Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПу2гж 6 кВ 400 мм²: полный технический анализ

Кабель ПвПу2гж 6 кВ 400 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 6 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и характеристики регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более высокие напряжения, а также техническими условиями производителей. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его устройства: П – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Пу – усиленная защитная оболочка (броня из стальных оцинкованных плоских проволок); 2г – водоблокирующие элементы (гидрофобный заполнитель в токопроводящих жилах и/или под оболочкой); ж – жила медная, однопроволочная (секторная или круглая) для сечений от 185 мм². Номинальное напряжение – 6/10 кВ, сечение основной жилы – 400 мм².

Конструкция кабеля ПвПу2гж 6 кВ 400 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговременную и надежную работу в электрических сетях среднего напряжения.

• Токопроводящая жила: Медная, соответствует классу 1 (однопроволочная) для данного сечения. Имеет, как правило, секторную форму для компактности и оптимального заполнения внутреннего пространства кабеля. Номинальное сечение – 400 мм².
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится экструзией поверх токопроводящей жилы. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, устраняя локальные концентрации напряженности и микрополости, что предотвращает частичные разряды в изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина для напряжения 6/10 кВ составляет 3,4 мм. Сшивание (вулканизация) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу повышенные термические и механические свойства: стойкость к тепловой деформации до +90°C в длительном режиме и до +250°C в режиме короткого замыкания.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле формирует коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле строго внутри изоляции. Обеспечивает безопасность при касании.
• Поясная изоляция: Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенный поверх экрана по изоляции.
• Гидрофобный заполнитель (водоблокирующий элемент «2г»): Представляет собой специальный гель или порошок, нанесенный в межжильное пространство и/или под оболочку. При контакте с влагой многократно увеличивается в объеме, герметизируя потенциальные пути распространения воды вдоль кабеля.
• Броня: Выполнена из стальных оцинкованных плоских проволок (обозначение «Пу»), спирально наложенных поверх подушки. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и других внешних воздействий.
• Защитный шланг (наружная оболочка): Изготовлен из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции. Имеет, как правило, желтую окраску для кабелей на напряжение 6 кВ.

Основные технические и электрические характеристики

Эксплуатационные параметры кабеля определяются его конструкцией и материалами. Ниже приведены ключевые характеристики для ПвПу2гж 6 кВ 400 мм².

Таблица 1. Основные электрические параметры

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	6/10 (12)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое
Частота, Гц	50	Стандартная промышленная частота
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме работы
Макс. температура жилы при КЗ (до 5 с), °C	+250	Кратковременный режим
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0471	Согласно ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.11 – 0.13	Зависит от способа прокладки
Емкостное сопротивление, мкФ/км	~0.3 – 0.4	Зависит от конструкции
Допустимый длительный ток нагрузки, А	~520 – 600	Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе, температуре)

Таблица 2. Механические и климатические параметры

Параметр	Значение / Исполнение
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Диапазон рабочих температур прокладки	От -50°C до +50°C
Минимальная температура монтажа без прогрева	-15°C
Стойкость к распространению горения	Категория П1.8.2.5.2 по ГОСТ 31565 (не распространяющие горение при одиночной прокладке)
Стойкость оболочки к УФ-излучению	Есть (при использовании УФ-стабилизированного ПВХ)

Области применения и способы прокладки

Кабель ПвПу2гж 6 кВ 400 мм² предназначен для передачи электроэнергии в сетях среднего класса напряжения 6-10 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6 кВ от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
• Питание мощных электроприемников: насосных и компрессорных станций, вентиляторных установок, крупных электродвигателей на промышленных предприятиях (нефтегаз, горнодобывающая отрасль, металлургия).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) на территории предприятий.
• Укладка в землю (траншеи) при наличии блуждающих токов, механических нагрузок или риска повреждения грызунами.

Способы прокладки: Бронированная конструкция и гидрозащита позволяют применять кабель для прокладки в земле (траншеях) с обязательной песчаной подсыпкой и защитой кирпичом или плитами, а также в кабельных сооружениях. Прокладка по воздуху (по фасадам, на тросах) возможна, но требует учета УФ-стойкости оболочки и механических нагрузок. Запрещена прокладка в взрывоопасных зонах без дополнительных мер, так как кабель не имеет исполнения «нг(А)-LS» с пониженным дымовыделением.

