Кабель силовой ПвВнг(А) 35 кВ 120 мм²: полный технический анализ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВнг(А) 35 кВ 120 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают высочайшим требованиям по надежности, пожарной безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации.
Расшифровка маркировки и область применения
Маркировка ПвВнг(А)-35 кВ 120 мм² расшифровывается следующим образом:
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Внг(А) – исполнение по пожарной безопасности: В – распространение горения, нг – нераспространяющий горение, (А) – высшая категория по испытаниям в пучке (кабель не распространяет горение при групповой прокладке).
- 35 кВ – номинальное напряжение.
- 120 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
- 1. Токопроводящая жила: Сечением 120 мм², выполняется из медной проволоки (как правило, круглой, по ГОСТ или ТУ). Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и стойкость к повторным изгибам. Жила может быть однопроволочной (для жестких условий прокладки) или многопроволочной (для улучшения гибкости).
- 2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх жилы методом экструзии. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизацию.
- 3. Изоляция: Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина строго нормирована (обычно около 9.0 мм для 35 кВ). Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенные температурные характеристики (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C).
- 4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрическое концентрическое электрическое поле внутри изоляции.
- 5. Поясная изоляция: Слой из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты, наложенный поверх экрана.
- 6. Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной продольной или гофрированной обмоткой, либо в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, использование в качестве нулевой жилы в аварийных режимах (ток однофазного КЗ).
- 7. Оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнг). Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред. Благодаря составу «нг(А)» обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке.
- Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C.
- Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
- Допустимая температура жилы: длительно +90°C, в режиме перегрузки +130°C, в режиме КЗ (+250°C, время срабатывания защиты не более 4 сек).
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с сечением жилы до 150 мм²).
- Стойкость к распространению горения: Категория А (по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22). При групповой прокладке горение не распространяется.
- Стойкость оболочки к УФ-излучению: Да (при наличии в маркировке «HF» или указании в ТУ).
- Прокладка: Допускается прокладка в кабельных сооружениях, производственных помещениях, тоннелях, на эстакадах. Прокладка в земле (траншее) требует дополнительной защиты (броней), для чего существует модификация кабеля – ПвБбШвнг(А). ПвВнг(А) не имеет брони, поэтому при прокладке в земле необходимо использовать защитные трубы (ПНД, асбестоцементные, металлические) или лотки.
- Затяжка кабеля: Производится с использованием специальных чулок, вращек, роликов. Необходимо контролировать усилие натяжения, не превышая допустимых механических напряжений в жиле и изоляции (обычно не более 15-20 Н/мм² для меди).
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка экранов, ступенчатая обработка изоляции, обеспечение герметичности соединения. Используются муфты холодной или горячей усадки, рассчитанные на 35 кВ.
- Заземление: Металлические экраны всех трех фаз должны быть надежно заземлены с двух концов кабельной линии (для линий длиной более нескольких сотен метров требуется перекрестное заземление или применение устройств для ограничения циркулирующих токов). Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
- Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (по нормам ПТЭЭП). Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 156 кВ в течение 10 минут.
Основные сферы применения: Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), на производственных предприятиях, в распределительных сетях городской инфраструктуры, для ввода электроэнергии на подстанции и промышленные объекты. Кабель предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.
Конструкция кабеля ПвВнг(А) 35 кВ 120 мм²
Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические характеристики (при температуре +20°C)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току, не более | 0.153 Ом/км | ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин. | 65 кВ | Для готового кабеля |
| Испытательное постоянное напряжение | 156 кВ | Альтернатива испытанию переменным |
| Емкость на фазу | ~0.25 мкФ/км | Типовое значение |
| Индуктивное сопротивление | ~0.15 Ом/км | Типовое значение |
Токовые нагрузки (справочные, для прокладки в земле, траншее, при температуре земли +25°C, глубине 0.7 м)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Ток при перегрузке, А | Ток КЗ (1 сек), кА |
|---|---|---|---|
| Одножильный кабель в трубе | ~260 | ~310 | ~12.5 кА (для сечения 120 мм²) |
| Три кабеля в одной траншее (расстояние 100 мм) | ~220 | ~265 | |
| Прокладка в воздухе | ~275 | ~330 |
Примечание: Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд. гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, групповую прокладку, теплопроводность грунта).
Механические и климатические характеристики
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвВнг(А) 35 кВ требует соблюдения строгих правил.
