Кабель ПвПу 630 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвПу 630 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ, с медной токопроводящей жилой сечением 630 квадратных миллиметров, в защитной оболочке из полиэтилена. Данный кабель предназначен для стационарной прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвПу 630 мм²

• П – изоляция жил из полиэтилена вулканизированного (сшитого).
• в – указывает на материал изоляции (входит в обозначение «Пв»).
• Пу – материал защитной оболочки – полиуретан или полиэтилен усиленный (в зависимости от стандарта; в современных ТУ чаще – полиэтилен).
• 630 – номинальное сечение основной токопроводящей жилы в квадратных миллиметрах.
• Дополнительно в полной маркировке указывается номинальное напряжение (например, ПвПу 1х630-10 кВ).

Конструкция кабеля ПвПу 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы.

1. Токопроводящая жила

• Материал: медь (обозначается отсутствием буквы «А» в начале маркировки). Медь обладает высокой электропроводностью, стойкостью к окислению и хорошими механическими свойствами.
• Сечение: 630 мм².
• Класс гибкости: как правило, 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечений 630 мм² жила чаще выполняется многопроволочной (класс 2) для обеспечения необходимой гибкости при транспортировке и укладке.
• Форма: секторная или круглая. Секторная форма жил применяется в трехжильных кабелях для уменьшения общего диаметра и экономии материалов.

2. Внутренний экран (экран на жиле)

Представляет собой полупроводящий слой в виде ленты или экструдированного покрытия, наложенный поверх токопроводящей жилы. Его назначение – выравнивание распределения электрического поля у поверхности жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и коронного разряда.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие эксплуатационные характеристики кабеля.

• Технология: Полиэтилен подвергается поперечной сшивке химическим или радиационным способом, что значительно повышает его термостойкость и стойкость к растрескиванию.
• Преимущества перед бумажно-масляной изоляцией: более высокие допустимые рабочие температуры (до 90°C), меньший вес и диаметр, отсутствие риска утечки пропиточного состава, простота монтажа (не требуется уравнивание давления).
• Толщина: Нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения. Например, для 10 кВ толщина изоляции составляет около 4,5 мм.

4. Внешний экран (экран на изоляции)

Аналогичен внутреннему экрану – выполнен из полупроводящего материала. Накладывается поверх изоляции каждой жилы. Вместе с внутренним экраном создает цилиндрическое конденсаторное поле, ограниченное только изоляцией.

5. Поясная изоляция и заполнитель

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил накладывается поясная изоляция, часто в виде полупроводящих и медных лент. Пространство между жилами заполняется эластичным материалом (например, резиновой смесью или ПВХ-поясами) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

6. Экранирующая оболочка (металлический экран)

Выполняется в виде медных лент, гофрированной медной ленты или проволок, наложенных поверх поясной изоляции.

• Назначение:
  • Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
  • Обеспечение симметрии электрического поля.
  • Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
  • Защита от перенапряжений.
• Для кабеля 630 мм² экран должен иметь достаточное сечение для проведения токов КЗ.

7. Защитная оболочка

Внешний слой из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке). Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (химикатов, почвенной коррозии), влаги и ультрафиолета (при наличии специальных стабилизаторов). Обладает высокой стойкостью к истиранию и растрескиванию.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для кабеля на 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10(12) кВ; 8,7/15(17,5) кВ; 20/35(40,5) кВ
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева)	-20°C
Сопротивление изоляции, не менее	1000 МОм·км
Индуктивное сопротивление	~0.11-0.13 Ом/км
Емкостное сопротивление	~0.15-0.18 мкФ/км

Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле +25°C, глубина 0.7м)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток односекундного КЗ, кА
Одна кабельная линия в траншее	710 — 780	До 45-50 кА (зависит от конструкции экрана)
В воздухе (на открытом воздухе в тени)	810 — 890

Примечание: Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд., гл.1.3 с учетом поправочных коэффициентов на температуру земли, группирование, теплопроводность грунта и т.д.

Механические и эксплуатационные параметры

• Радиус изгиба: Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля при монтаже.
• Стойкость к внешним воздействиям: Оболочка устойчива к влаге, грибкам, большинству кислот, щелочей и солей. Существуют модификации с защитой от грызунов (бронированные или с гофрированной стальной лентой – ПвПбШп).
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Область применения кабеля ПвПу 630 мм²

Кабель данной марки и сечения применяется на ответственных участках электрических сетей среднего напряжения, где требуются высокие токовые нагрузки и надежность.

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ: Питание районных подстанций, крупных трансформаторных пунктов в городах и промышленных зонах.
• Вводы и выводы энергии на промышленных предприятиях: Питание главных понизительных подстанций (ГПП) заводов, металлургических комбинатов, нефтехимических комплексов.
• Инфраструктура объектов энергетики: Соединения между элементами на территории ТЭЦ, ГЭС, АЭС (вне зон с особыми требованиями).
• Кабельные линии для объектов транспортной инфраструктуры: Питание тяговых подстанций железных дорог и метрополитена.
• Системы резервного питания: Для крупных центров обработки данных, больниц, аэропортов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка

• Подготовка трассы: Дно траншеи должно быть очищено от острых камней и мусора, отсыпано песчаной подушкой толщиной 10-15 см.
• Укладка: Кабель укладывается волнообразно (змейкой) без натяжения для компенсации температурных деформаций. При групповой прокладке расстояние между кабелями должно быть не менее 100 мм (по ПУЭ).
• Защита: Сверху кабель засыпается мягким грунтом или песком, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка. В местах пересечений с коммуникациями и дорогами кабель должен быть защищен футлярами (трубами) из ПНД, асбестоцемента или стали.

