Кабель ПвПу2гж 10 кВ 120 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвПу2гж 10 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных электрических сетях.
Расшифровка маркировки ПвПу2гж 10 кВ 120 мм²
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:
- П — Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв — по ГОСТ: вулканизированный полиэтилен).
- в — Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Пу — Усиленная защитная оболочка (броня) из гофрированной стальной ленты, наложенной поверх герметизированной оболочки. Индекс «у» указывает на усиление.
- 2г — Двойная герметизация: водоблокирующие ленты в поясной изоляции и гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве.
- ж — Жила однопроволочная (жесткая) круглой формы. Для сечений 120 мм² по ГОСТ допускается как однопроволочная, так и многопроволочная конструкция, но индекс «ж» четко указывает на однопроволочную.
- 10 кВ — Номинальное напряжение 10 000 Вольт (класс напряжения 6/10 кВ).
- 120 мм² — Номинальное сечение токопроводящей жилы.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки (по умолчанию, если не указано «А» — алюминий). Для сечения 120 мм² с индексом «ж» жила представляет собой одну медную проволоку круглой формы. Класс 1 по ГОСТ 22483.
- 2. Экран по 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 в изоляции.
- 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции для напряжения 10 кВ стандартизирована. Обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C) и стойкостью к трекингу.
- 4. Экран по изоляции (полупроводящий слой). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает coaxial конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- 5. Поясная изоляция. Накладывается поверх скрученных изолированных жил. В кабеле ПвПу2гж в этот слой интегрированы водоблокирующие ленты (2г), которые при контакте с влагой разбухают и препятствуют ее продольному распространению.
- 6. Герметизация межжильного пространства. Пространство между жилами заполняется гидрофобным компаундом (2г), который также блокирует продольное перемещение влаги.
- 7. Разделительный слой. Как правило, поясная изоляция или полимерная пленка, наложенная поверх заполненных жил, для защиты от повреждения броней.
- 8. Броня. Выполнена из гофрированной стальной оцинкованной ленты (Пу). Гофрирование обеспечивает гибкость и сохранение герметичности при изгибах. Защищает кабель от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны).
- 9. Наружная оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции. Имеет цветовую маркировку (обычно черный).
- Прокладка: Может прокладываться в земле (траншеях), включая грунты с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов, благодаря броне и наружной оболочке из ПВХ. Допускается прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), по конструкциям зданий и в помещениях. Не предназначен для прокладки в воде без дополнительных защитных мер.
- Климатическое исполнение: УХЛ и Т категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Эксплуатация при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева возможен при температуре не ниже -15°C.
- Типовые объекты применения:
- Распределительные сети 6-10 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
- Вводы и распределение электроэнергии на промышленных предприятиях, нефтехимических комплексах.
- Питание мощных электроприемников (насосы, вентиляторы, трансформаторы собственных нужд).
- Кабельные линии отходящих фидеров подстанций 35/10(6) кВ.
- Резервирующие и межсекционные связи в распределительных сетях.
- Более высокая проводимость: при равном сечении 120 мм² медная жила имеет меньшее электрическое сопротивление, что приводит к снижению потерь электроэнергии на нагрев.
- Меньшее падение напряжения на линии.
- Высокая стойкость к электромеханическим нагрузкам, особенно при КЗ.
- Лучшая гибкость и стойкость к изломам при многократных перегибах (для многопроволочных жил).
- Меньший вес и диаметр при равной токовой нагрузке (можно использовать жилу меньшего сечения, чем алюминиевую).
- Более надежные контактные соединения в муфтах и зажимах, меньшая склонность к образованию окисных пленок.
- Значительно более высокая стоимость (в пересчете на метр).
- Большая масса и стоимость меди стимулирует хищения кабеля.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при монтаже. Нарушение ведет к деформации изоляции и экранов, возникновению остаточных механических напряжений.
- Тяжение: Максимально допустимое усилие при протяжке регламентируется и зависит от сечения и способа прокладки. Для тяжения используется кабельная чулка или захват за броню. Не допускается приложение тянущего усилия к внешней оболочке.
- Прокладка в земле: Требуется песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки — не менее 0.7 м для линий до 20 кВ. В одной траншее допускается прокладка не более шести кабелей с расстоянием между ними не менее 100 мм.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Критически важна чистота и точность выполнения работ: зачистка изоляции, ступенчаой разделки, монтаж полупроводящих и изоляционных слоев, заземление экранов. Экраны жил подлежат обязательному соединению и заземлению с обоих концов кабеля для обеспечения нормального режима работы и безопасности.