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

• Преимущества:
  • Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
  • Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепадам высот и необходимости сложных маслонаполнительных устройств.
  • Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией.
  • Высокая стойкость к коротким замыканиям.
  • Наличие гидрозащиты (2г): Повышает надежность при прокладке в грунтах с высокой влажностью или в затопляемых коллекторах.
  • Механическая прочность: Броня из плоских проволок обеспечивает отличную защиту.
• Недостатки и ограничения:
  • Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение или с изоляцией из ПВХ.
  • Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Некачественный монтаж соединений является основной причиной отказов.
  • Большой вес и жесткость: Сечение 400 мм² с броней делает кабель тяжелым и трудногибким, что усложняет монтаж на сложных трассах.
  • Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвПу2гж 6 кВ требует специальной подготовки и инструмента. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Производится с помощью лебедок или роликов, не допуская механических повреждений оболочки и нарушения минимального радиуса изгиба (15D).
2. Подготовка к разделке: Требуется точный замер и аккуратная циклическая подрезка оболочек специальным ножом.
3. Монтаж соединительных и концевых муфт: Используются только муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6-10 кВ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (термоусаживаемых или холодноусаживаемых), заземление экранов и брони.
4. Заземление: Медные экраны (проволочные или ленточные) и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
5. Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ) и измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвПу2гж от ПвБбШп?

Основные отличия заключаются в конструкции брони и наличии гидрозащиты. У ПвПу2гж броня из плоских стальных проволок (Пу) и есть гидрофобный заполнитель (2г). У ПвБбШп броня из двух стальных оцинкованных лент (Б) и наружная оболочка в виде шланга из полиэтилена (Шп), гидрозащита может отсутствовать. Кабель ПвПу2гж часто считается более стойким к механическим растягивающим нагрузкам.

Какой допустимый ток нагрузки для этого кабеля в земле?

Для кабеля ПвПу2гж 6 кВ 400 мм², проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0,7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт и расстоянии между кабелями в траншее не менее 250 мм, допустимый длительный ток составляет приблизительно 520-540 А. Точное значение необходимо определять по расчетным таблицам ПУЭ Глава 1.3 или по данным конкретного производителя, учитывая все поправочные коэффициенты (на температуру грунта, количество работающих кабелей в траншее и т.д.).

Нужно ли заземлять экраны кабеля на 6 кВ?

Да, обязательно. Медные экраны (проволочные или в виде ленты) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала (снимает напряжение с экрана), создает путь для тока утечки и, что критически важно, обеспечивает правильную работу устройств релейной защиты (дифференциальной, направленной защиты от замыканий на землю), так как токи нулевой последовательности проходят по экрану.

Можно ли использовать этот кабель для прокладки в воде?

Нет, кабель ПвПу2гж не предназначен для постоянной прокладки под водой. Несмотря на наличие гидрофобного заполнителя и брони, его конструкция не является герметизированной для работы под постоянным гидростатическим давлением. Для прокладки в водных преградах существуют специальные кабели в свинцовой или полимерной герметичной оболочке.

Как маркируются жилы кабеля?

Жилы трехжильного кабеля на 6 кВ маркируются цифрами 1, 2, 3 или наносятся метки в виде продольных рельефных полос на внешней полупроводящей экране. Цветовая маркировка изоляции жил (красный, желтый, синий) для кабелей на напряжение выше 1 кВ стандартом не предусмотрена, идентификация осуществляется по цифрам или меткам.

Что означает обозначение «6/10 кВ»?

Это номинальное напряжение кабеля. Первое значение (6 кВ) – это фазное напряжение (U₀) – напряжение между жилой и землей/экраном. Второе значение (10 кВ) – это междуфазное линейное напряжение (U). Таким образом, кабель рассчитан для работы в сети с линейным напряжением 10 кВ, где фазное напряжение составляет 6 кВ (10 / √3 ≈ 6). Кабель также может эксплуатироваться в сетях 6 кВ.