Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПуг 35 кВ 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель марки ПвПуг 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 400 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его основное применение – прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в том числе в условиях повышенной влажности и агрессивных грунтов, что обусловлено его конструктивными особенностями.

Расшифровка маркировки кабеля ПвПуг 35 кВ 400 мм²

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Пв – по ГОСТ 15150, обозначает изоляцию из вулканизированного полиэтилена).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• П – наличие наружного покрова (защитного шланга) из полиэтилена или поливинилхлорида.
• уг – модификация конструкции для углубленной прокладки в земле. Кабель имеет усиленную броневую защиту.
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля ПвПуг 35 кВ 400 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 400 мм² выполняется, как правило, из медной проволоки (по ГОСТ 22483), обладает высокой электропроводностью и стойкостью к электрохимической коррозии. Для данного сечения жила чаще всего имеет секторную или сегментную форму для компактности и снижения общего диаметра кабеля. Жила может быть как однопроволочной (для жестких условий монтажа), так и многопроволочной (для улучшения гибкости).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной изоляционный слой. Сшитый полиэтилен, полученный методом химической или радиационной сшивки, обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность (около 20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), стойкость к влаге и агрессивным средам, низкие диэлектрические потери. Толщина изоляции строго нормирована стандартами.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Внешний экструдированный полупроводящий слой. Вместе с внутренним экраном он создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. Обычно выполняется в виде легко удаляемого слоя для удобства монтажа концевых и соединительных муфт.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящей или медной ленты, наложенную поверх экрана по изоляции. Обеспечивает равномерность электрического поля при трехфазной работе и механическую защиту экрана.

6. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или в виде медной ленты, наложенной спирально. Его основное назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления. Для сечения 400 мм² сечение медных проволок экрана также нормируется.

7. Разделительный слой

Изготавливается из полимерной пленки или крепированной бумаги. Предотвращает повреждение экрана элементами брони.

8. Броня

Для марки «уг» (углубленная прокладка) применяется броня из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Ленты защищают кабель от механических повреждений при прокладке в грунте, от растягивающих нагрузок и от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.

9. Наружная оболочка из ПВХ пластиката

Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции и защиты от влаги, агрессивных сред (кислот, щелочей, солей). Имеет характерный цвет (чаще черный) и содержит УФ-стабилизаторы при необходимости хранения на открытом воздухе.

10. Наружный покров (защитный шланг)

Дополнительный слой из полиэтилена (обозначается «П» в маркировке) или ПВХ, накладываемый поверх брони или вместо нее в некоторых модификациях. Для ПвПуг это, как правило, слой поверх брони, обеспечивающий дополнительную защиту и снижающий трение при протяжке в блоках или трубах.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры кабеля ПвПуг 35 кВ 1х400 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	20,6 / 35
Число и сечение жил, мм²	1 x 400
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура при перегрузке, °C	+130
Максимальная температура при КЗ (до 5 с), °C	+250
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева), °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 1000
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/продолжительность	65 кВ / 10 мин.
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*, А	~ 600 — 750 (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км	Не более 0,0471 (для медной жилы)
Масса 1 км кабеля, кг	Приблизительно 8000 — 10000 (требует уточнения у производителя)

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, глубины заложения, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПуг 35 кВ 400 мм² предназначен для:

• Прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций (лотков, труб). Благодаря усиленной броне и защитному шлангу он устойчив к механическим нагрузкам, давлению грунта и случайным повреждениям при раскопках.
• Прокладки в коллекторах, туннелях и кабельных каналах.
• Прокладки в условиях повышенной влажности и в грунтах с высокой коррозионной активностью (болотистая местность, солончаки, грунты с блуждающими токами).
• Использования в качестве вводов на территории промышленных предприятий, для подключения мощного оборудования, для сооружения распределительных сетей 35 кВ от подстанций к центрам питания городов и крупных объектов.

Важно: Прокладка по воздуху (на эстакадах, по фасадам) для кабеля с броней из стальных лент без дополнительной защиты от атмосферных воздействий не рекомендуется из-за риска коррозии брони. Для воздушных линий применяются кабели с броней из гофрированной алюминиевой или стальной ленты, защищенной полимерной оболочкой (например, ПвПу2г).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СП, СГ)

