Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2г 10 кВ 630 мм²: конструкция, характеристики и область применения

Кабель марки ПвПу2г 10 кВ с сечением жилы 630 мм² представляет собой современное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и соответствие жестким требованиям современных электрических сетей среднего напряжения. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 следующая: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных плоских проволок; 2г – герметизация жилы и оболочки водоблокирующими лентами (индекс «2» – для кабелей с однопроволочной жилой, «г» – герметизация).

Конструкция кабеля ПвПу2г 10 кВ 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Выполняется однопроволочной (монолитной) из медной проволоки сечением 630 мм², соответствующей 2-му классу по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность. Однопроволочная конструкция для такого сечения применяется для обеспечения необходимой жесткости и удобства монтажа концевых заделок.
• Экран по жиле (полупроводящей экран). Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
• Основная изоляция. Выполняется из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм. Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран). Поверх основной изоляции накладывается второй слой экструдированного полупроводящего материала. Он, совместно с экраном по жиле, создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
• Поясная изоляция. В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх экрана по изоляции может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полупроводящих или медных лент, которая дополнительно выравнивает поле в зоне экрана.
• Медный экран (заземляющий). Выполняется в виде оплетки из медных проволок или наложения медных лент. Его функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для сечения 630 мм² сечение этого экрана строго нормируется.
• Разделительный слой. Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или аналогичной ленты, которая предотвращает повреждение медного экрана элементами брони.
• Герметизирующие водоблокирующие ленты. Ключевой элемент маркировки «2г». Это ленты, пропитанные гидрофобным составом, которые наматываются под оболочку. При контакте с влагой состав разбухает, герметизируя возможные повреждения оболочки и локализуя проникновение воды вдоль кабеля.
• Защитная оболочка (внутренняя). Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает нижележащие слои от механических воздействий, влаги и агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.
• Броня. Выполняется из стальных оцинкованных плоских проволок (индекс «Пу»), наложенных с малым зазором. Данный тип брони обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов, а также повышенную стойкость к коррозии по сравнению с ленточной броней.
• Наружная оболочка. Внешний слой из ПВХ-пластиката, накладываемый поверх брони для ее защиты от коррозии и химических воздействий. Цвет – черный.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля регламентируются техническими условиями и стандартами. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля ПвПу2г 10 кВ 1х630.

Таблица 1. Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10
Число и сечение жил, мм2	1х630
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Допустимая температура при КЗ (до 5 с), °C	+250
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева, °C	-15
Радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 1000
Испытательное переменное напряжение 50 Гц, кВ/продолжительность	18 кВ / 10 мин. (для нового кабеля после изготовления)
Длительно допустимый ток нагрузки (ДДТ), А*	~750-850 (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0283
Масса 1 км кабеля, кг, приблизительно	11000-13000

• ДДТ является расчетной величиной и зависит от множества факторов: способ прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры грунта или воздуха, глубины прокладки, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих рядом кабелей. Точный расчет ведется по методикам, изложенным в ПУЭ 7 изд. и ГОСТ Р МЭК 60287.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПу2г 10 кВ 630 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения. Его основное применение:

• Питающие линии от распределительных устройств подстанций 6/10 кВ к мощным потребителям (трансформаторные пункты городской застройки, крупные промышленные предприятия, насосные и компрессорные станции).
• Межсекционные связи и перемычки в распределительных сетях 10 кВ.
• Прокладка в качестве вставок на трассах с повышенными механическими нагрузками и риском повреждения.
• Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью благодаря оцинкованной броне и наружной оболочке из ПВХ.
• Укладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где требуется повышенная механическая защита.

Способы прокладки: Кабель допускается к прокладке в земле (траншеях) с обязательной подсыпкой и защитой песчаным слоем и кирпичом/сигнальной лентой, в кабельных каналах, блоках, тоннелях, по эстакадам и в помещениях. Наличие брони типа «Пу» позволяет прокладывать его на участках с риском механических повреждений без дополнительных защитных труб. Однако на участках с возможными растягивающими усилиями (например, при прокладке по мостам) требуется дополнительный крепеж.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвПу2г 10 кВ 630 мм²:

• Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен не подвержен термическому старению, как бумажно-масляная изоляция, и не течет.
• Повышенная допустимая температура: Рабочая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Устойчивость к влаге: Герметизирующие ленты («г») и отсутствие гигроскопичных материалов в конструкции делают кабель стойким к влаге и допускают его прокладку в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
• Отличная механическая защита: Броня из плоских проволок («Пу») обеспечивает защиту от сдавливания и повреждения грызунами.
• Удобство монтажа и меньший радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой.
• Отсутствие необходимости в специальных муфтах для компенсации давления масла, что упрощает монтаж и эксплуатацию.