Соединение и оконцевание

Для кабеля 630 мм² применяются специальные комплекты для монтажа – кабельные муфты (соединительные, ответвительные, концевые). Процесс требует высокой квалификации персонала и включает:

• Разделку кабеля с точным соблюдением размеров.
• Зачистку экранов и изоляции.
• Монтаж изолирующих и экранирующих элементов (геометрическое восстановление экрана).
• Герметизацию соединения. Для ПвПу часто используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.

Испытания после монтажа

Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП). Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ в течение 10 минут. Обязательно проводится измерение сопротивления изоляции и петли фаза-ноль.

Сравнение с аналогами

Тип кабеля	Преимущества	Недостатки	Область предпочтительного применения
ПвПу (XLPE)	Высокая термостойкость, малый вес, простота монтажа, не требует сложного обслуживания, высокая пропускная способность.	Чувствительность к механическим повреждениям при ударе (требует аккуратной укладки), более высокая стоимость по сравнению с АВБбШв.	Новые строительные проекты, модернизация сетей, ответственные линии.
АВБбШв (бумажно-масляная изоляция, алюминий)	Относительно низкая стоимость, высокая стойкость к токам КЗ, долгая история применения.	Требует соблюдения перепадов уровней при прокладке, риск утечки масла, больший вес и радиус изгиба, более низкая допустимая температура (70°C).	Бюджетные проекты, сети, где исторически применяется такая технология.
ПвБбШп (бронированный сшитый полиэтилен)	Все преимущества СПЭ + механическая защита броней от повреждений, грызунов.	Еще большая стоимость, увеличенный вес и радиус изгиба, сложнее монтаж.	Участки с повышенным риском механических повреждений, прокладка в агрессивных грунтах без защитных труб.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПу от ПвП?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля ПвП оболочка выполнена из полиэтилена, а у ПвПу – из полиуретана или полиэтилена усиленного. На практике, согласно современным техническим условиям, разница часто нивелируется, и оба обозначения могут указывать на кабель в полиэтиленовой оболочке. Конкретные свойства следует уточнять в ТУ производителя.

Какой допустимый ток для ПвПу 630 мм² при прокладке в одной траншее с другими кабелями?

Допустимый ток снижается. Например, при прокладке 4-х кабелей в одной траншее (с расстоянием 100 мм между ними) поправочный коэффициент на группирование может составить 0.75-0.8. Таким образом, токовая нагрузка в ~750 А уменьшится до ~560-600 А. Точный расчет должен выполняться проектировщиком согласно главе 1.3 ПУЭ с учетом всех факторов.

Можно ли использовать кабель ПвПу для прокладки в воде?

Нет, стандартная конструкция кабеля ПвПу не предназначена для длительной прокладки в воде. Для прокладки в водоемах или в условиях постоянного затопления необходимо применять специальные кабели с герметизированной конструкцией (например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой под броней).

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?

Да, согласно ПУЭ, кабель на напряжение выше 1 кВ, прокладываемый в траншее, должен быть защищен сверху от механических повреждений. Защита осуществляется путем укладки на расстоянии 250 мм от верха кабеля сигнальной ленты из пластика или кирпича. В местах с повышенной опасностью повреждения (при пересечении дорог, ввод в здание) кабель должен быть уложен в трубы или блоки.

Как правильно выбрать сечение экрана заземления для кабеля ПвПу 630 мм²?

Сечение экрана (медных проволок или лент) нормируется стандартами и указывается в ТУ на кабель. Для серии 630 мм² оно обычно составляет не менее 25-35 мм². При проектировании заземления концевой муфты это значение используется для расчета соединения с контуром заземления. Сечение заземляющего проводника от муфты до заземляющей шины должно быть не менее сечения экрана кабеля.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей ПвПу?

• Механические повреждения при раскопках или монтаже.
• Некачественный монтаж муфт (нарушение герметичности, неправильная заделка экрана), приводящий к попаданию влаги и пробою.
• Термическая перегрузка при длительном превышении допустимого тока.
• Дефекты изготовления (микровключения в изоляции, неровность экрана) – встречаются реже при покупке у сертифицированных производителей.

Существует ли алюминиевый аналог кабеля ПвПу 630 мм²?

Да, алюминиевый аналог маркируется как АПвПу 630 мм² (буква «А» в начале). Он имеет аналогичные характеристики по напряжению и конструкции, но более низкую токовую нагрузку (примерно на 21-22% меньше при одинаковом сечении) и меньшую стоимость. Выбор между медью и алюминием является технико-экономическим расчетом.