Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), рассчитанный на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Он предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное напряжение до 20 кВ включительно. Аббревиатура в маркировке расшифровывается следующим образом: П – изоляция жилы из силанольносшитого полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Внг(В) – исполнение по нераспространению горения при групповой прокладке по категории В; LS – Low Smoke, пониженное дымо- и газовыделение.

Конструктивные элементы кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Использование меди обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных электрических напряжений на границе жила-изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность (не менее 20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическим нагрузкам. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
• Экран по изоляции: Состоит из двух совмещенных слоев. Внутренний слой – полупроводящий, аналогичный экрану по жиле. Наружный слой – выполнен из медных проволок или медной ленты, наложенной спирально. Этот слой служит для защиты от внешних электромагнитных влияний, является нулевым (заземляемым) проводником при однофазных коротких замыканиях на землю и обеспечивает безопасность персонала.
• Поясная изоляция: Лента, наложенная поверх экрана, служит для фиксации и защиты экрана.
• Оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с индексом «нг(В)-LS». Данный материал обеспечивает стойкость к распространению горения при групповой прокладке, а также пониженное дымо- и газовыделение при пожаре, что соответствует современным требованиям пожарной безопасности.

Ключевые технические и эксплуатационные характеристики

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ должен соответствовать требованиям технических условий ТУ 16.К71-304-2001 и другим сопутствующим стандартам. Его основные параметры систематизированы в таблицах ниже.

Таблица 1. Основные электрические и температурные параметры

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	24	—
Частота, Гц	50	—
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме работы
Максимальная температура при КЗ, °C	+250	Продолжительность до 5 с
Допустимая температура при перегрузке, °C	+130	—
Минимальная температура прокладки, °C	-15	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба	15 наружных диаметров	Для одножильных кабелей

Таблица 2. Пожаробезопасные характеристики (согласно ГОСТ 53315)

Характеристика	Категория / Значение	Описание
Распространение горения при групповой прокладке	Категория В	Испытание проводится в лотке с усложненной конфигурацией, моделирующей реальные условия. Кабель не распространяет горение.
Коррозийная активность продуктов дыма	pH ≥ 4,3; проводимость ≤ 10 мкСм/мм	Показатели, характеризующие пониженную коррозийную активность газов, выделяемых при тлении.
Дымообразование	Коэффициент светопропускания ≥ 50%	Пониженное дымообразование (индекс LS), что облегчает эвакуацию и работу пожарных.
Выделение токсичных газов	Индекс ПДК ≥ 0,75	Относительный показатель, указывающий на пониженное выделение токсичных продуктов горения.

Область применения и особенности прокладки

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Он применяется в сетях 6, 10 и 20 кВ. Благодаря свойствам оболочки «нг(В)-LS», его основная сфера применения – объекты с массовым пребыванием людей и современной инфраструктурой.

• Общественные, административные и жилые здания: Для питания главных распределительных щитов (ГРЩ), вводно-распределительных устройств (ВРУ), центров питания.
• Промышленные предприятия: Для питания мощного электропривода, распределения энергии по цехам.
• Транспортная инфраструктура: Метрополитен, вокзалы, аэропорты, тоннели.
• Коммерческие центры и объекты энергетики: ТЭЦ, распределительные подстанции в закрытых помещениях.

Особенности прокладки: Кабель предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (кабельных каналах, лотках, коробах, этажах), в производственных помещениях. Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (например, в асбоцементных или ПНД трубах). Запрещена прокладка в земле (траншеях) без защиты и на открытом воздухе под воздействием прямых солнечных лучей, так как ультрафиолетовое излучение разрушает ПВХ-пластикат оболочки. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения допустимой токовой нагрузки.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

На рынке кабельной продукции для среднего напряжения существуют альтернативные решения. Выбор зависит от условий эксплуатации и бюджета проекта.

• ПвПнг(В)-LS 20 кВ: Отличие в материале внешней оболочки – используется полимер, не содержащий галогенов (обычно полиолефин). Кабель обладает еще более высокими показателями пожарной безопасности: нулевая коррозийная активность дыма и крайне низкая токсичность продуктов горения. Применяется на особо ответственных объектах (метро, атомные станции, морские платформы).
• АПвВнг(В)-LS 20 кВ: Кабель с алюминиевой токопроводящей жилой. Основное преимущество – меньшая стоимость и вес. Недостатки: более низкая электропроводность, склонность к ползучести контактов, окисляемость. Требует большего внимания к качеству концевых и соединительных муфт.
• Кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (СБ, ЦСБ): Устаревшая технология. Требуют сложной технологии монтажа муфт, имеют ограничения по перепаду высот, менее надежны в эксплуатации из-за гигроскопичности изоляции. Их применение сегодня экономически и технически нецелесообразно в большинстве случаев.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ требует специальной подготовки персонала и использования профессионального инструмента. Ключевые этапы:

1. Раскатка и укладка: Избегать резких изгибов (радиус не менее 15D). Запрещено бросать барабаны, допускать механические повреждения оболочки и экрана.
2. Разделка конца кабеля: Точная послойная зачистка с использованием кабельного ножа, стрипперов. Критически важно не повредить полупроводящий экран и основную изоляцию.
3. Монтаж концевых муфт (КНС) или соединительных муфт (СС): Используются специализированные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на соответствующее напряжение. Процесс включает заземление экрана, установку изоляционных деталей, заполнение муфты изоляционным компаундом или термоусаживаемыми компонентами. Требуется абсолютная чистота на всех этапах.
4. Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и правильной работы релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля ПвВнг-LS от ПвВнг(В)-LS?

Индекс «(В)» в маркировке ПвВнг(В)-LS указывает на категорию исполнения по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ 53315. Категория «В» – наиболее жесткие условия испытаний (высокая тепловая мощность пламени). Кабель без указания категории или с категорией «А» может испытываться по упрощенной методике. Таким образом, ПвВнг(В)-LS гарантированно соответствует высшей категории пожаробезопасности для ПВХ-оболочек.

Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ на открытом воздухе?

Прокладка на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами не рекомендуется. Ультрафиолетовое излучение вызывает деструкцию поливинилхлорида оболочки, приводя к потере эластичности, растрескиванию и последующему разрушению. Для открытой наружной прокладки следует выбирать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, ПвПнг(В)-HF) или применять защитные кожухи/лотки с крышками.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля на 20 кВ?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: по длительно допустимому току нагрузки (нагрев) и по экономической плотности тока. Расчет ведется согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок), гл. 1.3. Учитываются способ прокладки, температура окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токовых нагрузок из ГОСТ 31996-2012 или технических условий на кабель.

Обязательно ли использовать концевые муфты при подключении к ячейке КРУ?

Да, обязательно. Концевая заделка (муфта) выполняет несколько функций: обеспечивает плавный контроль электрического поля на конце экрана, герметизирует торец кабеля от влаги, предоставляет надежный контакт для подключения к шинам или шпилькам аппаратуры. Подключение кабеля 20 кВ без специальной концевой муфты недопустимо и приведет к пробою изоляции и аварии.

Что означает аббревиатура «Пв» в маркировке?

«П» – изоляция токопроводящей жилы из силанольносшитого полиэтилена. «в» – внутренняя оболочка (в данной конструкции она отсутствует, буква является устаревшим элементом маркировки, оставшимся от исторических аналогов). Фактически, «Пв» указывает на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и ПВХ-оболочкой.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, указанных в технической документации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется реальными нагрузками, термическими циклами и отсутствием внешних повреждений.