Кабель ПвПу 400 мм

Кабель ПвПу 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвПу 400 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ, с медными жилами сечением 400 квадратных миллиметров, в полиэтиленовой оболочке повышенной прочности. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа СБ) и широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.

Расшифровка маркировки ПвПу 400 мм²

П – Изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. В данной маркировке «в» указывает на ПВХ-оболочку, однако в марке ПвПу используется полиэтиленовая оболочка, что отражено следующей буквой.
Пу – Защитный покров в виде усиленной (толстостенной) полиэтиленовой оболочки. Буква «у» означает «упрочненная». Таким образом, ПвПу – кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в полиэтиленовой оболочке повышенной прочности.
400 мм² – Номинальное поперечное сечение токопроводящей жилы.

Полная маркировка также включает номинальное напряжение. Например, ПвПу 1х400/35 – одножильный кабель на 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвПу 400 мм²

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

1. Токопроводящая жила: Медная, круглой формы, секторной или сегментной (для многожильных кабелей) для компактности. Жила сечением 400 мм² может быть как однопроволочной (монолитной) для повышенной жесткости, так и многопроволочной (скрученной из множества проволок) для улучшения гибкости. Класс гибкости обычно 1 или 2.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
3. Изоляция: Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина нормирована в зависимости от класса напряжения (например, 5.5 мм для 10 кВ, 9.0 мм для 20 кВ, 10.5 мм для 35 кВ). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану на жиле. Вместе с экраном на жиле создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции.
5. Поясная изоляция: Применяется в многожильных кабелях. Представляет собой обмотку из полупроводящих или изоляционных лент для фиксации экранов жил.
6. Медный экран (заземляющий): Выполнен в виде оплетки из медных проволок, медной ленты, гофрированной медной трубки или их комбинации. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля и использования в качестве заземляющего проводника при коротких замыканиях на землю.
7. Заполнитель и подушка: Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, жгутами из ПЭТ), поверх которого может накладываться поясная подушка из ПВХ или резины для придания кабелю круглой формы и дополнительной защиты.
8. Оболочка: Внешний защитный слой из полиэтилена повышенной прочности (PE). Обозначение «Пу» указывает на его усиленную конструкцию. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных химических сред и ультрафиолетового излучения.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры регламентируются ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 10, 20 и 35 кВ) и ТУ производителей.

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля ПвПу 1х400 и 3х400

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m), кВ	6/10 (12), 10/20 (24), 20/35 (40.5)	U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное
Сечение жилы, мм²	400	Номинальное
Материал жилы	Медь (Cu), класс 1 или 2 по ГОСТ 22483	Электролитическая медь, степень очистки не менее 99.95%
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	Длительно допустимая
Температура при коротком замыкании (до 5 сек)	+250°C	Расчетное значение
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля	Для одножильных кабелей с сечением 400 мм² обычно ≥ 800-1000 мм
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0471 (для 1 жилы)	По ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп)	~600-750 А (для 1 жилы в земле)	Зависит от условий прокладки, температуры грунта, числа работающих кабелей
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	Для кабеля 10 кВ – 30 кВ (3U₀) в течение 5 мин.	После изготовления

Таблица 2. Габаритные, весовые и конструктивные параметры (примерные)

Марка кабеля	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км, кг	Конструкция жилы
ПвПу 1х400/10	45-50	5500-6500	Однопроволочная или многопроволочная
ПвПу 3х400/10	85-95	15000-18000	Многопроволочная, секторная
ПвПу 1х400/35	65-70	8000-9000	Многопроволочная

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПу 400 мм² предназначен для передачи больших мощностей в сетях среднего напряжения.

Объекты энергетики: Вводы и выводы с подстанций, межсекционные и фидерные связи в РУ 6-35 кВ, соединения силовых трансформаторов.
Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, выпрямительных установок, главных распределительных щитов (ГРЩ).
Городские распределительные сети (ГРС): Магистральные линии 10 кВ, вводы в крупные здания и ТП.
Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, центры обработки данных (ЦОД).

Способы прокладки:

В кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, этажах, галереях, по эстакадам.
В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в трубах (ПНД, ПВХ, асбестоцементных) для дополнительной защиты.
На воздухе (по конструкциям): По стенам зданий, опорам. Устойчивость оболочки к УФ-излучению делает кабель пригодным для такого способа, но рекомендуется уточнять у производителя (может потребоваться оболочка из светостабилизированного полиэтилена).

Важно: Для одножильных кабелей сечением 400 мм² при прокладке в металлических трубах или с образованием замкнутых петель (треугольник) необходимо учитывать наведение токов в оболочках, что приводит к дополнительным потерям. Для их компенсации применяют перекрестное соединение экранов (cross-bonding).

Преимущества и недостатки кабеля ПвПу по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелями с бумажной изоляцией (СБ, СБл):

Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°С), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
Отсутствие тока утечки и необходимости контроля изоляции по концам линии.
Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
Более высокая стойкость к термоциклированию, отсутствие стекания пропиточного состава при перепадах высот.
Простота монтажа и монтажа муфт, отсутствие необходимости в спецарматуре для герметизации.

