Кабель ПвПуг 35 кВ 500 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвПуг 35 кВ 500 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвПуг с номинальным напряжением 35 кВ и сечением токопроводящей жилы 500 мм² представляет собой высокотехнологичное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение частотой 50 Гц. Данный кабель относится к классу кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), что обеспечивает ему ряд ключевых преимуществ перед традиционными бумажно-масляными аналогами. Расшифровка маркировки: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – броня из плоских стальных оцинкованных проволок, г – герметизированный (водоблокирующие ленты или заполнители).

Конструкция кабеля ПвПуг 35 кВ 500 мм²

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

• Токопроводящая жила: Номинальное сечение 500 мм². Выполняется из медных проволок (как правило, круглой формы), скрученных в уплотненную конструкцию. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к повторным изгибам. Для сечений 500 мм² жила часто секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Изготовлен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 35 кВ регламентирована стандартами (например, ГОСТ 31996-2012 или МЭК 60502-2) и составляет, как правило, 10.5 мм. Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенную термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), устойчивость к деформациям и трекингу.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, в котором изоляция является диэлектриком.
• Поясная изоляция: Накладывается поверх экрана по изоляции. Выполняется из электропроводящих бумажных или полимерных лент. Обеспечивает концентричность и механическую защиту.
• Экран (заземляющий): Медные проволоки малого сечения, наложенные спирально, или медная лента, наложенная продольно с перекрытием. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при касании. Является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• Броня: Выполнена из плоских стальных оцинкованных проволок (обозначение «Пу»). Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов и грызунов. Оцинковка предотвращает коррозию.
• Заполнители и подушка под броню: Битумированные или полимерные ленты, а также нити, заполняющие пространство под броней для придания кабелю круглой формы и дополнительной защиты.
• Наружная оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Имеет толщину, достаточную для защиты брони от коррозии. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска и производителя. Цвет, как правило, черный.
• Герметизация («г» в маркировке): Осуществляется с применением водоблокирующих лент или гидрофобных заполнителей в межжильном пространстве и/или под оболочкой. Предотвращает продольное распространение влаги в случае повреждения наружных покровов.

Основные технические и электрические параметры

Параметры кабеля ПвПуг 35 кВ 500 мм² определяются межгосударственными стандартами (ГОСТ 31996-2012) и техническими условиями производителей.

Таблица 1. Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	35/40,5 кВ
Количество и сечение жил	1 x 500 мм²
Материал жилы	Медь (кат. 1 или 2 по ГОСТ 22483)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
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 после прокладки (продолжительность 1 час)	65 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) *	~600-750 А (зависит от условий прокладки)

• Ток нагрузки является справочным параметром и требует точного расчета согласно ПУЭ 7 изд., гл.1.3, с учетом способа прокладки, температуры грунта или воздуха, количества кабелей в траншее и т.д.

Таблица 2. Примерные данные по массе и диаметру

Параметр	Примерное значение
Приблизительный наружный диаметр	80-90 мм
Приблизительная масса 1 км кабеля	8000-9500 кг
Максимальная допустимая тяговое усилие при прокладке	Определяется производителем, обычно не более 50-70 кН

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвПуг 35 кВ 500 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:

• Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым подстанциям крупных промышленных предприятий (металлургия, машиностроение, химические комбинаты).
• Выходные и соединительные линии в распределительных сетях энергосистем.
• Питание мощных электроприемников: двигателей, печей, преобразовательных установок.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где требуется высокая механическая прочность и защита от внешних воздействий.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая участки с риском механических повреждений (благодаря броне).

Способы прокладки: Допускается прокладка в земле (траншеях), в кабельных каналах, блоках, тоннелях, по эстакадам и галереям. Запрещена прокладка по воздуху (по опорам) без учета дополнительных мер по креплению и защите от солнечного излучения, так как ПВХ оболочка не является светостабилизированной. При прокладке в земле обязательно использование сигнальной ленты и песчаной подушки/засыпки.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвПуг 35 кВ 500 мм² перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СКл):

