Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 35 кВ 800 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель марки ПвПу2гж 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 800 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 обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с наличием блуждающих токов.

Расшифровка маркировки ПвПу2гж

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из плоских оцинкованных стальных проволок.
• 2г – обозначение гидроизоляционного слоя в виде алюмополимерной ленты поверх экрана и под броней («2» – герметизация, «г» – водоблокирующие элементы).
• ж – жила сегментной или секторной формы (в данном случае, как правило, секторная).
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
• 800 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПу2гж 35 кВ 800 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 800 мм² изготавливается из медных проволок (класс 2 по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила имеет секторную (сегментную) форму, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля, снизить расход материалов и облегчить монтаж. Жила может быть как однопроволочной (для жестких требований по радиусу изгиба), так и многопроволочной.

2. Внутренний экран (экранирование жилы)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических неровностей и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля, определяющий его вольтажную характеристику. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), отличные диэлектрические и механические свойства, стойкость к термоциклированию.

4. Внешний экран (экранирование изоляции)

Аналогично внутреннему, представляет собой слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Замыкает электрическое поле внутри изоляции, обеспечивая его равномерное радиальное распределение.

5. Медный экран (заземляющий)

Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается экран в виде медных проволок или комбинации медных проволок и медной ленты. Его назначения:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Выравнивание потенциала.
• Обеспечение безопасности персонала.

Для сечения 800 мм² экран должен иметь достаточное сечение для проведения токов КЗ.

6. Гидроизоляционный барьер («2г»)

Поверх медного экрана накладывается слой алюмополимерной ленты (АПЛ), герметизированной продольным швом. Этот слой служит барьером для радиальной диффузии влаги. Дополнительно, в конструкции могут применяться водоблокирующие нити или пасты («г»), которые при попадании влаги разбухают и локально блокируют ее продольное распространение по кабелю.

7. Броня («Пу»)

Защитный покров из оцинкованных стальных проволок прямоугольного (плоского) сечения, наложенных по винтовой спирали. Броня типа «Пу» обеспечивает:

• Высокую механическую защиту от сдавливания, ударов, грызунов.
• Повышенную стойкость к растягивающим усилиям, что важно при прокладке в натяг или на вертикальных участках.
• Защиту от блуждающих токов (благодаря оцинковке).

8. Наружная оболочка

Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (при прокладке на воздухе), механическим воздействиям. Имеет, как правило, черный цвет и содержит маркировку с данными о кабеле.

Основные технические и электрические параметры

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвПу2гж 35 кВ 800 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,7 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и форма жил	1 жила, секторная
Номинальное сечение жилы	800 мм²
Материал жилы	Медь
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 с)	+250°C
Допустимая температура перегрузки	+130°C (не более 100 ч/год)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при 20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	65 кВ (на готовом кабеле), 52 кВ (после монтажа)
Допустимый ток длительной нагрузки (Iдоп)*	~850-1050 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C	Не более 0,0221 Ом/км

• Точное значение I_доп определяется по расчетным таблицам ПУЭ 7 изд. или методикам ГОСТ Р МЭК 60287 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества кабелей в траншее и т.д.

Таблица 2. Примерные данные по массогабаритным характеристикам

Параметр	Примерное значение
Приблизительный наружный диаметр	85-95 мм
Приблизительная масса 1 км кабеля	8000-9500 кг

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПу2гж 35 кВ 800 мм² применяется для создания магистральных и распределительных линий электроснабжения в сетях напряжением 35 кВ. Благодаря усиленной конструкции он предназначен для прокладки:

• В земле (траншеях): Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, грызунов. Гидроизоляционный слой защищает от влаги и агрессивных грунтов (кислых, щелочных, с повышенным содержанием солей).
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: ПВХ-оболочка обеспечивает стойкость к воздействию микрофлоры и слабоагрессивных сред.
• По эстакадам и галереям: Броня и оболочка обеспечивают стойкость к атмосферным воздействиям, включая УФ-излучение.
• В условиях наличия блуждающих токов: Оцинкованная броня обладает повышенной коррозионной стойкостью.

