Кабель ПвПу2гж 20 кВ 240 мм²: полный технический анализ
Кабель ПвПу2гж 20 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в сложных условиях, включая воздействие грунтовых вод и механических нагрузок.
Расшифровка маркировки ПвПу2гж
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ и четко описывает его конструктивные особенности:
- П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это ключевая особенность, обеспечивающая высокие температурные и электрические характеристики.
- в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает от внешних воздействий и распространения горения.
- Пу – Усиленная защитная оболочка. Буква «у» указывает на наличие армирующего слоя (обычно из медных или стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх герметизированной оболочки). Это принципиальное отличие от кабелей типа «ПвП», предназначенных для прокладки в кабельных сооружениях без значительных растягивающих нагрузок.
- 2г – Дополнительные буквы, обозначающие: «2» – наличие двойной герметизации (обычно продольная и поперечная водоблокирующие ленты), «г» – отсутствие в конструкции защитного покрова («голый»). Кабель не имеет традиционной брони из стальных лент и внешнего джутового покрова.
- ж – Форма жилы: желобчатая (сегментная) или секторная. Для одножильных кабелей большого сечения это означает, что жила состоит из нескольких секторов, что позволяет оптимизировать заполнение пространства, уменьшить общий диаметр и вес кабеля по сравнению с круглой жилой того же сечения.
- Токопроводящая жила: Алюминиевая (материал по умолчанию для данной марки, если не указано иное), секторной (желобчатой) формы, номинальным сечением 240 мм². Состоит из множества проволок, скрученных в сектора, что обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Слой сшитого полупроводящего полиэтилена, наложенный экструзией непосредственно на жилу. Выравнивает электрическое поле, устраняя микронеровности поверхности жилы и предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина для напряжения 20 кВ составляет 8,0 мм (согласно ГОСТ 31565-2012, ТУ 16.К71-335-2004). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), стойкостью к трекингу и влаге.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Второй слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с внутренним экраном создает цилиндрическое конденсаторное поле вокруг жилы.
- Медный экран (заземляющий): Выполнен в виде медных проволок, спирально наложенных поверх внешнего полупроводящего экрана, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении. Сечение медного экрана нормируется. Для кабеля 20 кВ сечением 240 мм² типовое сечение экрана составляет 25 мм² или 35 мм².
- Разделительный слой: Чаще всего выполнен из полупроводящей ленты или полимерной пленки. Предотвращает адгезию медного экрана к последующему слою.
- Герметизирующие водоблокирующие ленты: Два типа лент (продольная и поперечная), пропитанные гидрофобным составом. При контакте с водой набухают, герметизируя поврежденный участок и предотвращая продольное распространение влаги по кабелю. Это ключевой элемент для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
- Внутренняя оболочка (защитный шланг): Из ПВХ пластиката. Защищает экран и герметизирующие элементы от механических повреждений и воздействия среды.
- Армирующий слой (усиление): Представляет собой оплетку из оцинкованных стальных или медных проволок. Обеспечивает кабелю высокую механическую прочность на растяжение, что критически важно для прокладки методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ), в траншеях с возможными просадками грунта, через водные преграды. Защищает от грызунов.
- Наружная оболочка: Внешний защитный слой из ПВХ пластиката. Имеет стойкость к ультрафиолету, агрессивным почвам, истиранию. Окрашивается в черный цвет для лучшей устойчивости к УФ-излучению.
- Прокладка в земле (траншейным способом) в условиях высокой коррозионной активности грунтов и высокого уровня грунтовых вод.
- Прокладка методом горизонтально-направленного бурения (ГНБ) и микротоннелирования, где возникают значительные растягивающие усилия.
- Переходы через водные преграды (реки, каналы).
- Вводы на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, где предъявляются повышенные требования к механической защите и герметичности.
- Прокладка в коллекторах, тоннелях и кабельных каналах, где возможно попадание воды.
- Участки с риском повреждения грызунами.
- Прокладка: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции. При траншейной прокладке дно траншеи должно быть выровнено и засыпано слоем песка или мягкого грунта. Минимальная глубина прокладки – 0.7-1.0 м от планировочной отметки. При прокладке методом ГНБ необходимо использовать специальные смазки и контролировать усилие протяжки, которое не должно превышать значения, указанного в ТУ на кабель (обычно рассчитывается как 70% разрывного усилия армирующих проволок).
- Радиус изгиба: Строго соблюдать минимальный радиус изгиба (не менее 15D). Для кабеля сечением 240 мм² с усиленным покровом наружный диаметр составляет примерно 60-70 мм, следовательно, минимальный радиус изгиба – около 1.0-1.1 м.
- Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания используются специальные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на 20 кВ. Критически важна чистота и соблюдение технологии зачистки экранов, наложения полупроводящих и изолирующих слоев. Все экраны кабеля должны быть надежно заземлены с двух сторон.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания переменным напряжением 30 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут или выпрямленным напряжением 60 кВ в течение 10 минут.
Таким образом, ПвПу2гж – это кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, с усиленным защитным покровом, двойной герметизацией, без наружного защитного покрова и с секторной жилой.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля ПвПу2гж 20 кВ 240 мм² является многослойной и включает следующие обязательные элементы:
Основные технические характеристики
Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ) и соответствующими ТУ.
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 кВ (24 кВ) |
| Частота | 50 Гц |
| Сечение основной жилы | 240 мм² |
| Материал жилы | Алюминий (А), реже – медь (по спецзаказу) |
| Форма жилы | Секторная (желобчатая) |
| Количество жил | 1 |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Толщина изоляции (номин.) | 8,0 мм |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C (не более 100 ч/год) |
| Температура при коротком замыкании | +250°C (не более 5 с) |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа | 2.5U0 = 30 кВ, продолжительность 10 мин. |
| Стойкость к переменному напряжению 50 Гц (заводские испытания) | 3.5U0 = 42 кВ, 5 мин. |
Таблица 2. Примерные данные по допустимому длительному току нагрузки (одножильный кабель, проложенный в земле)
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C) | Примечания |
|---|---|---|
| В траншее, в одной трубе | ~350 — 400 А | Зависит от удельного теплового сопротивления грунта (1.0-2.0 К·м/Вт), глубины прокладки, расстояния между кабелями. |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | ~400 — 450 А | Зависит от температуры окружающего воздуха, солнечной радиации, расположения. |
Важно: Точные значения токов нагрузки должны определяться расчетом для каждого конкретного проекта в соответствии с ПУЭ гл. 1.3 и методиками ГОСТ Р МЭК 60287.
Область применения
Кабель ПвПу2гж 20 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Кабель не предназначен для прокладки по воздуху на опорах ЛЭП (для этого существуют марки типа ПвПу).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АПвПу2г (с алюминиевой жилой и изоляцией из СПЭ): Фактически, это одна и та же конструкция. Маркировка «ПвПу» часто подразумевает алюминиевую жилу, поэтому «АПвПу» и «ПвПу» могут быть синонимами в практике конкретных заводов-изготовителей.
Сравнение с кабелем ПвП2г (без «у» – без усиления): Кабель ПвП2г не имеет армирующего слоя из проволок. Он дешевле и легче, но предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях) без значительных растягивающих нагрузок и риска повреждения грызунами. ПвПу2гж – более прочный и надежный вариант для непосредственной прокладки в грунте сложных категорий.
Сравнение с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл): Кабель с изоляцией из СПЭ (ПвПу2гж) имеет более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70-80°C), не требует сложных концевых муфт с маслоотделением, допускает большие перепады по высоте трассы, более легкий и экологически безопасный. Его проще монтировать и обслуживать.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие кабеля ПвПу2гж от ПвП2г?
Ключевое отличие – наличие армирующего слоя (усиления) из металлических проволок в конструкции кабеля ПвПу2гж (буква «у»). Этот слой придает кабелю высокую стойкость к растягивающим нагрузкам, что позволяет использовать его для прокладки методом ГНБ, в нестабильных грунтах и для переходов через водные преграды. Кабель ПвП2г такого усиления не имеет и предназначен для прокладки в более защищенных условиях (кабельные каналы, тоннели), где растягивающие усилия отсутствуют.
Можно ли использовать кабель ПвПу2гж для прокладки в воздухе (по опорам)?
Технически это возможно, но не является оптимальным решением. Для воздушных линий на опорах существуют специальные марки кабелей, такие как ПвПу (с несущим элементом) или СИП. Кабель ПвПу2гж имеет тяжелый армирующий слой и не предназначен для подвеса на больших пролетах. Его можно использовать для коротких переходов от воздушной линии к подстанции, но необходимо обеспечить надежное крепление и учесть механическую нагрузку.
Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 20 кВ 240 мм²?
Согласно ГОСТ 31565-2012, сечение медных проволок экрана для кабелей на напряжение 20 кВ должно быть не менее 25 мм². Однако многие производители, особенно для кабелей с усиленной конструкцией, применяют экран сечением 35 мм² для повышения надежности и обеспечения лучшей стойкости к токам короткого замыкания. Точное сечение указывается в паспорте или ТУ на конкретную партию кабеля.
Как расшифровать «2г» в маркировке? Это броня?
Нет, «2г» не означает броню в классическом понимании (стальные ленты). «2» указывает на наличие двойной системы герметизации (продольной и поперечной водоблокирующих лент). «г» означает «голый» – отсутствие наружного защитного покрова (бронепокрова из стальных лент с джутом или стеклопряжей). Защиту от механических повреждений в кабеле ПвПу2гж обеспечивает именно армирующий слой проволок под наружной оболочкой.
Каков срок службы кабеля ПвПу2гж 20 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и зависит от режимов нагрузки, внешних условий и качества обслуживания.
Как правильно выбрать кабель для проекта: ПвПу2гж или АПвПу2г?
В современной номенклатуре это, как правило, одно и то же. Буква «А» в начале марки (алюминий) часто опускается, так как для кабелей с изоляцией из СПЭ и ПВХ оболочкой алюминиевая жила является наиболее распространенной. При выборе необходимо ориентироваться на технические условия (ТУ) или каталог производителя. Если требуется медная жила, это будет специально указано: «К» или «М» в маркировке (например, КПвПу2гж). В проектной документации следует четко указывать полную марку, материал жилы и сечение.
Заключение
Кабель ПвПу2гж 20 кВ 240 мм² представляет собой современное, технологичное решение для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической прочности и надежной защиты от влаги. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, двойной герметизации и армирующего покрова, делает его предпочтительным выбором для ответственных участков сетей: при прокладке методом ГНБ, через водные преграды, в обводненных и агрессивных грунтах. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ и рекомендациями производителя являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетического объекта.