Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 35 кВ 630 мм²: полный технический анализ
Кабель марки ПвПу2гж 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают высочайшим требованиям надежности, долговечности и безопасности в условиях интенсивной эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения.
Расшифровка маркировки и область применения
Маркировка ПвПу2гж расшифровывается согласно ГОСТ 31996-2012 и единой системы обозначений кабельной продукции:
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (ПВС по старой классификации).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Пу – усиленная защитная оболочка (гофрированная лента из стали или меди, наложенная поверх экрана).
- 2г – водоблокирующие элементы в виде гидрофобного заполнителя в поясной изоляции и оболочке.
- ж – жила однопроволочная (для сечений от 240 мм² и выше, как правило, секторной или сегментной формы).
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 кВ.
- 630 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Точное значение Iдл требует расчета с учетом конкретных условий: температура земли, тепловое сопротивление грунта, глубина прокладки, количество работающих кабелей в траншее.
- Транспортировка и разгрузка: Кабель поставляется на деревянных барабанах большой массы. Разгрузка должна производиться кранами или другими грузоподъемными механизмами, исключающими падение барабана. Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства.
- Раскатка: Рекомендуется раскатка с применением кабельных роликов, установленных на трассе через каждые 2-3 метра. Допустима раскатка методом протяжки лебедкой с использованием специального чулка или захвата, не повреждающего оболочку. Категорически запрещено превышать минимальный радиус изгиба.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м для линий 20-35 кВ (согласно ПУЭ). На дне траншеи устраивается песчаная подушка толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода.
- Монтаж муфт и концевых заделок: Требует особой чистоты и технологической дисциплины. Работы проводятся при положительной температуре и низкой влажности воздуха. Все этапы (разделка кабеля, ступенчатая зачистка изоляции, монтаж соединителей, напрессовка, изоляция, заземление экрана) должны строго соответствовать инструкциям производителя муфт.
- Испытания после монтажа: Обязательным этапом является высоковольтное испытание повышенным напряжением 65 кВ промышленной частоты в течение 1 часа. Также измеряется сопротивление изоляции и проверяется целостность и правильность соединения экранов.
- Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C у маслонаполненных).
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом и постоянного мониторинга давления.
- Меньшая масса и большая строительная длина, что упрощает монтаж и снижает количество муфт.
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений, связанных с перетеканием масла.
- Более высокая стойкость к динамическим нагрузкам и вибрации.
- Экологическая безопасность (отсутствие масла).
- Чувствительность к частичным разрядам при дефектах монтажа (некачественная заделка концов, загрязнение изоляции).
- Более высокая требовательность к качеству монтажа соединительной арматуры.
- Относительно высокая стоимость самого кабеля, хотя общие затраты на сооружение линии часто ниже из-за простоты монтажа и обслуживания.
- Стальная лента: Применяется в большинстве случаев для механической защиты. Имеет более высокую прочность на разрыв.
- Медная лента: Применяется при прокладке в грунтах с активными блуждающими токами (например, вблизи трамвайных или железнодорожных путей на постоянном токе). Медь, в отличие от стали, не подвержена электрокоррозии в таких условиях. Также медная лента может использоваться в качестве дополнительного экрана в условиях сильных электромагнитных помех.
Область применения: Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей. Конструкция с усиленной защитой (Пу) и гидрофобным заполнителем (2г) позволяет применять его на трассах с повышенной влажностью, в грунтах с наличием блуждающих токов, без дополнительных защитных труб или коробов. Используется для ввода мощного электрооборудования (трансформаторы, двигатели), сооружения ответвлений от воздушных линий (СИП), строительства и реконструкции кабельных линий распределительных сетей 35 кВ.
Конструкция кабеля ПвПу2гж 35 кВ 630 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 630 мм² выполняется однопроволочной (монолитной) из медной проволоки (класс 1 по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила имеет форму сегмента или сектора, что обеспечивает компактность и оптимальное использование пространства в трехжильных кабелях, снижая общий диаметр и массу. Медь обеспечивает высокую проводимость, стойкость к электроэрозии и механическую прочность.
2. Внутренний экран (экран по жиле)
Поверх жилы методом экструзии наносится слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов на границе между металлом жилы и диэлектриком основной изоляции.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или химической сшивки. Толщина изоляции нормирована для напряжения 35 кВ. Сшитый полиэтилен сохраняет диэлектрические свойства при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания, обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.
4. Внешний экран (экран по изоляции)
Аналогично внутреннему, представляет собой слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Замыкает электрическое поле внутри изоляции, подготавливая его для заземляемого экрана.
5. Экран заземления
Выполнен в виде медной ленты или оплетки из медных проволок, наложенных поверх внешнего полупроводящего экрана. Предназначен для выравнивания потенциала, защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасного заземления. Для сечения 630 мм² экран имеет значительное сечение (не менее 25 мм²), чтобы выдерживать токи короткого замыкания.
6. Поясная изоляция и гидрофобный заполнитель (2г)
Поверх экрана заземления накладываются водоблокирующие ленты или нити, пропитанные гидрофобным гелем. При контакте с влагой этот материал набухает, герметизируя возможные повреждения оболочки и предотвращая продольное распространение воды вдоль кабеля.