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции масла и риска осушения изоляции.
• Более высокая допустимая температура жилы: +90°C против +70-80°C, что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении.
• Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку, прокладку и монтаж муфт.
• Простота монтажа и обслуживания: Не требуется контроль уровня масла и специальные маслоприемные устройства. Допускается прокладка на вертикальных и наклонных участках без ограничений.
• Высокая стойкость к коротким замыканиям.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы и водоемов.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует высокого качества изготовления и монтажа муфт для исключения воздушных включений.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
• Необходимость применения специального инструмента и обученного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Должна производиться с применением кабельных роликов, не допуская волочения по грунту, резких изгибов и скручивания. Использование лебедок допустимо при контроле усилия.
• Монтаж муфт: Обязательно использование комплектных муфт (концевых, соединительных, стопорных), предназначенных specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 35 кВ. Критически важна чистота, соблюдение геометрии и технологии обдирки полупроводящих экранов.
• Заземление: Медные экраны (броня) кабеля на обоих концах должны быть надежно заземлены. При большой длине линии рекомендуется выполнение кросс-соединения экранов и их заземление в промежуточных точках для снижения потерь и перенапряжений.
• Испытания после прокладки: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуемое значение согласно ПТЭЭП и СО 153-34.20.507-2003: 85 кВ, выдержка 10 мин.) или переменного напряжения 50 Гц (65 кВ, 1 час). Обязательно измерение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции.
• Мониторинг: В процессе эксплуатации рекомендуется мониторинг температуры кабеля с помощью распределенных систем (DTS) или локальных датчиков, особенно на перегруженных участках и в местах пересечений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля ПвПуг от кабеля ПвБШп?

Основное отличие в типе брони. У кабеля ПвПуг броня выполнена из плоских стальных проволок (Пу), что обеспечивает повышенную устойчивость к растягивающим нагрузкам. У кабеля ПвБШп броня представляет собой две стальные оцинкованные ленты (Б), наложенные с перекрытием. Броня из лент лучше защищает от механических повреждений (ударов, сдавливания), но менее устойчива к растяжению. Выбор зависит от условий прокладки.

Можно ли прокладывать кабель ПвПуг 35 кВ 500 мм² в одном лотке с кабелями на 0,4 кВ?

Прямых запретов в ПУЭ нет, однако это крайне не рекомендуется. Совместная прокладка силовых кабелей разных напряжений (выше и до 1 кВ) допускается при условии выполнения требований п. 2.3.86 ПУЭ 7 изд.: кабели до 1 кВ должны быть отделены от кабелей выше 1 кВ несгораемой перегородкой либо расположены выше них. На практике для кабелей 35 кВ следует предусматривать отдельные лотки, короба или эстакады для исключения риска повреждения, влияния электромагнитных полей и упрощения обслуживания.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвПуг 35 кВ, заявленный производителями и регламентированный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок службы), качества монтажа муфт и отсутствия внешних повреждений.

Требуется ли для монтажа муфт на такой кабель специальное оборудование?

Да, обязательно. Для качественного монтажа муфт на кабели 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена требуется: терморегулируемая газовая горелка или индукционный нагреватель для усадки компонентов, специализированный инструмент для ступенчатой обдирки изоляции и полупроводящих экранов (нож для продольных разрезов, калиброванные кольцевые ножи), динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений, вакуумный насос для заполнения муфт компаундом (если этого требует конструкция муфты). Работы должны выполняться обученным и аттестованным персоналом.

Как правильно выбрать сечение 500 мм²? Достаточно ли его для передачи мощности, например, 40 МВА?

Выбор сечения является результатом технико-экономического расчета. Для ориентировочной оценки трехфазной мощности (S) при напряжении 35 кВ можно использовать формулу: S = √3 U I. При допустимом токе для кабеля 500 мм², проложенного в земле (около 650 А), передаваемая мощность составит √3 35 650 ≈ 39.4 МВА. Однако это значение при идеальных условиях. Для передачи 40 МВА потребуется ток около 660 А, что может быть на пределе для некоторых условий прокладки. Необходим детальный расчет с учетом всех поправочных коэффициентов (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество кабелей в траншее, близость других источников тепла). В ряде случаев для такой мощности может потребоваться сечение 630 мм² или прокладка двух параллельных линий меньшего сечения.

Нужно ли использовать токоограничивающие муфты на линии с таким кабелем?

Использование токоограничивающих (стопорных) муфт или муфт с изолирующим разрывом экрана рекомендуется на длинных кабельных линиях (обычно более 1-2 км) для ограничения величины токов, наводимых в металлических оболочках (экранах) при коротких замыканиях, а также для снижения потерь в нормальном режиме. Решение об их установке, количестве и местах расположения принимается на этапе проектирования на основе расчета режимов работы линии.