прокладки, на тепловое сопротивление грунта.

Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей

При работе с одножильными кабелями, особенно на среднее и высокое напряжение, критически важно учитывать явление наведения напряжения на металлические элементы (экраны, броню) и возникновение циркулирующих токов.

Заземление экранов: Экран (медная оплетка/проволоки) должен быть заземлен с обеих сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала и нормальную работу релейной защиты.
Перекрестное соединение экранов (для длинных линий): При большой длине линии (обычно более 500-1000 м для напряжений 10-35 кВ) для снижения потерь и нагрева от циркулирующих токов применяют схему попеременной перестановки фаз и перекрестного соединения экранов с их заземлением в точках соединения. Это требует специальных конструкций – промежуточных соединительных муфт с изолирующими вставками.
Укладка в «треугольник» или «плоскость»: При прокладке трех одножильных кабелей (для трехфазной системы) их располагают вплотную в треугольник или в одной плоскости. Расположение влияет на индуктивное сопротивление линии и величину наведенных токов в экранах.
Требования к муфтам: Для монтажа применяются специальные концевые и соединительные муфты на соответствующее напряжение, рассчитанные для работы с кабелями с изоляцией из СПЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля ПвПг от ПвВг?

Основное отличие – в свойствах внешней оболочки. Индекс «Пг» означает, что оболочка из ПВХ пластиката имеет пониженную горючесть и кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Индекс «В» в маркировке ПвВг указывает на оболочку из обычного ПВХ пластиката без гарантированных свойств по нераспространению горения. Для ответственных объектов и прокладки в кабельных сооружениях требуется применение кабеля с индексом «Пг».

Можно ли прокладывать кабель ПвПг 1х120 непосредственно в земле без защиты?

Не рекомендуется. Оболочка из ПВХ, даже усиленная, не предназначена для противостояния механическим воздействиям (лопата, камни, грызуны). Для прямой прокладки в земле следует выбирать кабели с бронепокровом, например, ПвБШп (броня из стальных оцинкованных лент и защитный шланг из полиэтилена) или ПвПгБШп. ПвПг, при необходимости укладки в траншею, требует защиты кирпичом, бетонными плитами или гофротрубами.

Как правильно выбрать между кабелями на 10 кВ и 35 кВ?

Выбор определяется напряжением питающей сети и потребителя. Кабель ПвПг 1х120-10 рассчитан на работу в сетях с номинальным междуфазным напряжением 10 кВ. Кабель ПвПг 1х120-35 – для сетей 35 кВ. Их нельзя взаимозаменять. Основные отличия – толщина изоляции из СПЭ (9.0 мм для 35 кВ против 3.4 мм для 10 кВ), толщина экранов и, соответственно, испытательные напряжения. Использование кабеля на меньшее напряжение в сети с более высоким напряжением приведет к немедленному пробою.

Каковы требования к заземлению экрана одножильного кабеля?

Экран (медные проволоки/лента) должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности (снятие опасного потенциала) и для протекания тока короткого замыкания при повреждении, что обеспечит быстрое срабатывание релейной защиты. Для длинных линий применяют схемы с перекрестным соединением экранов, где они разбиваются на три изолированных друг от друга секции, что снижает потери на циркулирующие токи.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущества перед ПВХ изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ размягчается при +70-80°C, то XLPE сохраняет форму и диэлектрические свойства до +130-150°C. Преимущества перед ПВХ: более высокая рабочая температура (+90°C против +70°C), меньшие диэлектрические потери, высокая стойкость к термоциклированию, отсутствие галогенов (при горении ПВХ выделяет хлористый водород). ПВХ изоляция для кабелей на напряжение 6 кВ и выше практически не применяется.

Как определить необходимое сечение экрана для проекта?

Сечение медного экрана нормируется стандартами. Для кабелей на напряжение 20-35 кВ сечение экрана должно быть не менее 25 мм². Для кабелей 6-10 кВ – не менее 16 мм². Точное значение указывается в технических условиях (ТУ) или каталоге производителя. В проекте выбирается кабель, у которого сечение экрана соответствует или превышает эти нормативные минимумы. При больших токах КЗ может потребоваться проверка термической стойкости экрана.

Какие муфты применяются для кабеля ПвПг 1х120?

Для данного кабеля применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе эластомеров) муфты, рассчитанные на соответствующее номинальное напряжение (10 или 35 кВ) и тип изоляции (XLPE). Например, муфты серии 3M QT-III, Raychem, Nexans, а также отечественных производителей (Энергомет, КВТ). Для соединения экранов в муфтах предусматриваются специальные контактные лепестки или проводники. Для перекрестного соединения экранов требуются специальные изолирующие муфты.