Преимущества перед кабелями в ПВХ-оболочке (ПвВ, ВВГ):

Полиэтиленовая оболочка «Пу» обладает более высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию и растрескиванию.
Лучшие диэлектрические характеристики и влагостойкость оболочки.
Повышенная стойкость к агрессивным средам (кислоты, щелочи, соли).

Недостатки:

Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения.
Чувствительность к точечным механическим воздействиям (удары, надрезы) при монтаже, которые могут стать очагом развития электрического дерева.
Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт, необходимости абсолютной чистоты при заделке.

Особенности монтажа и эксплуатации

Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, установленных на трассе. Запрещается волочение кабеля по земле, сбрасывание с транспортных средств. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше минимально допустимого.
Температура монтажа: Прокладка рекомендуется при температуре окружающего воздуха не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока.
Монтаж муфт: Для кабеля ПвПу применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты (соединительные, концевые, стопорные). Процесс требует тщательной зачистки, шлифовки, обезжиривания и послойного восстановления всех элементов конструкции кабеля (экранов, изоляции).
Заземление: Медные экраны (оплетки) всех жил кабеля должны быть надежно заземлены с двух сторон для безопасности и нормальной работы релейной защиты. Для одножильных кабелей большой длины применяют специальные схемы заземления.
Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – 60 кВ постоянного тока в течение 10 мин.) и измерению сопротивления изоляции мегаомметром на 2500/5000 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПу от ПвП?

Основное отличие – в конструкции защитного покрова. У кабеля ПвП защитный покров выполнен в виде обычной полиэтиленовой оболочки. У кабеля ПвПу – в виде усиленной (толстостенной) полиэтиленовой оболочки, что обеспечивает повышенную механическую прочность и стойкость к повреждениям при прокладке в траншеях, кабельных колодцах, а также при горизонтальной прокладке на тросах.

Какой допустимый ток нагрузки для ПвПу 3х400/10 кВ при прокладке в земле?

Точное значение зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта, его температуры, глубины прокладки, расстояния между кабелями, наличия других кабелей рядом. Согласно типовым расчетам по ПУЭ и ГОСТ Р 53769, для кабеля ПвПу 3х400/10, проложенного в земле (траншее) на глубине 0.7 м, при температуре грунта +15°C и удельном сопротивлении 1.2 К·м/Вт, допустимый длительный ток составляет примерно 450-520 А на жилу. Для точного расчета необходимо выполнять теплотехнический расчет для конкретных условий.

Можно ли прокладывать одножильный кабель ПвПу 400 мм² в стальной трубе?

Да, можно, но это не рекомендуется без специальных мер. Стальная труба является замкнутым магнитопроводом, и переменный ток в жиле наводит в ней значительные вихревые токи, приводящие к сильному нагреву как трубы, так и кабеля, и к большим потерям мощности. Если такая прокладка необходима, следует использовать немагнитные трубы (например, из ПНД, ПВХ, стеклопластика) или выполнять прокладку всех трех фаз в одной общей немагнитной трубе большого диаметра, что также проблематично. Предпочтительнее открытая прокладка или использование кабельных лотков.

Как правильно выбрать между кабелем ПвПу и АПвПу для одного объекта?

Ключевое отличие – материал жилы. ПвПу имеет медную жилу, АПвПу – алюминиевую. Выбор зависит от:

Токовой нагрузки: При одинаковом сечении медь имеет большую пропускную способность (примерно на 30%).
Бюджета: Кабель с алюминиевой жилой значительно дешевле.
Условий монтажа: Медный кабель более гибкий и устойчивый к изломам при многократных перегибах.
Коррозионной стойкости: Медь более устойчива к окислению в местах контактов.
Требований ПУЭ: В жилых и общественных зданиях, а также в пожароопасных условиях, предпочтение отдается кабелям с медными жилами.

Для ответственных объектов с высокими нагрузками и длительным сроком службы чаще выбирают медь.

Что означает маркировка «oz» или «0z» на оболочке кабеля ПвПу?

Это обозначение нулевого содержания галогенов (Halogen Free, HF). Кабели с такой маркировкой (часто выделяют в отдельную марку, например, ПвПуг-HF) при горении не выделяют коррозионно-активные и токсичные газы (хлористый водород, фтороводород). Они применяются в местах с массовым пребыванием людей (метро, аэропорты, ТЦ, больницы), а также в помещениях с чувствительным электронным оборудованием, где продукты горения обычного ПВХ или полиэтилена могут вызвать коррозию контактов.

Какой срок службы у кабеля ПвПу 400 мм²?

Номинальный срок службы кабеля ПвПу, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках допустимых токовых нагрузок и температур, а также при отсутствии механических повреждений и корректном проведении высоковольтных испытаний в течение жизненного цикла.

Заключение

Кабель ПвПу 400 мм² является современным, надежным и высокотехнологичным решением для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, обусловленная применением сшитого полиэтилена и меди, а также механическая и химическая стойкость усиленной полиэтиленовой оболочки. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех нюансов, описанных в статье, обеспечивают долговечную и бесперебойную работу энергетических объектов. При проектировании и закупке необходимо руководствоваться актуальными ГОСТ, ПУЭ и техническими условиями производителя, а также выполнять детальные расчеты токов короткого замыкания и нагрузок.