Конструкция кабеля ПвПу2гж 10 кВ 120 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2гж 10 кВ 120 мм²
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) | ГОСТ 31565-2012 |
| Количество и сечение жил | 1 x 120 мм², 3 x 120 мм² | — |
| Материал жилы | Медь | — |
| Конструкция жилы | Однопроволочная (класс 1) | ГОСТ 22483 |
| Вид изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) | — |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C | ГОСТ 31565 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с) | +250°C | ГОСТ 31565 |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | ГОСТ 31565 |
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 15 наружных диаметров кабеля | ГОСТ 31565 |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.153 Ом/км (для 1 жилы) | ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин. | 15 кВ | ГОСТ 1516.3 |
| Испытательное постоянное напряжение после монтажа | 22 кВ (15 мин.) | ПУЭ 7-е изд. |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (для кабеля 3×120 мм², проложенного в земле)
| Условия прокладки | Температура земли, °C | Допустимый ток, А | Примечание |
|---|---|---|---|
| В траншее (однокабельная прокладка) | +15 | 355 | Глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт |
| В траншее (однокабельная прокладка) | +25 | 315 | То же |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | +25 | 340 | Прокладка на воздухе в нормальных климатических условиях |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 и зависят от конкретных условий (количество кабелей в траншее, расстояние между ними, теплопроводность грунта, наличие охлаждения и т.д.).
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ПвПу2гж 10 кВ 120 мм² предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительно допустимое напряжение на любой фазе относительно земли не превышает 6 кВ, а междуфазное — 10 кВ.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АПвПу2г)
Преимущества кабеля ПвПу2гж (медь):
Недостатки:
Сравнение с кабелем в свинцовой оболочке (например, СБ): Кабель ПвПу2гж легче, не требует сложных работ по оплетке и заделке свинца, более гибкий, не подвержен коррозии оболочки. Однако свинцовая оболочка традиционно считается более надежным барьером против влаги и некоторых агрессивных сред, но современные герметизированные конструкции (2г) практически нивелируют это преимущество.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля ПвПу2гж 10 кВ требует соблюдения строгих правил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвПу2гж от ПвПг?
Основные отличия: 1) Броня: У ПвПу2гж броня из гофрированной стальной ленты («Пу»), у ПвПг — из гладких стальных оцинкованных лент («П»). Гофрированная лента обеспечивает лучшую гибкость и герметичность. 2) Герметизация: Индекс «2г» указывает на наличие двойной водоблокировки (ленты и заполнитель), которой нет в базовой конструкции ПвПг.
Можно ли использовать кабель с индексом «ж» для прокладки в трассах с множеством изгибов?
Однопроволочная жила («ж») обладает меньшей гибкостью по сравнению с многопроволочной. Для трасс со сложной конфигурацией и множеством изгибов рекомендуется выбирать кабель с многопроволочной жилой (индекс «м» или «мн»). Это снизит риск излома жилы при монтаже и эксплуатации.
Как правильно выбрать между медным (ПвПу2гж) и алюминиевым (АПвПу2г) кабелем на 10 кВ 120 мм²?
Выбор основывается на технико-экономическом расчете. Медь выбирают при: необходимости минимизировать потери энергии (длинные линии), высоких требованиях к надежности контактов и стойкости к КЗ, ограничениях по сечению трассы (меньший диаметр при равной нагрузке). Алюминий выбирают при ограниченном бюджете, для коротких линий, где падение напряжения не критично, при отсутствии проблем с воровством кабеля. Токовая нагрузка для одинакового сечения у медного кабеля примерно на 30% выше.
Что означает «2г» в маркировке и насколько это важно?
Индекс «2г» означает двойную герметизацию: водоблокирующие ленты в поясной изоляции и гидрофобный заполнитель между жилами. Это критически важно для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, в болотистой местности, а также для предотвращения распространения влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения внешней оболочки. Данная конструкция значительно повышает долговечность кабельной линии.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в агрессивных грунтах?
Броня из оцинкованной стали и оболочка из ПВХ обеспечивают стойкость к большинству видов коррозии. Однако в исключительно агрессивных средах (свалки, солончаки, зоны с сильными блуждающими токами) рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, применение кабеля с броней из нержавеющей стали (спецзаказ).
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвПу2гж 10 кВ, при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок, установлен ГОСТ 31565-2012 и составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может превышать 40-50 лет.
Заключение
Кабель ПвПу2гж 10 кВ 120 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, включающая изоляцию из сшитого полиэтилена, усиленную броню и двойную систему герметизации, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной безопасности, механической прочности и долговечности. Правильный выбор данного кабеля, учет условий прокладки и квалифицированный монтаж с применением соответствующих аксессуаров являются залогом создания устойчивой и эффективной кабельной линии на десятилетия.