7. Усиленная защитная оболочка (Пу)
Представляет собой гофрированную ленту из стабилизированной стали или меди, наложенную поверх поясной изоляции. Обеспечивает механическую защиту от продавливания, грызунов, а также защиту от электромагнитных воздействий. Для кабелей, прокладываемых в грунтах с блуждающими токами, применяется медь.
8. Внешняя оболочка
Наружный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей). Имеет характерный оранжевый цвет для высоковольтных кабелей.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2гж 35 кВ 1х630
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20,6 / 35 | ГОСТ 31996-2012 |
| Максимально допустимая температура жилы (длительный режим) | +90°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x Dкаб (где D – наружный диаметр кабеля) | Рекомендация производителя |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 1000 МОм·км | ГОСТ 31996-2012 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, продолжительность 1 час | 65 кВ | ПУЭ 7-е изд. |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) для прокладки в земле* | ~ 710-780 А | ПУЭ, табл. 1.3.16-23 (зависит от условий) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0283 Ом/км | ГОСТ 22483-2012 |
| Масса 1 км кабеля, приблизительно | 11000 — 13000 кг | Каталог производителя |
Таблица 2. Сравнение условий прокладки и допустимых токовых нагрузок (ориентировочно)
| Условия прокладки | Глубина, м | Температура среды | Допустимый длительный ток (Iдл), А | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| В земле (траншее), один кабель | 0,7 — 1,0 | Земли +15°C | 750 — 780 | Удельное тепловое сопротивление грунта 1,0 К·м/Вт |
| В земле (траншее), три кабеля в треугольнике | 0,7 — 1,0 | Земли +15°C | 640 — 670 | С учетом взаимного нагрева |
| В кабельном канале (лотке) | — | Воздуха +25°C | 690 — 710 | Свободная укладка на воздухе |
| В туннеле, на стене | — | Воздуха +35°C | 660 — 680 | Наличие общеобменной вентиляции |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвПу2гж 35 кВ 630 мм² требует специального оборудования и квалифицированного персонала ввиду его большой массы, жесткости и высокого напряжения.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажно-масляной изоляцией)
Преимущества кабеля ПвПу2гж:
Недостатки/особенности:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое отличие кабеля ПвПу2гж от АПвПу2г?
Первая буква маркировки указывает на материал жилы: «А» – алюминий, отсутствие буквы (или «медь» в начале) – медь. Таким образом, АПвПу2г – это кабель с алюминиевой жилой, а ПвПу2гж – с медной. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую токовую нагрузку и лучшую стойкость к механическим воздействиям, но значительно дороже и тяжелее.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвПу2гж 35 кВ в воде?
Конструкция с гидрофобным заполнителем (2г) и усиленной оболочкой (Пу) обеспечивает высокую стойкость к влаге и возможность прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод. Однако для постоянной прокладки непосредственно в водоемах (реках, морях) предназначены специальные кабели с броней из оцинкованных проволок (например, ПвПбШп) и дополнительной герметизацией. ПвПу2гж для такой прокладки не рекомендуется.
3. Как правильно выбрать сечение экрана заземления для данного кабеля?
Сечение экрана нормировано стандартами. Для кабелей на 35 кВ с сечением жилы 630 мм², как правило, применяется экран сечением не менее 25 мм² по меди. Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение установленного времени (обычно 1-3 секунды). Точное значение должно быть указано в технических условиях или каталоге производителя и проверено расчетом токов КЗ для конкретной проектируемой сети.
4. Каков срок службы кабеля ПвПу2гж 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, норм токовой нагрузки, отсутствии механических повреждений и правильном проведении высоковольтных испытаний в ходе эксплуатации.
5. Обязательно ли использовать концевые муфты с изоляцией, совместимой со сшитым полиэтиленом?
Да, это абсолютно необходимо. Для монтажа на концах кабеля применяются специальные концевые заделки (муфты) сухого типа или с заливкой компаундом, рассчитанные именно для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Их конструкция обеспечивает плавный градиент электрического поля и надежное соединение экранов. Использование муфт, предназначенных для кабелей с бумажной изоляцией, недопустимо.
6. Как определить необходимость применения кабеля с медной лентой (Пу) вместо стальной?
Выбор материала гофрированной ленты (сталь или медь) зависит от условий прокладки:
Решение принимается на основе данных изысканий трассы.
Заключение
Кабель ПвПу2гж 35 кВ 630 мм² является технологически зрелым и надежным решением для строительства магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленной защиты и гидроблокировки, делает его пригодным для сложных условий прокладки. Успешная эксплуатация на протяжении всего заявленного срока службы напрямую зависит от корректного выбора кабеля по условиям среды, строгого соблюдения технологий монтажа и проведения регламентных испытаний. При проектировании новых линий 35 кВ данный тип кабеля следует рассматривать как один из основных вариантов, обеспечивающих минимальные эксплуатационные расходы при высокой передаваемой мощности.