Таблица 2. Сравнение кабеля ПвПуг и кабеля с бумажно-масляной изоляцией

Критерий	Кабель ПвПуг (XLPE)	Кабель с БМИ (СП, СГ)
Допустимая температура	Выше (+90°C против +70°C), выше пропускная способность	Ниже, требует учета уровня масла
Монтаж	Проще, допускает большие перепады по высоте трассы, нет ограничений по уровню масла	Сложнее, строгие ограничения по разности уровней, риск утечки масла
Обслуживание	Практически не требует, негорюч	Требует контроля давления масла, пожароопасен
Экологичность	Высокая, нет масла	Низкая, риск загрязнения грунта маслом
Стоимость	Сопоставима или ниже с учетом стоимости монтажа и обслуживания	Выше затраты на жизненный цикл
Ремонт	Соединение и оконцевание требуют высокой квалификации, но технология отработана	Сложный ремонт муфт, требующий заливки масла

Монтаж и эксплуатационные особенности

Монтаж кабеля ПвПуг 35 кВ 400 мм² должен производиться в соответствии с СО 153-34.20.504-2003 «Типовая инструкция по прокладке и монтажу силовых кабелей…», ПУЭ 7 изд., и инструкциями заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Подготовка трассы: Глубина траншеи – не менее 0,7-1,0 м до верха кабеля. Дно траншеи должно быть очищено от камней и строительного мусора, отсыпано песчаной подушкой толщиной 10-15 см.
• Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью кабелеукладчика или вручную (с применением роликов). Необходимо строго контролировать, чтобы не был превышен минимальный радиус изгиба.
• Засыпка: После укладки кабель засыпают слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной 15-20 см, затем укладывают сигнальную ленту и производят полную засыпку траншеи.
• Монтаж муфт: Установка соединительных и концевых муфт является критически важной операцией. Требует специально обученного персонала, чистоты на рабочем месте и точного соблюдения геометрических размеров зачистки изоляции и экранов. Некачественный монтаж муфты – основная причина отказов кабельных линий 35 кВ.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током) величиной 85 кВ в течение 15 минут. Это выявляет возможные повреждения изоляции, полученные при транспортировке или монтаже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвПуг от кабеля ПвПу?

Буква «г» в маркировке ПвПуг указывает на то, что кабель предназначен для углубленной прокладки в земле. Конструктивно это обычно выражается в применении более толстых стальных лент брони, большей толщине наружной оболочки или использовании дополнительного защитного шланга (покрова). Кабель ПвПу (без «г») может иметь облегченную броню или не иметь покрова, и его применение для прокладки непосредственно в земле, особенно в сложных грунтах, может быть ограничено.

Какое сечение медного экрана (заземляющих проволок) у кабеля 400 мм² на 35 кВ?

Сечение экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ 18410). Для кабеля на 35 кВ с основной жилой 400 мм² сечение медных проволок экрана обычно составляет 50 мм² или 70 мм². Точное значение необходимо уточнять в технических условиях или каталоге производителя, так как оно влияет на стойкость к токам короткого замыкания.

Можно ли использовать кабель ПвПуг для прокладки в воде?

Нет, стандартная конструкция кабеля ПвПуг не предназначена для длительной прокладки непосредственно в воде (реках, озерах, морях). Для подводной прокладки применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой герметичной оболочкой, предотвращающей проникновение воды под броню и далее в изоляцию (например, марки ПвПшв или ПвПг).

Как рассчитать фактическую пропускную способность (I_доп) для конкретных условий?

Расчет ведется согласно главы 1.3 ПУЭ. Необходимо учитывать: температуру грунта (норма +15°C, но может быть +25°C в южных регионах), удельное тепловое сопротивление грунта (норма 1,2 К·м/Вт, но может быть 2,0-3,0 для сухих песчаных грунтов), глубину заложения, количество кабелей в траншее и расстояние между ними. Для каждого фактора существует поправочный коэффициент. Умножив табличное значение I_доп для стандартных условий на все соответствующие коэффициенты, получают реально допустимый ток.

Что лучше для сети 35 кВ: три одножильных кабеля (1х400) или один трехжильный?

Выбор зависит от условий прокладки и экономических соображений. Три одножильных кабеля (1х400) обеспечивают большую гибкость при проектировании трассы, лучший теплоотвод, упрощают монтаж муфт на больших сечениях. Однако они требуют большей ширины траншеи и создают большие потери в оболочке/броне из-за возникновения вихревых токов, что требует специального способа укладки (вразбежку или треугольником с перевязкой). Трехжильный кабель (3х400) компактнее, потери в оболочке сведены к минимуму, но он значительно тяжелее и сложнее в монтаже, особенно при установке соединительных муфт. Для сечения 400 мм² на 35 кВ чаще применяется схема с тремя одножильными кабелями.

Какой срок службы у кабеля ПвПуг 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, правильном монтаже, отсутствии перегрузок и внешних механических повреждений. Критическим фактором является качество и регулярность высоковольтных испытаний, позволяющих выявить развивающиеся дефекты изоляции на ранней стадии.