Кабель ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 240 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 240 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям пожарной безопасности, надежности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации в энергетических системах.

Расшифровка маркировки кабеля ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 240 мм²

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилен, подвергнутый поперечной сшивке).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• КВ – обозначение, указывающее на контрольный кабель с виниловой изоляцией, но в контексте силовых кабелей 35 кВ часто трактуется как кабель с медными жилами и изоляцией из сшитого полиэтилена. Более точное соответствие – ГОСТ 16442-80, где «К» – контрольный, но в современных обозначениях для 35 кВ это устоявшаяся аббревиатура для кабелей с изоляцией из СПЭ.
• нг(А) – исполнение с пониженной пожарной опасностью, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории «А». Это наивысшая категория по нераспространению горения, означающая, что при испытании горение не распространяется на длину более 1.5 метра, а суммарная тепловая энергия сгоревших образцов минимальна.
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение. При возгорании и тлении оболочка и изоляция выделяют минимальное количество дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов.
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 000 Вольт.
• 240 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Кабель имеет сложную многослойную конструкцию, каждый элемент которой выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки высокой чистоты (электролитическая медь, степень чистоты не менее 99.9%). Для сечения 240 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной (скрученной из множества проволок). Многопроволочная жила обладает повышенной гибкостью, что облегчает монтаж на сложных трассах. Жила соответствует 1-му или 2-му классу по ГОСТ 22483.

2. Экранирование жилы

Поверх жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроразрядов, которые могут разрушить основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных связей между молекулами) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к растрескиванию. Толщина изоляции строго нормирована и для 35 кВ составляет несколько миллиметров.

4. Экранирование изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящий слой (электропроводящая лента или экструдированный слой), непосредственно контактирующий с изоляцией. Выравнивает микронеровности на поверхности изоляции.
• Медный экран в виде оплетки из медных проволок или повивной ленты. Является заземляющим элементом, предназначенным для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении. Для сечения 240 мм² экран, как правило, имеет сечение не менее 25 мм².

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электроизоляционной пленки или ленты, которая скрепляет экранированные жилы трехжильного кабеля в единый сердечник.

6. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между сердечником и оболочкой заполняется негорючим материалом (например, мелованной резиной) для придания кабелю круглой формы и дополнительной механической стабильности. Может присутствовать разделительный слой из ПВХ-ленты.

7. Оболочка

Внешняя защитная оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг-LS). Этот материал обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред, а также отвечает за огнестойкие характеристики «нг(А)-LS»: нераспространение горения и низкое дымогазовыделение.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 1х240/25

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1×240 мм² (возможны исполнения 3×240 мм²)
Материал жилы	Медь, класс 1 или 2
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	ПВХ пластикат пониженной пожарной опасности (ПВХнг-LS)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Макс. температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа	-15°C
Минимальный радиус изгиба	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)
Испытательное напряжение переменным током	65 кВ (50 Гц) в течение 10 мин.
Сопротивление изоляции	Не менее 1000 МОм·км

Таблица 2. Электрические параметры жилы сечением 240 мм²

Параметр	Значение
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0754 Ом/км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~ 450-500 А (зависит от условий прокладки)
Индуктивное сопротивление	~ 0,1 Ом/км
Емкость на фазу	~ 0,2 мкФ/км

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ гл. 1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха и количества работающих кабелей в одной траншее или на одном лотке.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвКВнг(А)-LS 35 кВ 240 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 35 кВ: Подземные и наземные (в лотках, коробах, по эстакадам) линии для питания мощных потребителей – подстанций, промышленных предприятий, крупных жилых комплексов.
• Вводы и выводы с электрооборудования: Соединение силовых трансформаторов, ячеек КРУ, генераторов.
• Промышленные предприятия: Питание энергоемкого оборудования (дуговые печи, прокатные станы, мощные компрессоры).
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (категории «нг-LS»).
• Кабельные линии в зданиях и тоннелях: Благодаря характеристикам «нг(А)-LS» разрешена групповая прокладка в кабельных сооружениях, коллекторах, шахтах без дополнительных противопожарных барьеров на значительных участках.

Условия эксплуатации:

• Прокладка: в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, по эстакадам, в помещениях. Прокладка в земле требует дополнительной защиты (броней), которую данный кабель не имеет. Для таких целей используют модификации с броней, например, ПвПуг-LS или ПвБШвнг-LS.
• Температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
• Кабель рассчитан на монтаж при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева.

