Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной, технологичной и надежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией, обладая рядом существенных преимуществ, ключевыми из которых являются высокая допустимая рабочая температура, низкие диэлектрические потери и повышенная стойкость к внешним воздействиям.
Расшифровка маркировки ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм²
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- Внг(В) – исполнение по пожарной безопасности: В – распространение горения при групповой прокладке по категории В (наиболее строгие требования), нг – не распространяющий горение при одиночной прокладке.
- LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
- 95 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
- Класс 1 (однопроволочная) – для стационарной прокладки без частых изгибов.
- Класс 2 (многопроволочная) – для прокладки с необходимостью умеренной гибкости.
- Защита от электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Служение в качестве токопроводящей жилы при коротком замыкании на землю.
- Категория исполнения по нераспространению горения: В (самая высокая) при групповой прокладке.
- Класс пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012: П1б.8.2.2.2.
- Индекс кислородный (предел кислородный, LOI): не менее 30%.
- Коррозионная активность продуктов дымообразования: pH не менее 4,0; проводимость не более 10 мкСм/мм.
- Дымообразование: коэффициент светопропускания при тлении не менее 50%, при горении не менее 20%.
- Распределительные сети 35 кВ: Питание главных понизительных подстанций промышленных предприятий, крупных жилых районов, объектов инфраструктуры.
- Вводы и выводы с открытых распределительных устройств (ОРУ) 35 кВ.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (низкое дымообразование).
- Прокладка в производственных помещениях и на электростанциях.
- Прокладка в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, кирпичом, сигнальной лентой). Для агрессивных грунтов или условий с высоким риском повреждения рекомендуется применять бронированные модификации (ПвБбШвнг-LS).
- Более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C).
- Меньшие диэлектрические потери, выше КПД линии.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке (нет стекания пропиточного состава).
- Большая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Проще и экологичнее монтаж муфт и концевых заделок.
- Пожаробезопасное исполнение LS.
- Более высокая чувствительность к механическим повреждениям при монтаже (требуется аккуратность).
- Чувствительность к частичным разрядам при наличии дефектов в изоляции или экране.
- Как правило, более высокая стоимость по сравнению с бумажной изоляцией, но сравнимая или ниже стоимости кабелей с изоляцией из этиленпропиленовой резины (ЭПР).
- Радиус изгиба: При прокладке необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба, указанный в технических условиях (обычно не менее 15-20 наружных диаметров кабеля).
- Термообработка: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении в течение 24-48 часов.
- Заземление экранов: Медные экраны жил и общий экран подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности. В длинных линиях может применяться поперечное заземление.
- Защита от повреждений: При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита плитами или кирпичом, укладка сигнальной ленты.
- Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 35 кВ. Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением абсолютной чистоты.
- СПЭ (XLPE): Имеет более высокие диэлектрические характеристики, меньшие диэлектрические потери, большую стойкость к тепловым старению при рабочих температурах. Более жесткий материал.
- ЭПР (EPR): Более гибкий и эластичный материал, лучше переносит многократные изгибы, менее чувствителен к локальным дефектам и частичным разрядам. Имеет несколько более высокие диэлектрические потери. Часто используется в кабелях для частых перемещений или в условиях высокой влажности.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм² является многослойной и строго регламентирована ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» (для общих принципов) и ТУ 16.К71-335-2004. Кабель может быть как одножильным, так и трехжильным. Рассмотрим типовую конструкцию трехжильного кабеля.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 95 мм² изготавливается из медной проволоки. В зависимости от требований к гибкости, жила может быть:
Жила имеет круглую форму. Медь обеспечивает высокую электропроводность, механическую прочность и коррозионную стойкость.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Основная изоляция
Поверх экрана на жиле наносится основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE) требуемой толщины. Для напряжения 35 кВ толщина изоляции строго нормирована. СПЭ, подвергнутый процессу сшивания (образования поперечных молекулярных связей), приобретает высокую термостойкость (до +90°C в длительном режиме), отличные диэлектрические свойства и механическую прочность.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
На основной изоляции экструдируется внешний полупроводящий слой. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранирующей системы.
5. Поясная изоляция и экран
В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция (обычно из полупроводящих лент или экструдированного слоя), а затем – медный экран. Экран выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде медной ленты, наложенной спирально. Его назначение:
6. Разделительный слой
Поверх экрана накладывается слой из ПВХ-ленты или другого материала, предотвращающий повреждение оболочки об острые кромки экрана.
