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

Кабель силовой марки ПвВ на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 500 мм² представляет собой высоковольтное электротехническое изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение обусловлено требованиями к надежности, долговечности и высокой пропускной способности в магистральных сетях, на промышленных предприятиях и объектах генерации. Расшифровка маркировки: П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный), в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, В – обозначение, что кабель предназначен для работы в сетях с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через дугогасящий реактор (класс напряжения 6/10, 8,7/15, 26/35 кВ).

Конструкция кабеля ПвВ 35 кВ 500 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения электрической прочности и механической надежности на протяжении всего срока службы.

• Токопроводящая жила. Номинальное сечение 500 мм². Жила выполняется из медных проволок (материал – медь по ГОСТ 22483), может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной. Для сечения 500 мм², как правило, применяется многопроволочная круглая уплотненная жила, что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и укладки. Класс жилы – 2 (многопроволочная) по ГОСТ 22483.
• Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных электрических разрядов (коронных разрядов) на микронеровностях поверхности жилы.
• Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на напряжение 35 кВ строго регламентирована стандартами (например, ГОСТ 15150). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: стойкость к тепловой деформации, высокую допустимую температуру длительной нагрузки (до +90°C) и перегрузки (до +130°C).
• Экран по изоляции (полупроводящей экран). Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля и обеспечивающую его радиальную симметрию.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде наложения медных или медных луженых проволок, либо в виде медной ленты, спирально наложенной с перекрытием. Предназначена для выравнивания потенциала, обеспечения симметрии электрического поля и служит в качестве заземляющего проводника для токов утечки.
• Разделительный слой. Как правило, представляет собой поясную ленту из полимерного материала, наложенную поверх экрана. Защищает экран от механических повреждений и обеспечивает адгезию с внешней оболочкой.
• Внешняя оболочка. Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает внутренние элементы кабеля от механических воздействий, агрессивных сред (химических, атмосферных), ультрафиолетового излучения и выполняет функцию влагозащиты. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 15150 (для кабелей на напряжение 30 кВ) или техническими условиями конкретного производителя, разработанными в соответствии с международными стандартами (МЭК 60502-2).

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20/35 кВ (40,5 кВ)
Сечение основной жилы	500 мм²
Материал жилы	Медь
Количество жил	1 (одножильное исполнение для сетей 35 кВ является стандартным)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	ПВХ пластикат
Максимальная допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура жилы при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год, не более 8 часов подряд)
Максимальная температура жилы при коротком замыкании	+250°C (длительность не более 5 секунд)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил)
Строительная длина	Оговаривается с производителем, обычно не менее 200-250 м
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм*км

Электрические и нагрузочные характеристики

Ключевыми для проектирования сетей являются данные по допустимому длительному току нагрузки и потерям.

Допустимые длительные токи нагрузки для кабеля ПвВ 35 кВ 500 мм² (ориентировочные значения)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Примечания
В земле (в траншее), температура грунта +25°C, тепловое сопротивление 1,0 К*м/Вт	580 — 620	Зависит от конкретных условий: глубины заложения, количества кабелей в траншее, расстояния между ними.
В воздухе (на лотках, в кабельных эстакадах), температура воздуха +25°C	640 — 680	Зависит от способа укладки (одиночная, пучком), солнечной радиации, наличия перегородок.

Расчет потерь напряжения: Для кабеля 500 мм² удельное активное сопротивление жилы R’ при +90°C составляет примерно 0.0364 Ом/км. Удельное индуктивное сопротивление X’ зависит от взаимного расположения фазных кабелей и в среднем составляет 0.11-0.13 Ом/км для типовых схем прокладки. Падение напряжения рассчитывается по формуле: ΔU = √3 I L (R’ cosφ + X’

• sinφ), где I – ток нагрузки, L – длина линии, cosφ – коэффициент мощности.

Область применения и особенности монтажа

Кабель ПвВ 35 кВ 500 мм² применяется для создания питающих вводов и межсекционных связей на подстанциях 35/6(10) кВ, для подключения мощных электродвигателей (например, на насосных станциях, в горно-обогатительной промышленности), для прокладки магистральных линий в городских кабельных сетях, на территории крупных промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов и объектов возобновляемой энергетики (ветропарки, солнечные электростанции).