Сравнение с аналогами и выбор
Кабель ПвВнг(А) является основным конкурентом кабелю с бумажно-масляной изоляцией (марки СЦ, АСБ и др.) и кабелю с изоляцией из этиленпропиленовой резины (ЭПР).
| Параметр / Тип кабеля | ПвВнг(А) (XLPE) | СЦл (Бумажно-масляная изоляция) | ПвПнг(А) (ЭПР изоляция) |
|---|---|---|---|
| Допустимая температура жилы | +90°C | +80°C | +90°C |
| Чувствительность к влаге | Низкая (зависит от оболочки) | Высокая (требует герметизации) | Низкая |
| Монтаж при низких температурах | Ограничен (-15°C) | Сильно ограничен | Ограничен |
| Требования к трассе (уклоны) | Любые | Ограничены из-за стекания масла | Любые |
| Экологичность | Высокая | Низкая (риск утечки масла) | Высокая |
| Стоимость | Средняя | Высокая | Выше средней |
Критерии выбора ПвВнг(А): Современные проекты, требующие высокой надежности, простоты монтажа, экологической безопасности. Идеален для протяженных линий со сложным рельефом, для групповой прокладки в общих кабельных сооружениях благодаря исполнению «нг(А)».
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвВнг(А) от ПвВнг?
Индекс «(А)» указывает на высшую категорию по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3. Кабель с индексом (А) испытывается в самом жестком режиме (горение не распространяется при прокладке пучком с удельной тепловой нагрузкой 40 кВт/м). Маркировка без (А) может означать категорию В, С или D (менее строгие испытания). Для ответственных объектов и групповой прокладки обязателен кабель категории «А».
Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(А) 35 кВ в земле без защиты?
Не рекомендуется. Отсутствие брони (стальных лент или проволок) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, грызунам. Для прокладки непосредственно в земле следует выбирать бронированные модификации: ПвБбШвнг(А) (с броней из стальных лент) или ПвКШвнг(А) (с броней из круглой стальной проволоки). ПвВнг(А) допускается прокладывать в земле только в защитных трубах или блоках.
Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На какой ток оно рассчитано?
Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета токовой нагрузки с учетом условий прокладки и окружающей среды по ПУЭ гл. 1.3. Указанные в статье токи (~220-275А) являются справочными. Точный расчет должен учитывать: температуру земли/воздуха, количество кабелей в траншее, расстояние между ними, теплопроводность грунта, резервирование. Для 35 кВ также важен расчет по экономической плотности тока. Окончательное сечение утверждается проектом.
Требуется ли дополнительная защита от коррозии для металлического экрана?
Медный экран сам по себе обладает высокой коррозионной стойкостью. Однако при прокладке в агрессивных средах (химические производства, солончаки, сточные воды) рекомендуется применять кабели с герметизированной оболочкой (например, с алюмополимерной лентой под оболочкой) или предусматривать прокладку в трубах с защитой от проникновения агрессивных веществ.
Каков срок службы кабеля ПвВнг(А) 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации сшитого полиэтилена с 70-х годов XX века. Ключевыми факторами, снижающими срок службы, являются: постоянные перегрузки, термические воздействия от внешних источников, повреждения оболочки, некачественный монтаж муфт.
Как отличить качественный кабель при приемке?
Необходимо требовать полный пакет сопроводительной документации: сертификат соответствия, паспорт качества, протоколы испытаний (включая испытание на распространение горения категории А и высоковольтные испытания). Визуально: маркировка на оболочке должна быть четкой, непрерывной, содержать все данные (марка, ГОСТ/ТУ, сечение, напряжение, дата изготовления, длина). Конструкция должна быть круглой, без вмятин, вздутий. На срезе жила – медная, блестящая, изоляция и оболочка – без расслоений и посторонних включений.
Заключение
Кабель ПвВнг(А) 35 кВ 120 мм² является технологичным, надежным и безопасным решением для построения магистральных и распределительных сетей среднего напряжения. Его преимущества — высокая допустимая температура, стойкость к внешним воздействиям, нераспространение горения при групповой прокладке и отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом — делают его предпочтительным выбором для современных энергетических объектов. Корректный подбор, профессиональный монтаж и соблюдение правил эксплуатации гарантируют многолетнюю бесперебойную работу кабельной линии.