7. Оболочка
Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ-Пнг(В)-LS). Эта оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к влаге, маслам, химическим веществам, а также отвечает за огнестойкие характеристики: нераспространение горения и низкое дымо- и газовыделение.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20,6 / 35 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 40,5 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение, кВ/5 мин. | 65 |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ/15 мин. | 104 |
| Допустимая длительная температура жилы, °C | +90 |
| Допустимая температура жилы при КЗ (до 5 с), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей) |
Токовые нагрузки (ориентировочные данные для прокладки в земле)
Важно: Точные значения определяются по ПУЭ 7-го изд., гл.1.3 с учетом условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение).
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (ориентировочно) |
|---|---|
| Один кабель в траншее, глубина 0.7 м, температура грунта +15°C | 280-320 |
| Два кабеля в траншее с расстоянием 250 мм между ними | 250-290 (с учетом взаимного нагрева) |
| Прокладка в воздухе (в кабельных сооружениях) | 300-340 |
Пожарная безопасность
Область применения
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:
Не рекомендуется для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью, в зонах с риском блуждающих токов, а также для подвижного подключения.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, СБ):
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвВнг-LS от ПвВнг(В)-LS?
Индекс (В) в скобках указывает на то, что кабель прошел испытания по высшей категории (В) нераспространения горения при групповой прокладке согласно ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Кабель без индекса (В) может соответствовать более низким категориям (А, В, С, D). Исполнение (В) является наиболее предпочтительным и строгим для ответственных объектов.
Можно ли прокладывать данный кабель в земле?
Да, можно. Однако кабель ПвВнг(В)-LS не имеет бронепокрова, поэтому при прокладке в земле (траншее) необходимо обеспечить его защиту от механических повреждений (например, укладка в ПНД-трубах, защита специальными плитами или кирпичом). В местах с повышенным риском повреждения (под дорогами, в каменистых грунтах) рекомендуется применять бронированные версии – ПвБбШвнг-LS.
Какой срок службы у этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ, заявленный производителями и регламентированный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от условий эксплуатации (температурные режимы, перегрузки, коррозионная активность среды, качество монтажа).
Как правильно выбрать сечение 95 мм²? Достаточно ли его для мощности 20 МВт?
Сечение выбирается по допустимому току нагрузки и токам короткого замыкания. Для ориентировочной оценки трехфазной мощности при напряжении 35 кВ можно использовать формулу: P = √3 U I cosφ. При токе 300 А и cosφ=0.95 мощность составит примерно √3 35000 300 0.95 ≈ 17.3 МВт. Для мощности 20 МВт потребуется ток около 346 А. При прокладке в земле (один кабель) сечение 95 мм² может быть близко к пределу или недостаточно. Необходим детальный расчет по ПУЭ с учетом всех условий прокладки. Возможно, потребуется сечение 120 мм² или 150 мм².
Чем отличается изоляция СПЭ (XLPE) от ЭПР (EPR)?
Оба материала используются для изоляции кабелей на среднее и высокое напряжение.
Для стационарной прокладки в сетях 35 кВ СПЭ является наиболее распространенным и оптимальным выбором.
Обязательно ли заземлять экраны с двух сторон?
Для кабельных линий 35 кВ это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Заземление экранов с двух сторон обеспечивает путь для тока короткого замыкания на землю, защищает персонал от поражения током, а также предотвращает возникновение опасных перенапряжений. В протяженных линиях (более нескольких километров) для снижения токов в экране может применяться схема с поперечным заземлением (заземление в нескольких точках с разделением экрана), но решение принимается на основе специального расчета.
Что означает цвет оболочки кабеля?
Цвет внешней оболочки кабеля на напряжение 35 кВ не регламентирован стандартами как для кабелей низкого напряжения. Чаще всего оболочка имеет черный цвет. Иногда для удобства идентификации в кабельных сооружениях могут использоваться цветные полосы или маркировка. Основная информация о кабеле наносится на него в виде рельефной или цветной маркировки с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска и метража.
Заключение
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 95 мм² представляет собой современное, надежное и безопасное решение для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокие электрические и термические характеристики, а также исполнение с пониженным дымо- и газовыделением, что делает его пригодным для прокладки в местах с массовым пребыванием людей и в сложных инженерных сооружениях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ, техническими условиями и проектными решениями являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетической системы.