• Прокладка в земле (траншее). Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Необходимо строго соблюдать допустимые радиусы изгиба. При параллельной прокладке нескольких кабелей должны выдерживаться нормативные расстояния между ними для обеспечения теплоотвода.
• Прокладка в воздухе. Осуществляется по кабельным эстакадам, лоткам, в тоннелях. Кабель должен быть закреплен с помощью специальных хомутов, не вызывающих механических повреждений оболочки. Следует учитывать возможность теплового расширения кабеля.
• Монтаж концевых и соединительных муфт. Является критически важной операцией. Требует высокой квалификации персонала, строгого соблюдения технологических карт производителя муфт, чистоты на рабочем месте. Некачественный монтаж муфты сводит на нет все преимущества современной кабельной изоляции.

Сравнение с аналогами и выбор

Основным аналогом кабеля ПвВ является кабель марки ПвП (с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из полиэтилена). Кабель ПвП обладает повышенной стойкостью к влаге и агрессивным средам, часто используется для прокладки в воде или в условиях высокой коррозионной активности. ПВХ-оболочка кабеля ПвВ обладает лучшими противопожарными характеристиками (меньшей горючестью, низким дымовыделением при наличии соответствующих добавок), что делает его предпочтительным для прокладки в тоннелях, коллекторах и зданиях.

В сравнении с устаревшими кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, марки СКЛ), кабель ПвВ не требует сложных систем подпитки маслом, имеет меньший вес и радиус изгиба, допускает прокладку на трассах с большими перепадами по высоте. Его обслуживание значительно проще и дешевле.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля ПвВ от АПвВ?

Буква «А» в начале маркировки (АПвВ) обозначает, что токопроводящая жила выполнена из алюминия. Кабель с алюминиевой жилой дешевле и легче, но имеет больший диаметр при том же сечении и, что критично, большее электрическое сопротивление, что приводит к более высоким потерям энергии на нагрев. Медный кабель ПвВ при равном сечении имеет примерно на 30% большую пропускную способность по току.

Как правильно выбрать сечение 500 мм²? Не является ли оно избыточным?

Выбор сечения является результатом комплексного расчета по допустимому току нагрузки (нагреву) и потере напряжения. Сечение 500 мм² применяется для ответственных магистральных линий 35 кВ с передаваемой мощностью порядка 25-30 МВА (при cosφ=0.9). Оно позволяет минимизировать потери напряжения на протяженных линиях и обеспечивает резерв по нагрузке для будущего развития сети.

Каков реальный срок службы кабеля ПвВ 35 кВ?

Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и обслуживания составляет не менее 30-40 лет. Фактический срок определяется совокупностью факторов: стабильностью работы сети (отсутствие частых перегрузок и токов КЗ), качеством монтажа муфт, коррозионной активностью среды, механическими воздействиями.

Требуется ли для кабеля ПвВ 35 кВ дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, обязательна защита от механических повреждений. Согласно ПУЭ, кабели напряжением 35 кВ, прокладываемые в земле на глубине менее 1 метра (стандартная глубина 0.7-1.0 м), должны быть защищены от механических повреждений железобетонными плитами или плитами из другого материала. При пересечении с дорогами и в местах с повышенной нагрузкой кабель прокладывается в трубах или блоках.

Как контролировать состояние изоляции кабеля в процессе эксплуатации?

Основными методами эксплуатационного контроля являются:

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В.
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости жилы.
• Проведение испытаний повышенным выпрямленным напряжением постоянного тока (по нормам ПТЭЭП).
• Для современных систем мониторинга – использование распределенных датчиков температуры (DTS) и датчиков частичных разрядов.

Можно ли использовать кабель ПвВ для прокладки в воде?

Нет, оболочка из стандартного ПВХ пластиката не предназначена для длительной работы под гидростатическим давлением в воде. Для прокладки в водоемах, болотистой местности или в условиях постоянного присутствия воды следует применять кабели в полиэтиленовой оболочке (ПвП) со специальной герметизирующей оболочкой или бронепокровом, предотвращающим проникновение влаги.