Кабель силовой ПвБВнг(А)-LS на напряжение 10 кВ: конструкция, характеристики и область применения
Кабель ПвБВнг(А)-LS 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения по ГОСТ 31565-2012 (и предшествующим нормам) является ключом к пониманию его свойств: П – изоляция из сшитого (вулканизированного) полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; В – наличие защитного покрова (подушки) под броней; нг(А) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая огневая нагрузка); LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение; 10 кВ – номинальное напряжение.
Конструкция кабеля ПвБВнг(А)-LS 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую безопасность и долговечность.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства кабеля, уменьшая его общий диаметр. Жилы бывают однопроволочными (для малых и средних сечений) и многопроволочными (для повышенной гибкости).
- Экран по жиле (полупроводящей слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей среднего напряжения.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам по сравнению с ПВХ или обычным полиэтиленом.
- Экран по изоляции: Состоит из двух обязательных элементов. Первый – полупроводящей слой, экструдированный непосредственно на изоляцию. Второй – медный экран. Он выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде продольно наложенной медной ленты (фольги) с дренажной проволокой. Основная функция – замыкание электрического поля внутри кабеля, защита от внешних электромагнитных помех и обеспечение пути для токов короткого замыкания.
- Разделительный слой (подброневой покров): Наносится поверх экрана в виде обмотки из полимерной пленки или крепированной бумаги. Защищает металлический экран и изоляцию от коррозии и механических повреждений со стороны брони.
- Броня: Выполняется из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке и эксплуатации.
- Защитный шланг (наружная оболочка): Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг-LS). Этот материал обеспечивает стойкость к агрессивным средам, влаге, ультрафиолету и, что самое важное, соответствует требованиям нераспространения горения (нг) и пониженного дымо- и газовыделения (LS).
- Радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 7.5 – для многожильных.
- Стойкость к агрессивным средам: Оболочка из ПВХнг-LS обеспечивает стойкость к воздействию масел, бензина, щелочей, кислот в умеренных концентрациях.
- Допустимая температура эксплуатации: От -50°C до +50°C.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- От АПвБВнг(А)-LS: Отличие в материале жилы – алюминий вместо меди. Алюминиевый кабель дешевле и легче, но имеет больший диаметр при том же сечении и меньшую стойкость к многочисленным изгибам.
- От ПвПнг(А)-LS: Кабель ПвП имеет броню из плоских оцинкованных проволок, что обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим нагрузкам, но меньшую гибкость и большую стоимость.
- От кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (СБ, ЦСБ): Кабель со СПЭ не имеет ограничений по перепаду высот, более легкий, допускает более высокую рабочую температуру и не требует сложных концевых муфт с маслоотделением.
- От кабелей без индексов «нг-LS» (например, ПвБВ): Обычный ПВХ пластикат при горении выделяет большое количество густого черного дыма и коррозионно-активных газов (хлороводород), что опасно для людей и оборудования. Исполнение «нг-LS» лишено этих недостатков.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31565-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ», а также ТУ 16.К71-335-2004 и другими ведомственными стандартами для кабелей на 6-10 кВ.
Электрические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/10 кВ (12 кВ) |
| Максимальная длительная рабочая t° жилы | +90°C |
| Допустимая t° жилы при КЗ (не более 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа | 2.5U0 в течение 15 мин (21,75 кВ) |
Пожаробезопасные характеристики (соответствие ГОСТ Р 53315-2009)
| Параметр | Категория / Значение |
|---|---|
| Распространение горения при групповой прокладке | Категория А (нг(А)) – не распространяет горение |
| Кислотность газовыделений (pH) | > 4,3 (пониженная коррозионная активность) |
| Минимальная температура дымовых газов | > 60% светопроницаемости (пониженное дымовыделение) |
| Количество дыма при горении и тлении | Показатель дымообразования не более 50% (исполнение LS) |
Механические и климатические характеристики
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвБВнг(А)-LS 10 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях, включая зоны с повышенной пожароопасностью. Бронирование делает его основным выбором для прокладки в земле без дополнительных защитных труб (если иное не требуется проектом). Исполнение «нг(А)-LS» разрешает его групповую прокладку в пучках, кабельных этажах и сооружениях, на электростанциях и подстанциях, в метрополитенах, многоэтажных зданиях – везде, где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности.
Важные особенности: При прокладке в земле необходимо использовать подсыпку и засыпку песком, защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. При протяжке в кабельных сооружениях необходимо использовать ролики и средства для снижения трения, чтобы не повредить оболочку. Обязательно требуется заземление медного экрана с двух сторон кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности.
Отличия от аналогов и выбор кабеля
ПвБВнг(А)-LS 10 кВ часто сравнивают с другими марками кабелей на среднее напряжение:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем обусловлена необходимость экранирования жилы и изоляции в кабелях на 10 кВ?
Экраны выравнивают электрическое поле, концентрируя его внутри изоляции между двумя проводящими слоями (экраном по жиле и экраном по изоляции). Это предотвращает возникновение частичных разрядов в пустотах на границе жила-изоляция и изоляция-оболочка, которые приводят к постепенному старению и пробою изоляции. Также внешний медный экран обеспечивает безопасность при касании, замывая потенциал на землю.
Можно ли прокладывать ПвБВнг(А)-LS 10 кВ в помещениях с массовым пребыванием людей?
Да, именно для этого и разработано исполнение с низким дымо- и газовыделением (LS). Оно соответствует строгим требованиям пожарной безопасности для таких объектов, как торговые центры, вокзалы, больницы, школы.
Как правильно выбрать сечение жилы данного кабеля?
Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (ПУЭ, гл. 1.3) с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества работающих кабелей в пучке. Дополнительно производится проверка на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токовых нагрузок из ПУЭ или каталогов производителей.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле, учитывая наличие брони?
Броня защищает от механических воздействий при засыпке грунтом, давления камней, атак грызунов. Однако для защиты от коррозии в агрессивных грунтах (с высоким содержанием солей, кислот, блуждающих токов) рекомендуется прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, а также применение кабелей с дополнительной защитой типа «2г» (герметизация оболочки). В стандартных неагрессивных грунтах прямой прокладки в траншее с песчаной подушкой и защитным покрытием из кирпича или плит достаточно.
В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена перед ПВХ для кабелей 10 кВ?
СПЭ имеет принципиально лучшие диэлектрические и термические характеристики: более высокая электрическая прочность, значительно меньшие диэлектрические потери, что снижает нагрев кабеля при нагрузке. Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для ПВХ позволяет пропускать больший ток по тому же сечению или увеличивает перегрузочную способность. СПЭ не течет при перегреве, сохраняя форму.
Обязательно ли заземлять экраны кабеля с двух сторон?
Да, это обязательное требование ПУЭ (п. 1.7.83, 2.3.97). Заземление экранов (бронелент, металлических оболочек) с обоих концов кабельной линии необходимо для обеспечения электробезопасности и отвода токов, наведенных в экране. При большой длине линии (обычно свыше 500-1000 м для 10 кВ) для снижения циркулирующих токов может применяться одностороннее заземление или установка защитных устройств, но такое решение требует специального расчета и обоснования в проекте.
Заключение
Кабель ПвБВнг(А)-LS 10 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, стальной ленточной брони и оболочки с улучшенными пожарными характеристиками, делает его универсальным для широкого спектра объектов: от промышленных предприятий и генерирующих станций до общественных зданий и инфраструктурных проектов. Правильный выбор сечения, соблюдение правил прокладки, монтажа и заземления гарантируют долговечную и бесперебойную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы.