Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 35 кВ 185 мм²: полный технический анализ

Кабель марки ПвПу2гж 35 кВ 185 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают последним требованиям надежности, безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации в электрических сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки кабеля ПвПу2гж

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из плоских оцинкованных стальных проволок.
• 2г – водоблокирующие элементы в виде гидрофобного заполнителя в поясной изоляции и под оболочкой.
• ж – жила из однопроволочной (монолитной) круглой медной проволоки.
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
• 185 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 35 кВ 185 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки (по ГОСТ 22483) круглой формы, однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² включительно. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к изгибам. Для сечения 185 мм² жила соответствует классу 1 по гибкости.

2. Экранирующий слой над жилой (полупроводящей экран)

Наносится непосредственно на жилу в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов у поверхности жилы, что критически важно для высоковольтной изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к термоокислительному старению. Толщина изоляции строго нормирована стандартами.

4. Экранирующий слой над изоляцией (полупроводящей экран)

Аналогичен экрану над жилой. Вместе с внутренним экраном он создает идеально коаксиальную конструкцию, концентрируя электрическое поле внутри изоляционного слоя и защищая его от внешних воздействий.

5. Поясная изоляция и гидрофобный заполнитель (2г)

Поверх экранов накладывается поясная изоляция, обычно из полупроводящих лент. В пространство между ней и экранами, а также в промежутки между проволоками брони, вводится гидрофобный тиксотропный заполнитель. При повреждении внешних покровов и попадании влаги этот материал набухает, блокируя продольное распространение воды вдоль кабеля. Это ключевая особенность кабелей с индексом «2г».

6. Броня (Пу)

Выполнена из оцинкованных стальных проволок прямоугольного (плоского) сечения, наложенных по спирали. Такая конструкция обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и других внешних воздействий, превосходя по стойкости к сдавливанию броню из круглых проволок (Пк).

7. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции и предохраняет кабель от воздействия агрессивных сред, ультрафиолета и влаги. Имеет характерный желтый цвет для высоковольтных кабелей.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2гж 35 кВ 1х185

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 185 мм²
Материал жилы	Медь, однопроволочная
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (до 5 с)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0991 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 1 час	65 кВ
Испытательное постоянное напряжение	104 кВ
Стойкость к короткому замыканию (1 сек.)	≈ 21,9 кА (зависит от условий монтажа)
Примерная масса 1 км кабеля	≈ 5500 — 6500 кг
Примерный наружный диаметр	≈ 65 — 75 мм

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп)

Приведенные значения являются ориентировочными и зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта/воздуха, глубина заложения, количество кабелей в траншее и т.д.). Данные для прокладки в земле (в траншее) при температуре грунта +25°C, глубине заложения 0,7-1 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1,2 К·м/Вт.

Способ прокладки	Допустимый длительный ток, А	Примечания
В земле (траншее)	≈ 390 — 420 А	Один кабель в траншее
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле)	≈ 430 — 460 А	При температуре воздуха +40°C
В кабельном канале (блоке)	≈ 350 — 380 А	С учетом ухудшения теплоотвода

Области применения

• Магистральные линии электропередачи 35 кВ в сетях электроснабжения городов и промышленных предприятий.
• Вводы и выводы на подстанциях и распределительных пунктах.
• Питание мощных электроприемников: насосных станций, компрессорных, заводских цехов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земле (траншеях) и по стенам зданий.
• Участки с повышенными требованиями к механической защите (броня типа «Пу»).
• Трассы с риском локального проникновения влаги (наличие элементов «2г»).

Преимущества и недостатки кабеля ПвПу2гж 35 кВ 185 мм²

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ обладает стабильными диэлектрическими свойствами, не склонен к водному древению, в отличие от бумажно-масляной изоляции.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура работы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ или бумажной изоляцией.
• Механическая прочность: Броня из плоских проволок обеспечивает отличную защиту от механических повреждений.
• Водоблокирование: Наличие гидрофобного заполнителя локализует последствия повреждения оболочки, увеличивая срок службы и ремонтопригодность.
• Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями того же напряжения. Допускается прокладка на вертикальных и наклонных участках без ограничения по перепаду высот.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Медная жила и технология производства СПЭ-изоляции делают кабель дорогим.
• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой культуры производства работ при оконцевании и соединении. Необходима идеальная зачистка и обезжиривание изоляции.
• Большой вес и габариты: По сравнению с кабелями на более низкое напряжение, требует применения специальной техники для транспортировки и раскатки.
• Требовательность к хранению: Барабаны с кабелем должны храниться под навесом, концы кабеля должны быть герметично заделаны.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Перевозка осуществляется на барабанах. Запрещено сбрасывать барабаны с транспортного средства. Хранить следует в закрытых помещениях или под навесом, защищая от прямых солнечных лучей и осадков.
• Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов или лебедок. Необходимо контролировать, чтобы не был превышен минимально допустимый радиус изгиба (≈ 1 м для данного кабеля). Запрещено производить раскатку при температуре окружающего воздуха ниже -15°C без предварительного подогрева.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м для линий 35 кВ. На дне траншеи устраивается песчаная подушка толщиной 10-15 см. После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и строительного мусора на 20 см, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов, строго по инструкции производителя муфт. Особое внимание уделяется очистке и шлифовке изоляции, точной установке полупроводящих и экранирующих элементов.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением 104 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвПу2гж принципиально отличается от кабеля ПвБбШп?

Основные отличия заключаются в типе брони и наличии водоблокирующих элементов. У ПвПу2гж броня из плоских проволок (Пу), а у ПвБбШп – из двух стальных оцинкованных лент (Бб). Броня «Пу» обеспечивает лучшее сопротивление сдавливанию, но менее гибкая. Индекс «2г» указывает на наличие гидрофобного заполнителя, которого нет в стандартном ПвБбШп. Оболочка «Шп» у ПвБбШп – полиэтиленовая, что дает лучшую защиту от влаги, но менее стойка к распространению горения по сравнению с ПВХ.

Можно ли прокладывать данный кабель в воде?

Нет, кабель ПвПу2гж не предназначен для постоянной прокладки непосредственно в воде (реки, озера). Несмотря на наличие брони и гидрофобного заполнителя, его конструкция не является герметизированной для работы под давлением воды. Для подводных трасс используются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой.

Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвПу2гж 35 кВ, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации СПЭ-кабелей, выпущенных в 70-80-х годах XX века.

Как правильно выбрать сечение 185 мм²? На чем основан этот расчет?

Сечение 185 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (I_доп) и проверки по условиям короткого замыкания. Расчет учитывает:

• Максимальную рабочую мощность объекта.
• Способ прокладки (в земле, воздухе).
• Температуру окружающей среды и количество кабелей, проложенных совместно.
• Потери напряжения (должны быть в пределах нормы).
• Ток короткого замыкания и его термическое воздействие (жила должна его выдерживать).

Сечение 185 мм² часто является оптимальным для токов нагрузки 350-400 А в стандартных условиях.

Что означает индекс «ож» в некоторых обозначениях, и почему в данном кабеле «ж»?

Индекс «ож» означает однопроволочную жилу, но в старой системе маркировки. В современной системе, согласно ГОСТ 31996-2012, для однопроволочной жилы используется просто индекс «ж» (как в данном случае). Для многопроволочной жилы используется индекс «мн». В кабеле на 185 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная), что обеспечивает лучший контакт в наконечниках и несколько меньший наружный диаметр.

Какие муфты рекомендуется использовать для монтажа?

Для кабеля ПвПу2гж 35 кВ 185 мм² необходимо использовать только муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение и сечение. Рекомендуются муфты от проверенных производителей: Raychem (Tyco), 3M, Pfisterer, Nexans, ENSTO. Применяются как термоусаживаемые, так и холодноусаживаемые (предпочтительнее для многих монтажников из-за простоты) комплекты. Выбор между проходной, концевой или соединительной муфтой зависит от места установки.

Требуется ли заземление брони и экранов?

Да, это обязательное требование безопасности и правильной работы. Металлические экраны (в виде медных лент или проволок поверх полупроводящего экрана) и броня из стальных проволок должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность при касании, снимает потенциал с брони, а также создает путь для тока короткого замыкания в случае пробоя изоляции, что способствует быстрому срабатыванию защит.

Заключение

Кабель ПвПу2гж 35 кВ 185 мм² является типовым и надежным решением для создания ответственных силовых линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленной брони и системы водоблокирования, обеспечивает долговечность и стабильность работы в сложных условиях. Успешная эксплуатация такого кабеля на 100% зависит от грамотного проектирования, выбора качественного изделия от сертифицированного производителя, строгого соблюдения технологий монтажа и проведения необходимых приемо-сдаточных испытаний. Понимание деталей его устройства и характеристик позволяет инженерно-техническому персоналу принимать обоснованные решения при строительстве и модернизации электросетевой инфраструктуры.