Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 1х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ

Кабель марки ПвПу2гж 1х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой современное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 10 кВ включительно (между жилами) частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают требованиям надежности, долговечности и безопасности для работы в распределительных сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки ПвПу2гж

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:

• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – по старой маркировке, где «в» обозначало вулканизированный полиэтилен, что аналогично сшитому).
• Пу – Защитная оболочка из полиэтилена усиленного (PE). Буква «у» указывает на повышенные механические и защитные свойства оболочки.
• 2г – Двойная герметизация: водоблокирующие ленты и/или гидрофобный заполнитель в поясной изоляции и под оболочкой для защиты от продольного распространения влаги.
• ж – Жила однопроволочная (монолитная).
• 1х – Одна токопроводящая жила.
• 6 кВ – Номинальное напряжение 6 кВ.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 1х жильный 6 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки (материал – медь, обозначение по ГОСТ – М). Жила однопроволочная (круглая, секторной не бывает в одножильном исполнении), соответствует 1-му классу по ГОСТ 22483. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к изгибам.

2. Экран по жиле (полупроводящий, внутренний)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает ему высокие температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – до +250°C. Изоляция обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к тепловому старению.

4. Экран по изоляции (полупроводящий, внешний)

Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую радиальное электрическое поле исключительно в слое основной изоляции.

5. Медный экран (заземляющий)

Накладывается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных с заданным шагом, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание симметричного поля вокруг жилы.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Защита от поражения электрическим током при повреждении изоляции (отвод тока на землю).

6. Разделительный слой

Обычно представляет собой лавсановую или полиэтилентерефталатную ленту, наложенную поверх медного экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки острыми кромками экрана.

7. Герметизирующий слой (водоблокирующий)

Ключевой элемент маркировки «2г». Это слой специальных лент или нитей, пропитанных гидрофобным гелеобразным веществом, или заполнитель на основе гидрофобного порошка. При попадании влаги внутрь кабеля материал разбухает, герметизируя поврежденный участок и препятствуя продольному распространению воды.

8. Защитная оболочка

Выполняется из полиэтилена повышенной прочности (PE). Обладает высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию, ударным нагрузкам, солнечному излучению (УФ-стабилизирована) и агрессивным химическим средам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (8,7/15 кВ для испытаний). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ (для новых кабелей после монтажа) в течение 5-10 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ (для кабелей в эксплуатации) в течение 5-10 минут.
• Допустимая длительная температура токопроводящей 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 (не более 5 секунд).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля.

Таблица 1. Параметры медной однопроволочной жилы кабеля ПвПу2гж 6 кВ

Номинальное сечение жилы, мм²	Диаметр жилы, мм (приблизительно)	Максимальное электрическое сопротивление жилы при +20°C, Ом/км	Примерный наружный диаметр кабеля, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг
50	8.0	0.387	27.0	1300
70	9.5	0.268	29.0	1600
95	11.0	0.193	31.5	1950
120	12.5	0.153	33.5	2250
150	14.0	0.124	36.0	2650
185	15.5	0.0991	38.5	3100
240	17.5	0.0754	42.5	3900

Область применения

Кабель ПвПу2гж 1х жильный 6 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также в помещениях и на открытом воздухе. Благодаря двойной герметизации («2г») он особенно рекомендован для участков с повышенной влажностью грунта, в условиях возможного затопления кабельных трасс, в болотистой местности. Одножильное исполнение требует особого внимания при проектировании из-за наведения токов в экранах.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (например, ЦАСБл)

Преимущества ПвПу2гж:

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C).
• Отсутствие ограничений по перепаду уровней прокладки (нет стекания пропитки).
• Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении и напряжении.
• Проще и чище монтаж (не требуется герметизация концов при разделке).
• Большая стойкость к термическим перегрузкам.

Недостатки:

• Более высокая чувствительность к механическим повреждениям оболочки и точечным ударам.
• Более высокая стоимость на единицу длины.

Особенности одножильного исполнения

Преимущества:

• Более простая конструкция и меньший диаметр по сравнению с трехжильным кабелем того же сечения.
• Удобство монтажа на сложных трассах с многочисленными изгибами.
• Возможность использования на очень больших сечениях (свыше 1000 мм²), где многожильные кабели непрактичны.

