Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 10 кВ 300 мм²: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель марки ПвПу2гж 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой современное высоковольтное 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 безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая прокладку в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных профилированных лент, 2г – герметизация жилы и оболочки водоблокирующими лентами, ж – заполнение межжильного пространства гидрофобным материалом.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 10 кВ 300 мм²

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

• Токопроводящая жила: Выполнена из медной проволоки (материал — медь, степень 1 или 2 по ГОСТ 22483). Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть как однопроволочной (для жестких условий монтажа), так и многопроволочной (для улучшения гибкости).
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Толщина изоляции нормирована для напряжения 10 кВ и обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, стойкость к тепловым перегрузкам и воздействию окружающей среды. Сшивка молекул полиэтилена повышает его температурную стойкость с 70°C до 90°C для длительной работы и до 130°C – в режиме короткого замыкания.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено силовое поле, защищая внешние элементы кабеля от его воздействия.
• Поясная изоляция: Выполняется из полупроводящих или медных лент, наложенных поверх экрана по изоляции. Служит для выравнивания потенциала и является основой для наложения металлического экрана.
• Металлический экран (заземляющий): Выполнен в виде медных лент или проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции. Для сечения 300 мм² часто применяется комбинированный экран из медных проволок и лент. Его функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки. Является обязательным элементом для заземления с двух сторон.
• Заполнение: Межжильное пространство под оболочкой заполняется гидрофобным компаундом или резиновыми жгутами (индекс «ж» в маркировке). Это предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения внешних покровов.
• Разделительный слой: Изготавливается из полимерной пленки или крепированной бумаги, наложенной поверх заполнения. Защищает внутренние элементы от возможного взаимодействия с материалом оболочки.
• Внутренняя оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает металлический экран от коррозии и механических повреждений, а также служит основой для наложения брони.
• Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных профилированных лент (индекс «Пу»). Профилирование (гофрирование) придает лентам повышенную жесткость на изгиб и сопротивление сдавливанию. Основная функция – защита от механических повреждений (напр., при раскопках), от грызунов, а также от растягивающих усилий.
• Наружная оболочка: Внешний защитный слой из ПВХ-пластиката черного цвета. Обеспечивает защиту брони от коррозии и агрессивных воздействий грунта, обладает стойкостью к ультрафиолету (при хранении), масло- и бензостойкостью.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ».

Таблица 1. Ключевые технические параметры кабеля ПвПу2гж 10 кВ 1х300 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10
Сечение основной жилы, мм2	300
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C	90
Максимально допустимая температура жилы в режиме перегрузки, °C	130 (не более 100 ч/год)
Максимально допустимая температура жилы в режиме КЗ (до 5 с), °C	250
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при 20°C, не менее, МОм·км	1000
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц после прокладки, кВ/продолжительность	12 / 10 мин.
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)*	~450-480 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0601

• Точное значение I_дл.доп. определяется по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее и т.д.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПу2гж 10 кВ 300 мм² предназначен для передачи электроэнергии в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Питающие линии от распределительных устройств подстанций 6/10 кВ к городским и промышленным распределительным пунктам и трансформаторным подстанциям.
• Основные магистрали в распределительных сетях 10 кВ.
• Вводы на предприятия, крупные торговые центры, жилые микрорайоны.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) при наличии агрессивных сред или риска механических повреждений.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с наличием блуждающих токов.

Бронированная конструкция и гидрофобное заполнение делают кабель пригодным для прокладки в земле без дополнительных защитных труб (кабельных каналов), что значительно снижает стоимость и сроки монтажа. Однако при прокладке в траншеях необходимо соблюдать требования ПУЭ по глубине заложения (0.7-1.0 м), устройству песчаной подушки и защите сверху кирпичом или сигнальной лентой.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ):

• Отсутствие масла исключает риск утечек и пожаров, упрощает монтаж (нет ограничений по перепаду высот).
• Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C).
• Меньший вес и наружный диаметр при равном сечении.
• Проще и экологичнее в утилизации.
• Возможность поставки в барабанах большой длины (до 1000 м), что уменьшает количество муфт на трассе.

Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляцией (ВВГ и др.) на среднее напряжение:

• Более высокая термостойкость изоляции за счет сшивки.
• Наличие полноценных экранов, что обязательно для сетей 6 кВ и выше.
• Наличие брони и гидрофобного заполнения для прокладки в земле.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
• Требует специального инструмента и квалификации персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при неаккуратном монтаже), которые могут стать очагом развития электрического дерева.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля ПвПу2гж 10 кВ требует строгого соблюдения технологий. Перед прокладкой необходимо провести входной контроль: проверить сертификаты, целостность оболочки, измерить сопротивление изоляции и выполнить испытание повышенным напряжением постоянного тока (например, 25 кВ в течение 10 мин.). При прокладке в траншеях нельзя допускать натяжения кабеля и повреждения оболочки. Радиус изгиба должен быть не менее 15D (где D – наружный диаметр кабеля).

Обязательным условием безопасной эксплуатации является правильное заземление металлических экранов с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает защиту от поражения электрическим током при повреждении основной изоляции и отводит токи КЗ. При большой длине линии (обычно более 1 км) для снижения токов в экране может применяться поперечное сечениечение или специальные схемы заземления (через ограничители перенапряжений).

Соединение и ответвление выполняются с помощью специальных соединительных и концевых муфт (заливных или термоусаживаемых) на 10 кВ, рассчитанных на конкретную конструкцию кабеля. Качество монтажа муфт является критически важным для надежности всей линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвПу2гж от ПвБШп?

Основные отличия заключаются в конструкции брони и гидрофобном заполнении. У ПвПу2гж броня из стальных профилированных лент (Пу), а у ПвБШп – из стальных оцинкованных плоских лент (Б) с защитным шлангом из полиэтилена (Шп). Индекс «2гж» указывает на наличие гидрофобного заполнения и герметизацию, что повышает стойкость к продольному распространению влаги. Кабель ПвПу2гж часто считается более современным и надежным решением для прокладки в грунтах с высокой влажностью.

Какой токовый расчет для кабеля 300 мм² на 10 кВ?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от множества факторов. Приблизительное значение для одиночного кабеля, проложенного в земле (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт) составляет около 450-480 А. Для точного расчета необходимо использовать методики, изложенные в ПУЭ гл.1.3, или специализированное программное обеспечение, учитывающее все реальные условия прокладки (количество кабелей в траншее, удельное сопротивление грунта, наличие тепловых помех и т.д.).

Обязательно ли использовать концевые муфты?

Да, для кабелей 6/10 кВ с экраном использование концевых муфт (КНС) или концевых заделок является обязательным. Муфта обеспечивает электрическую и механическую герметизацию конца кабеля, снимает электрическое напряжение с экрана (осуществляет его заземление в точке подключения), защищает от увлажнения и предоставляет безопасный и надежный интерфейс для подключения к шинам распределительного устройства или трансформатора.

Можно ли прокладывать кабель ПвПу2гж в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Броня и наружная ПВХ-оболочка обеспечивают защиту от атмосферных воздействий и ультрафиолета. Однако при таком способе прокладки необходимо учитывать механическое крепление (кабельные конструкции должны выдерживать вес кабеля), а также возможное дополнительное нагревание от солнечной радиации, что может потребовать снижения токовой нагрузки. Для открытой прокладки также существуют модификации с нераспространяющей горение оболочкой (индекс «нг» в маркировке).

Какова примерная масса 1 км кабеля ПвПу2гж 10 кВ 1х300?

Масса кабеля зависит от конкретного производителя и толщины применяемых материалов. Ориентировочная масса 1 км кабеля ПвПу2гж 10 кВ 1х300 мм² составляет приблизительно 5500 – 6500 кг. Точное значение необходимо уточнять в техническом каталоге производителя.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями (сшиты) в трехмерную сетку. Этот процесс (силанольный, пероксидный или радиационный) кардинально улучшает свойства материала: повышается температура плавления (до 200°C и выше), термостойкость при длительной работе (до 90°C), стойкость к растрескиванию под напряжением и механическая прочность. Это делает изоляцию более надежной по сравнению с термопластичным ПВХ или полиэтиленом.

Заключение

Кабель ПвПу2гж 10 кВ 300 мм² является типовым и широко востребованным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая современную изоляцию из сшитого полиэтилена, полноценную экранировку, бронезащиту и гидрофобное заполнение, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности при прокладке в наиболее распространенных и сложных условиях – в земле и кабельных сооружениях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с требованиями нормативных документов (ПУЭ, ГОСТ, СТО) являются залогом долговечной и безопасной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы, который составляет не менее 30 лет.