Кабель марки ПвПуг 1х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, одножильный, с медной токопроводящей жилой, в поливинилхлоридной оболочке, предназначенный для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Данный кабель является ключевым элементом в современных кабельных линиях среднего и высокого напряжения, используемых для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках.
Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
Таким образом, полное название описывает одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке и полиэтиленовом шланге, упрощенной конструкции для прокладки в земле.
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
Изготавливается из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859). Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства и снижения общего диаметра. Жила может быть как однопроволочной (монолитной) для определенного диапазона сечений, так и многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда) – главного дестабилизирующего фактора для полимерной изоляции.
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) радиационным или пероксидным способом придает материалу выдающиеся свойства: высокую термостойкость (длительно допустимая температура +90°C), стойкость к деформациям и растрескиванию, низкие диэлектрические потери. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения.
Аналогичный внутреннему, слой полупроводящего материала, нанесенный поверх основной изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри изоляционного цилиндра. Обычно выполняется в виде экструдированной оболочки.
Располагается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх изоляции, или в виде медной ленты, наложенной продольно или по спирали. В одножильных кабелях этот экран выполняет две критически важные функции:
Изготавливается из полимерной пленки или нетканого материала. Предназначен для предотвращения непосредственного контакта медного экрана с внешней оболочкой, а также для облегчения разделки кабеля при монтаже концевой муфты.
Внешняя защитная оболочка из ПВХ пластиката. Обеспечивает механическую защиту внутренних слоев от повреждений, а также защиту от проникновения влаги. Имеет характерный цвет (чаще черный) и наносится методом экструзии. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года изготовления и производителя.
Внешний слой из полиэтилена низкого давления (ПНД). Обозначается в маркировке как «П». Его основное назначение – защита ПВХ оболочки от механических повреждений при укладке в траншею, от воздействия агрессивных почв, грызунов, а также от растягивающих нагрузок. Полиэтиленовый шланг обладает высокой стойкостью к истиранию и химической инертностью.
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 35 кВ (20,6/35/40,5 кВ) | ГОСТ 31996-2012 |
| Система измерения напряжения | U0 – напряжение между жилой и землей (20,6 кВ), U – междуфазное (35 кВ), Um – максимальное (40,5 кВ) | — |
| Частота переменного тока | 50 Гц | — |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ (в течение 10 мин. для кабелей после монтажа) | ПУЭ, гл. 1.8 |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Допустимая температура жилы при перегрузке | +130°C (не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы) | ГОСТ 31996-2012 |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +250°C (максимальная длительность до 5 с) | ГОСТ 31996-2012 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | — |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля | ГОСТ 31996-2012 |
Кабель ПвПуг 1х жильный 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Основной и предпочтительный способ прокладки – в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, без наличия блуждающих токов, в слабо- и среднерастяжимых грунтах. Благодаря наличию полиэтиленового шланга, кабель не требует дополнительной защиты кирпичом или бетонными плитами при правильной подготовке траншеи (засыпка песком, укладка сигнальной ленты). Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, а также по эстакадам и галереям, при условии защиты от прямых солнечных лучей.
Основным аналогом кабеля ПвПуг является кабель в свинцовой оболочке (АСБл, СБл) или кабель с алюминиевой жилой (АПвПуг). Ключевые преимущества ПвПуг:
Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчета допустимого длительного тока нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих параллельных кабелей в траншее и удельного теплового сопротивления грунта. Расчет ведется согласно ПУЭ (Глава 1.3) и методическим указаниям. Для ориентировки можно использовать табличные данные из ГОСТ 31996-2012 или каталогов производителей.
При монтаже одножильных кабелей на напряжение 35 кВ критически важно правильное заземление медных экранов. Для предотвращения циркуляции токов в экранах (при параллельной прокладке нескольких кабелей в одной траншее) применяют одноточечное или двухточечное заземление с установкой устройств защиты от перенапряжений (ОПН) на неподключенном конце. Схема заземления должна быть указана в проекте.
При прокладке в земле необходимо соблюдать минимально допустимые расстояния между параллельными кабелями (не менее 100 мм для 35 кВ) для обеспечения теплоотвода. Траншея должна быть подготовлена: удалены камни, насыпана песчаная подушка. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком, укладывается сигнальная лента, затем траншея закапывается полностью.
Обязательным этапом ввода в эксплуатацию является высоковольтное испытание повышенным напряжением выпрямленного тока или сверхнизкой частоты (СНЧ), а также измерение сопротивления изоляции.
Маркировка «уг» (упрощенная для грунта) в кабеле ПвПуг указывает на наличие внешнего полиэтиленового шланга поверх ПВХ оболочки, что обеспечивает повышенную механическую защиту при прокладке непосредственно в земле. Кабель ПвП (без «уг») имеет только ПВХ оболочку и предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, по эстакадам), где нет прямого контакта с грунтом и острыми камнями.
Экран в одножильном кабеле служит для замыкания электрического поля и пропускания наведенного тока. При неправильном заземлении (например, если заземлить только с одной стороны) на незаземленном конце может возникнуть опасное для жизни напряжение в несколько киловольт. При заземлении с двух сторон в экране циркулируют значительные токи, вызывающие перегрев и потери. Рекомендуемая схема – заземление с двух сторон через устройства защиты (ОПН) или применение перекрестного соединения экранов на участках при параллельной прокладке нескольких кабелей для взаимной компенсации магнитных полей.
Для предварительной оценки можно использовать формулу: I = P / (√3 U cosφ). При cosφ = 0.9, I = 20 000 000 / (1.73 35000 0.9) ≈ 367 А. По таблицам допустимых токов для прокладки в земле (при стандартных условиях: температура грунта +15°С, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт) кабель с медной жилой сечением 240 мм² имеет допустимый ток около 400-420 А. Однако окончательный расчет должен учитывать реальные условия прокладки (температуру грунта, наличие других кабелей, тепловое сопротивление грунта), что может потребовать увеличения сечения до 300 или 400 мм². Обязательно выполняется расчет потерь напряжения.
Нет, кабель ПвПуг не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, моря). Его конструкция (ПВХ оболочка + полиэтиленовый шланг) обеспечивает стойкость к почвенной влаге и кратковременному погружению, но не является герметичной для длительной работы под гидростатическим давлением. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой и усиленной бронезащитой.
Согласно ГОСТ 31996-2012 и ТУ 3520-001-86330495-2014, кабели на напряжение 35 кВ должны иметь оболочку черного цвета. На поверхность оболочки методом тиснения или печати наносится маркировка с названием производителя, годом изготовления, маркой кабеля, сечением и длиной. Цветовая маркировка фаз для одножильных кабелей не применяется, так как фазы монтируются раздельными кабелями.
Номинальный срок службы кабеля ПвПуг при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, указанных в технической документации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от режимов работы (наличие перегрузок, коротких замыканий), коррозионной активности среды, механических воздействий и качества проведенных монтажных работ, особенно соединений и концевых заделок.