Важно: Прокладка в воздухе на открытом солнце требует учета нагрева от солнечной радиации, что снижает допустимый ток нагрузки. Прокладка в воде (через водные преграды) требует дополнительных мер по герметизации концевых разделок.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества кабеля с изоляцией XLPE (ПвПу2гж):

• Высокая надежность и долгий срок службы (более 30 лет).
• Отсутствие риска утечки пропиточного состава, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
• Большая допустимая температура в длительном режиме и при КЗ.
• Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями того же напряжения и сечения.
• Простота монтажа и монтажа соединительных и концевых муфт.
• Возможность прокладки на трассах с большими перепадами уровней.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к дендритным образованиям (водным древовидным трещинам) при наличии дефектов и длительном воздействии влаги. Конструкция с барьером «2г» призвана нивелировать этот риск.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны устанавливаться и фиксироваться во избежание перекатывания. Хранение – под навесом, защищающим от прямых осадков и солнечного света.
• Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью кабельных укладчиков или лебедок с использованием тормозного устройства. Запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Сила тяжения жилы не должна превышать значений, указанных в ГОСТ или ТУ.
• Изгиб: Минимальный радиус изгиба – не менее 20 наружных диаметров кабеля при прокладке и 15 – после монтажа.
• Монтаж муфт: Требуется квалифицированный персонал, прошедший обучение. Необходимо строго соблюдать технологическую карту производителя муфт, обеспечивать чистоту, герметичность и качество заземления экранов.
• Заземление: Медные экраны и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для обеспечения защиты и прохождения токов КЗ.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается испытанию повышенным напряжением переменного тока 52 кВ частотой 50 Гц в течение 1 часа.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие кабеля ПвПу от АПвПу?

Основное отличие – в материале токопроводящей жилы. ПвПу – жила медная. АПвПу – жила алюминиевая. Соответственно, у медного кабеля меньшее электрическое сопротивление, большая допустимая токовая нагрузка и лучшая стойкость к механическим воздействиям на жилу (например, при многократных изгибах), но большая стоимость и масса. Алюминиевый кабель легче и дешевле.

2. Что означает индекс «2г» и можно ли его заменить на «2б»?

Индекс «2г» указывает на наличие герметизирующего (алюмополимерная лента) и водоблокирующего (гидрофобный заполнитель) слоев. «2б» означает только герметизацию алюмополимерной лентой без водоблокирующих элементов. Для прокладки в грунтах с высокой влажностью или в условиях возможного затопления каналов предпочтительнее и надежнее конструкция с индексом «2г», так как она обеспечивает защиту и от радиальной, и от продольной диффузии влаги.

3. Какой допустимый ток нагрузки для этого кабеля при прокладке в земле?

Точный расчет ведется по ПУЭ гл. 1.3 или стандарту ГОСТ Р МЭК 60287. Для ориентировки: при прокладке одного кабеля в траншее на глубине 0,7-1,0 м, в грунте с температурой +15°C и удельным тепловым сопротивлением 1,2 К·м/Вт, допустимый ток для ПвПу2гж 35 кВ 800 мм² может составлять примерно 950-1000 А. При прокладке нескольких кабелей в одной траншее с расстоянием между ними менее 300 мм, при повышенной температуре грунта или при прокладке в воздухе на солнце этот ток существенно снижается (на 10-30%). Необходим детальный теплотехнический расчет.

4. Можно ли использовать этот кабель для прокладки по дну водоема?

Конструкция ПвПу2гж с гидробарьером «2г» обладает высокой стойкостью к влаге, но не является специализированным подводным кабелем. Для постоянной прокладки в воде (под водой) рекомендуется применять кабели с свинцовой герметичной оболочкой (например, марки ПвП). Кабель ПвПу2гж может использоваться для пересечения небольших водных преград при условии надежной герметизации концевых разделок и муфт, а также защиты от механических повреждений (укладка в трубу, футляр).

5. Как правильно выбрать сечение экрана заземления для данного кабеля?

Сечение медного экрана (проволок) нормируется стандартами. Для кабеля 35 кВ сечением 800 мм² оно обычно составляет не менее 95-120 мм². Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение установленного времени (обычно 1-3 секунды). Точное значение должно быть проверено расчетом тока КЗ в конкретной точке установки. При монтаже необходимо обеспечить надежное электрическое соединение экранов всех фаз между собой и с землей с двух сторон линии.

6. Каков срок службы кабеля ПвПу2гж 35 кВ?

Номинальный расчетный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и зависит от режимов нагрузки, воздействия внешней среды и качества обслуживания (диагностики).

7. Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?

Да, монтаж термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на кабель 35 кВ требует:

• Наличия квалифицированных специалистов, прошедших обучение у производителя муфт.
• Использования чистого, защищенного от пыли и влаги помещения или палатки (для монтажа на улице).
• Специального инструмента: резаков для кабеля, шабера для зачистки экранов, газовых горелок для термоусадки (если муфта термоусаживаемая), динамометрических ключей для болтовых соединений.
• Строгого соблюдения геометрических размеров зачисток, указанных в технологической карте.

Заключение

Кабель ПвПу2гж 35 кВ 800 мм² является технически совершенным и надежным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленной брони и комплексной гидрозащиты, делает его пригодным для эксплуатации в наиболее сложных условиях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с требованиями нормативных документов и рекомендациями производителей гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта.