Кабель ПвВнг(А) 1-х жильный 35 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(А)-1 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВнг(А)-1 на напряжение 35 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Данный тип кабеля сочетает в себе высокие электрические характеристики, надежность и соответствие строгим требованиям пожарной безопасности, что делает его ключевым элементом в проектировании и модернизации энергетической инфраструктуры.

Расшифровка маркировки ПвВнг(А)-1 35 кВ

Маркировка кабеля содержит полную информацию о его конструкции и свойствах согласно ГОСТ и ТУ:

• П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен, подвергнутый процессу сшивки для повышения термостойкости и механической прочности).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(А) – исполнение по пожарной безопасности: В – распространение горения, нг – нераспространяющий горение, (А) – высшая категория по нераспространению горения при групповой прокладке (по ГОСТ 53315-2009 или ГОСТ 31996-2012). Кабель не распространяет горение при прокладке в пучках (категория А предполагает наибольшую пожарную нагрузку).
• 1 – однопроволочная (монолитная) жила. Обозначает, что токопроводящая жила выполнена из одной проволоки (класс 1 по ГОСТ 22483).
• 35 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель. Соответствует классу напряжения 35 кВ.

Конструкция кабеля ПвВнг(А)-1 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:

• Токопроводящая жила. Выполняется из медной проволоки (материал – медь, марка ММ или МФ). Класс жилы – 1 (однопроволочная), что обеспечивает жесткость и удобство монтажа в условиях, не требующих частых изгибов. Сечение жилы стандартизировано, для 35 кВ типовыми являются сечения от 50 до 800 мм² и более.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и ионизацию.
• Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Это основной диэлектрический слой, рассчитанный на длительную работу под напряжением 35 кВ. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15125). Сшитый полиэтилен сохраняет свои свойства в широком температурном диапазоне (длительная рабочая температура до +90°C).
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле внутри изоляции.

Поясная изоляция. Выполняется из полупроводящих или медных лент. Обеспечивает равномерный контакт с металлическим экраном.

• Металлический экран. Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально или продольно, или в виде повива медных проволок. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание тока на землю в случае пробоя изоляции (функция нулевого провода в сетях с эффективно заземленной нейтралью), обеспечение симметрии электрического поля.
• Заполнитель. Пространство под оболочкой заполняется ПВХ-поясами или жгутами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Оболочка. Наружный защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката пониженной пожарной опасности. Материал оболочки обеспечивает стойкость к распространению горения, агрессивным средам, механическим воздействиям, ультрафиолету и влаге. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические характеристики

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 кВ (40,5 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 65 кВ (в течение 10 минут для кабелей после монтажа).
• Испытательное постоянное напряжение: 105 кВ (в течение 15 минут для приемо-сдаточных испытаний на заводе).
• Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15-20 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с монолитной жилой).

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические параметры для отдельных сечений (ориентировочно)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе), А*
50	45-50	3500-4000	0.387	215
95	55-60	5000-5500	0.193	330
150	60-65	6500-7000	0.124	420
240	70-75	9000-9500	0.0754	545
400	85-90	13000-14000	0.0471	730

• Точные значения токовых нагрузок зависят от конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, количество кабелей в пучке, температура окружающей среды) и должны определяться по актуальным ПУЭ и расчетным методикам.

Пожарная безопасность

Кабель соответствует высшей категории «А» по нераспространению горения при групповой прокладке. Дополнительно может обладать следующими свойствами (в зависимости от исполнения):

• НГ – не распространяющий горение при групповой прокладке.
• LS – Low Smoke, пониженное дымо- и газовыделение.
• HF – Halogen Free, безгалогенный (в данном случае ПвВнг не является безгалогенным, так как оболочка из ПВХ содержит галогены; для объектов с повышенными требованиями используется кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из полимеров, не содержащих галогены, например, ПвПнг(А)).

Область применения кабеля ПвВнг(А)-1 35 кВ

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 35 кВ: подключение подстанций, распределение мощности между узлами.
• Питание мощных промышленных потребителей: заводы, горнодобывающие предприятия, нефтехимические комплексы.
• Кабельные линии в городской инфраструктуре: вклад в системы энергоснабжения мегаполисов.
• Объекты генерации: вывод мощности от генераторов, соединения внутри электростанций.
• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, кабельных каналах, этажных шахтах, по эстакадам и в галереях. Благодаря индексу «нг(А)» разрешена плотная групповая прокладка.
• Прокладка в помещениях и закрытых установках. Не рекомендуется для прокладки непосредственно в земле (траншеях) без дополнительной защиты (кабельных каналов, труб), так как ПВХ оболочка не обладает высокой стойкостью к истиранию и давлению грунта, а также может быть подвержена воздействию грызунов. Для прокладки в земле обычно используют кабели с бронепокровом (например, ПвБбШп).

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
• Подготовка к прокладке: Необходимо проверить целостность оболочки и изоляции. При температуре ниже -15°C требуется предварительный прогрев кабеля в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов прогрева.
• Прокладка: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба. При групповой прокладке расстояния между кабелями должны соответствовать проекту и ПУЭ для обеспечения теплоотвода.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка, ступенчатая разделка изоляции, монтаж экранов и заземление металлического экрана с обеих сторон. Для кабелей 35 кВ заземление экрана является обязательным и выполняется по специальной схеме (обычно в поперечном сечении).
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 105 кВ) для проверки целостности изоляции после монтажных работ.

Сравнение с аналогами и выбор

Кабель ПвВнг(А)-1 является одним из представителей семейства кабелей 35 кВ. Его выбор обусловлен конкретными условиями проекта:

• ПвВнг(А)-1 vs ПвПнг(А)-1: Кабель ПвПнг имеет внешнюю оболочку из полиэтилена, что повышает его стойкость к влаге и некоторым химическим воздействиям, но полиэтилен горюч. Поэтому кабель ПвПнг также имеет специальные противопожарные покрытия или прокладки для исполнения «нг».
• ПвВнг(А)-1 vs АПвВнг(А)-1: Кабель с алюминиевой жилой (А). Более легкий и дешевый, но требует большего сечения для той же пропускной способности и имеет худшие механические свойства (ползучесть) в контактных соединениях.
• ПвВнг(А)-1 vs ПвБбШп-1: Кабель ПвБбШп имеет броню из стальных оцинкованных лент (Бб) и защитный шланг из полиэтилена (Шп). Предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных каналов, так как броня защищает от механических повреждений.
• Одножильный vs Трехжильный: Одножильный кабель (1) проще в производстве и имеет меньший наружный диаметр на одну фазу, но при прокладке трех фаз необходимо учитывать явление наведения токов в металлических экранах и правильно их заземлять. Трехжильный кабель (3) компактнее при групповой прокладке, но тяжелее и имеет более сложную конструкцию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE) от бумажно-пропитанной (МНС)?

Сшитый полиэтилен – это термореактивный полимер с трехмерной молекулярной сеткой. Он обладает значительно более высокой допустимой рабочей температурой (+90°C против +70°C у бумажно-пропитанной), не требует сложных систем подпитки маслом, имеет меньший вес и диаметр, допускает прокладку на большие перепады высот. Кабели с XLPE практически вытеснили МНС в новых проектах на напряжение до 220 кВ.

Почему для кабеля 35 кВ так важны экраны, и как их правильно заземлять?

Экраны (полупроводящие и металлический) выравнивают электрическое поле в изоляции, концентрируя его внутри слоя диэлектрика. Металлический экран также обеспечивает путь для тока короткого замыкания и защищает от внешних помех. Заземление экрана с двух сторон кабельной линии обязательно для обеспечения его функции как нулевого провода и для безопасности. Однако при большой длине линии одностороннее заземление или применение поперечных заземлителей может использоваться для снижения потерь на циркулирующие токи.

Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(А) в земле (траншее)?

Прямая прокладка в земле не рекомендуется производителем. ПВХ оболочка не предназначена для постоянного контакта с грунтом, давлением, истиранием и может быть повреждена грызунами. Для прокладки в земле следует выбирать кабели с бронепокровом (например, ПвБбШп, ПвПг). Допускается прокладка ПвВнг в земле только при условии защиты его пластиковыми или асбоцементными трубами, либо в кабельных каналах.

Что означает категория «(А)» в маркировке?

Это категория по нераспространению горения при групповой прокладке согласно ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория «А» – высшая, означает, что кабель испытывается при наибольшей пожарной нагрузке (соответствует объему горючего материала 7 л на 1 м кабеля). Кабель, успешно прошедший испытания по категории А, гарантированно не распространяет горение в самых плотных пучках, что критически важно для электроустановок АЭС, метрополитенов, небоскребов.

Как определить необходимое сечение жилы кабеля 35 кВ для конкретного объекта?

Сечение выбирается по совокупности условий:
1. По длительно допустимому току нагрузки (с учетом поправочных коэффициентов на способ прокладки, температуру окружающей среды, количество кабелей в пучке).
2. По экономической плотности тока (для определения оптимального сечения с учетом капитальных затрат и потерь электроэнергии).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что кабель выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения).
4. По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ).
Окончательный расчет должен выполняться квалифицированными проектировщиками с использованием актуальных нормативных документов (ПУЭ 7 изд., СП, методических указаний).

Каков срок службы кабеля ПвВнг(А)-1 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режимов работы (температурные перегрузки, цикличность), отсутствия повреждений, качества монтажа соединений и условий окружающей среды.