Недостатки и технические особенности:

• Обязательное наличие заземляющего экрана, по которому при нагрузке наводятся токи, вызывающие дополнительные потери.
• При прокладке в земле или металлических трубах в треугольное или плоское расположение возникают дополнительные потери из-за несимметрии магнитных полей.
• Для снижения потерь в экранах и обеспечения их нормальной работы требуется правильное заземление экранов с обеих сторон (в смежных соединениях).
• При большой длине линии необходимо применять поперечное соединение экранов (cross-bonding) для разрыва пути циркулирующих токов.

Монтаж и эксплуатация

Прокладка одножильного кабеля требует соблюдения правил для минимизации потерь. Рекомендуется треугольное расположение жил с помощью специальных спейсеров или прокладка в виде «тройной» звезды. При прокладке в земле расстояние между параллельно проложенными одножильными кабелями одной фазы должно быть минимальным (обычно 100-150 мм между центрами), чтобы уменьшить индуктивное сопротивление и потери в экранах. Обязательным является применение концевой разделки (муфт), предназначенной для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, которая обеспечивает контроль электрического поля и герметизацию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Чем принципиально отличается кабель ПвПу2гж от ПвПг?

Ответ: Основное отличие – наличие двойной герметизации («2г») в кабеле ПвПу2гж. В кабеле ПвПг используется только одна герметизация (обычно под оболочкой), либо она может отсутствовать. Кабель ПвПу2гж имеет более высокую степень защиты от продольного распространения влаги при повреждении оболочки.

Вопрос 2: Можно ли прокладывать кабель ПвПу2гж 1х6 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Ответ: Да, можно. Полиэтиленовая оболочка (Пу) является стойкой к ультрафиолетовому излучению. Однако необходимо обеспечить механическую защиту от возможных внешних воздействий (например, использование гофрорукава, лотков) и надежное крепление. Также важно учитывать возможное тепловое расширение/сжатие кабеля.

Вопрос 3: Как правильно заземлять экраны одножильных кабелей?

Ответ: Существует три основные схемы:

1. Заземление с двух сторон: Экран заземляется на обоих концах линии. Это самая простая схема, но она приводит к появлению циркулирующих токов в экране при нагрузке, вызывая дополнительные потери. Применяется на коротких линиях (до 200-300 м).
2. Заземление с одной стороны: Экран заземляется только с одной стороны, с другой – изолируется. Циркулирующие токи отсутствуют, но при коротком замыкании на незаземленном конце может возникствовать опасное напряжение. Требует установки ограничителей перенапряжения (ОПН) на изолированном конце.
3. Поперечное соединение экранов (cross-bonding): Применяется на длинных линиях. Кабели разбиваются на три секции, где экраны попеременно соединяются между собой, а заземление выполняется только в точках перекрещивания. Это уравнивает наведенные напряжения и практически сводит токи в экранах к нулю.

Выбор схемы определяется проектом на основании расчетов.

Вопрос 4: Каков срок службы кабеля ПвПу2гж 6 кВ?

Ответ: Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет не менее 5 лет. Расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатации (температура, токовая нагрузка, отсутствие механических повреждений) составляет 30 лет и более.

Вопрос 5: Что означает буква «ж» в маркировке и можно ли заказать кабель с многопроволочной жилой?

Ответ: Буква «ж» означает однопроволочную (монолитную) жилу. Для кабелей на 6 кВ с сечением, как правило, до 240-300 мм², это стандартное исполнение. Кабель с многопроволочной жилой (обозначается «ож» или «мн») также может быть изготовлен по специальному заказу, особенно для больших сечений или для трасс со сложной геометрией, где требуется повышенная гибкость. Однако в стандартных поставках чаще встречается «ж».

Заключение

Кабель ПвПу2гж 1х жильный 6 кВ является современным, надежным и технологичным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокую температурную стойкость и электрическую прочность, и система двойной герметизации, значительно повышающая устойчивость к влаге. Применение одножильных кабелей требует от проектировщиков и монтажников специальных знаний в области заземления экранов и компоновки трасс для минимизации паразитных потерь. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетических объектов.