Недостатки и ограничения:

• Высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией старых типов.
• Большая масса и жесткость из-за большого сечения и брони, что усложняет ручной монтаж, требует применения механизмов.
• Чувствительность к качеству монтажа концевых заделок и соединительных муфт: Требуется высокая квалификация персонала, так как необходимо обеспечить идеальную чистоту и форму поверхности изоляции при заделке.
• Необходимость контроля состояния экрана: Повреждение медного экрана или нарушение его заземления может привести к возникновению опасных потенциалов на броне и оболочке.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвПу2г 1х630 10 кВ требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). Транспортировка барабанов осуществляется с использованием грузозахватных устройств за отверстия в щеках барабана. При раскатке запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. При прокладке в земле глубина траншеи должна быть не менее 0,7-1,0 м, с песчаной подушкой толщиной не менее 100 мм. При пересечении с коммуникациями кабель должен быть защищен трубами или плитами.

Обязательным этапом является правильный монтаж концевых заделок (концевых муфт) и соединительных муфт, специально предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. После монтажа проводятся высоковольтные испытания повышенным выпрямленным напряжением согласно нормативам (например, 60 кВ постоянного напряжения в течение 10 минут). В процессе эксплуатации необходим периодический визуальный осмотр трассы, контроль нагрузки и температуры, проверка состояния заземления брони и экрана.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвПу2г от ПвБШп?

Основные отличия заключаются в конструкции брони и герметизации. ПвПу2г имеет броню из плоских оцинкованных проволок («Пу») и водоблокирующие ленты («2г»). ПвБШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент («Б») и наружную оболочку из полиэтилена («Шп»). Кабель с броней «Пу» более устойчив к механическим нагрузкам на разрыв и сдавливание, но, как правило, дороже и тяжелее. «Шп» оболочка лучше защищает от коррозии, но менее устойчива к некоторым химическим реагентам по сравнению с ПВХ.

Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 10 кВ 630 мм²?

Согласно ГОСТ 31565-2012, сечение медного экрана (проволочного или ленточного) нормируется. Для кабелей на напряжение 6/10 кВ с сечением жилы от 500 до 1000 мм² номинальное сечение экрана должно быть не менее 25 мм². Фактическое значение указывается в паспорте или ТУ на конкретный кабель.

Можно ли прокладывать кабель ПвПу2г в помещении?

Да, можно. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение по ГОСТ 31565-2012). Однако при групповой прокладке в помещениях необходимо учитывать категорию пожарной опасности и, при необходимости, выбирать кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымовыделением и газовыделением), что должно быть отражено в маркировке.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвПу2г 10 кВ, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки, качества монтажа и отсутствия внешних повреждений.

Что означает цифра «2» в маркировке ПвПу2г?

Цифра «2» в данном контексте указывает на тип исполнения жилы и наличие герметизации. Для кабелей с однопроволочной (монолитной) жилой, как в нашем случае (1х630), индекс «2г» означает, что применены водоблокирующие ленты под оболочкой. Для кабелей с многопроволочной жилой используется индекс «3г».

Как рассчитать ток короткого замыкания, который выдержит кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания (I, кА) рассчитывается по формуле: I = S √(K / t), где S – сечение жилы (мм²), t – время действия защиты (с), K – коэффициент, зависящий от материала жилы и допустимой температуры. Для медной жилы с начальной температурой +90°C и конечной +250°C коэффициент K приблизительно равен 142 А²·с/мм⁴. Например, для t=1 с: I = 630 √(142 / 1) ≈ 630

• 11.92 ≈ 7500 А (7.5 кА). Точные данные должны быть указаны в технической документации на кабель.