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

Преимущества кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE):

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции изоляционной пропитки, стойкость к термическим и механическим нагрузкам.
• Безопасность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания, что особенно важно в тоннелях и зданиях.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая длина поставки (бухты), отсутствие ограничений по перепаду уровней на трассе.
• Высокие пожарные характеристики: Исполнение «нг(А)-LS» обеспечивает безопасность людей и оборудования при пожаре.
• Высокая допустимая температура: +90°C в длительном режиме против +70°C для маслонаполненных кабелей, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа экранов и концевых муфт.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями низкого напряжения.
• Отсутствие брони в базовом исполнении ПвКВнг-LS, что требует осторожности при прокладке в земле без защитных труб или коробов.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля 35 кВ требует высокой квалификации персонала и соблюдения технологий.

• Радиус изгиба: Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
• Раскрой и разделка: Производится с помощью специального инструмента. Необходима аккуратная ступенчатая разделка концов для установки концевых или соединительных муфт.
• Монтаж муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важно обеспечить герметичность соединения, качественный электрический контакт экранов и отсутствие острых кромок, которые могут привести к локальным перенапряжениям.
• Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы релейной защиты. В длинных линиях применяют поперечное заземление экранов или установку устройств для ограничения циркулирующих токов.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано 3U0) или очень низкой частоты (VLF), а также измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ПвКВнг-LS от ПвПнг-LS?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. ПвКВнг-LS имеет оболочку из ПВХ пластиката. ПвПнг-LS имеет внешнюю оболочку из полиэтилена (обозначение «П»). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам и солнечному излучению (УФ), что делает кабель ПвПнг-LS предпочтительным для прокладки на открытом воздухе по эстакадам. ПВХ-оболочка несколько более гибкая и лучше отвечает требованиям по нераспространению горения в специфических составах.

Можно ли прокладывать кабель ПвКВнг(А)-LS 35 кВ в земле без защиты?

Прямая прокладка в земле (траншее) кабеля без броневой защиты (как ПвКВнг-LS) не рекомендуется и часто запрещена проектами. Для прокладки в земле необходимо использовать кабели с броней, например, ПвБШвнг-LS (броня из стальных оцинкованных лент) или ПвПуг-LS (броня из круглых стальных оцинкованных проволок). Альтернатива – прокладка в асбоцементных, ПНД или металлических трубах, либо в двустенных гофрированных трубах, что обеспечивает механическую защиту.

Какое сечение экрана у кабеля 240 мм² и зачем его заземлять?

Сечение медного экрана для кабеля 35 кВ 240 мм² нормируется и обычно составляет 25 мм² или 35 мм². Заземление экранов с обоих концов (и в промежуточных муфтах) необходимо для:

• Обеспечения безопасности персонала при повреждении изоляции (отвод тока на землю).
• Создания пути для токов утечки и емкостных токов.
• Правильной работы устройств релейной защиты, реагирующих на замыкания на землю.

В длинных линиях может потребоваться применение специальных схем заземления (например, с поперечными соединениями) для снижения потерь в экранах.

Что означает категория «А» в обозначении «нг(А)»?

Категория «А» – наивысшая по критерию нераспространения горения при групповой прокладке. Испытания проводятся по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Кабель, соответствующий категории «А», при горении в пучке с другими кабелями (со специфической удельной тепловой нагрузкой) не должен распространять пламя на длину более 1.5 метра от источника огня. Это позволяет прокладывать его в пучках практически без ограничений по количеству, что критически важно для кабельных эстакад и тоннелей энергообъектов.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвКВнг(А)-LS 35 кВ при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и технического обслуживания составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет, так как сшитый полиэтилен стареет значительно медленнее бумажно-масляной изоляции. Ключевыми факторами, влияющими на долговечность, являются: отсутствие перегрузок по току, стабильность напряжения, качество монтажа муфт и отсутствие механических повреждений.

Каковы основные критерии выбора между кабелями 35 кВ с СПЭ и СБ?

Выбор между кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) и с бумажно-пропитанной изоляцией (СБ) основывается на анализе проекта:

• Трасса прокладки: Для участков с большими перепадами высот, в зданиях, на эстакадах – однозначно СПЭ (нет риска стекания масла).
• Пожарная безопасность: Для объектов с массовым пребыванием людей, в тоннелях метро – СПЭ в исполнении «нг-LS».
• Токовая нагрузка: При необходимости максимальной пропускной способности – СПЭ (допустимая температура +90°C).
• Исторические решения и стоимость: На некоторых объектах может сохраняться парк СБ-кабелей, и для ремонта участков проще использовать аналогичную технологию. СБ-кабели могут иметь несколько меньшую капитальную стоимость, но более высокие эксплуатационные расходы.

В современных новых проектах доминирующим выбором являются кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.