Кабель ПвВнг(А) 1-х жильный 20 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(А) 1х жильный на напряжение 20 кВ

Кабель марки ПвВнг(А) 1х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой современную силовую кабельную продукцию, предназначенную для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Данный кабель является ключевым элементом при построении распределительных сетей 6, 10 и 20 кВ, питающих промышленные предприятия, городскую инфраструктуру, объекты ЖКХ и коммерческую недвижимость.

Расшифровка маркировки кабеля ПвВнг(А)-1х… 20 кВ

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и последующими редакциями, распространяющимися и на более высокие напряжения. Каждая буква и цифра в обозначении несут конкретную информацию о конструкции и свойствах изделия.

• П – Изоляция жилы выполнена из сшитого полиэтилена (полиэтилен, подвергнутый процессу сшивки для улучшения термостойкости и механических свойств).
• в – Оболочка кабеля из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(А) – ПВХ пластикат пониженной горючести, обеспечивающий не распространяющее горение исполнение при одиночной прокладке. Индекс (А) указывает на высшую категорию по нераспространению горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22, что означает минимальное распространение пламени при групповой прокладке.
• 1х… – Конструкция кабеля одножильная. Указывается площадь поперечного сечения токопроводящей жилы в мм² (например, 1х70, 1х120, 1х240).
• 20 кВ – Номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель. Фактическое рабочее напряжение составляет до 20 000 В (20 кВ) между фазой и землей для сетей с изолированной нейтралью, и до 12 000 В для сетей с эффективно заземленной нейтралью.

Конструкция кабеля

Конструкция одножильного кабеля ПвВнг(А) на 20 кВ является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки (в зависимости от исполнения). Для сечений от 70 мм² и выше, как правило, используется уплотненная конструкция (не сплошная, а многопроволочная, что обеспечивает гибкость). Жила может быть круглой или секторной формы для оптимизации диаметра кабеля.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
• Изоляция. Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, сохраняет эластичность и диэлектрические свойства при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе они создают коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Металлический экран (заземляющий экран). Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной медной ленты, либо оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, обеспечение безопасности при повреждении изоляции (ток короткого замыкания стекает по экрану на землю, активируя защиту). Для одножильных кабелей этот экран является обязательным.
• Поясная изоляция. Слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, наложенный поверх металлического экрана для его механической защиты и предотвращения контакта с оболочкой.
• Оболочка. Наружный защитный слой из ПВХ пластиката пониженной горючести (Внг(А)). Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает требуемые пожарные характеристики.

Технические характеристики и условия применения

Кабель ПвВнг(А) 20 кВ рассчитан на длительную и надежную работу в специфических условиях сетей среднего напряжения.

Основные электрические и эксплуатационные параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 (24) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей (12 кВ), U – междуфазное напряжение (20 кВ), U_m – максимальное длительно допустимое междуфазное напряжение (24 кВ).
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (температура окружающей среды при прокладке). Допустимый нагрев жилы: +90°C в длительном режиме, +250°C (для меди) в режиме короткого замыкания (до 5 секунд).
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с поясной изоляцией.
• Допустимая температура монтажа без предварительного подогрева: Не ниже -15°C.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения и способы прокладки

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Применяется в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

• Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, кабельные каналы, этажи и двойные полы.
• Прокладка в помещениях: Производственные цеха, распределительные пункты, трансформаторные подстанции, центры обработки данных.
• Наружная прокладка: По эстакадам, галереям, в условиях отсутствия опасности механических повреждений. Прямая прокладка в земле (траншеях) не рекомендуется без дополнительной защиты (например, в трубах или кабельных блоках), так как ПВХ оболочка не обладает стойкостью к прямым солнечным лучам и может быть повреждена грызунами.
• Объекты с массовым пребыванием людей и высотные здания: Благодаря исполнению «нг(А)» кабель допускается к групповой прокладке в таких объектах, так как не распространяет горение.

Сечения и допустимые длительные токовые нагрузки

Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчетных токовых нагрузок с учетом способа прокладки и условий охлаждения. Ниже приведена таблица с ориентировочными данными для одножильных кабелей с медной жилой при прокладке в воздухе (температура окружающего воздуха +25°C, температура жилы +90°C).

Номинальное сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (примерно)	Масса 1 км кабеля, кг (примерно)	Допустимый длительный ток нагрузки, А (одиночная прокладка в воздухе)
50	35	2200	215
70	38	2800	265
95	41	3400	320
120	44	3900	365
150	47	4600	415
185	51	5400	470
240	56	6700	550
300	61	8100	630

Примечание: Точные значения необходимо брать из технического каталога производителя. При групповой прокладке, прокладке в земле или при других температурах окружающей среды применяются соответствующие поправочные коэффициенты, регламентированные ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок).

Особенности монтажа и соединения одножильных кабелей на 20 кВ

Монтаж кабелей среднего напряжения требует высокой квалификации персонала и соблюдения строгих технологических правил.

• Работа с металлическим экраном. При разделке кабеля металлический экран должен быть заземлен с обеих сторон. Для этого на него устанавливают заземляющие наконечники и соединяют гибким медным проводником с контуром заземления или специальной земляной шиной. Это критически важно для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Монтаж концевых заделок (муфт). Для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или силового трансформатора используются специальные концевые муфты (соединительные изоляторы) наружной или внутренней установки. Они обеспечивают плавный градиент электрического поля в месте окончания экрана, герметизацию и защиту от внешней среды. Тип муфты должен соответствовать марке кабеля.
• Соединение жил. Для соединения двух отрезков кабеля применяются соединительные муфты. Соединение жил выполняется с помощью механических соединителей (опрессовка) или сварки. Все внутренние полости муфты заполняются изоляционным материалом (заливочным компаундом или термоусаживаемыми элементами), восстанавливающим непрерывность изоляции и экранов.
• Учет индуктивности. При прокладке одножильных кабелей в стальных трубах или лотках на большие расстояния необходимо учитывать индуктивное сопротивление, которое может быть значительным из-за наличия металлического экрана и ферромагнитных элементов трассы.

Преимущества и недостатки кабеля ПвВнг(А) 20 кВ

Преимущества:

• Высокие диэлектрические свойства сшитого полиэтилена: Малая диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь, что снижает потери энергии в изоляции.
• Отличная термостойкость: Способность выдерживать высокие температуры и перегрузки.
• Пожарная безопасность: Исполнение «нг(А)» позволяет прокладывать кабель группами без риска распространения пламени.
• Гибкость и удобство монтажа: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, кабели с XLPE имеют меньший вес и радиус изгиба.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экране (влага, пустоты) могут возникать частичные разряды, постепенно разрушающие изоляцию. Требуется высокое качество изготовления и монтажа.
• Ограничение по прокладке в земле: ПВХ оболочка не является стойкой к прямому контакту с грунтом и УФ-излучению. Для таких целей применяются кабели с полиэтиленовой оболочкой (например, ПвП).
• Необходимость специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвВнг(А) от кабеля ПвПнг(А) на 20 кВ?

Основное отличие – материал оболочки. У ПвПнг(А) оболочка выполнена из полиэтилена. Это делает кабель стойким к воздействию влаги, агрессивных сред и ультрафиолетового излучения. Кабель ПвПнг(А) предназначен для прокладки в земле (траншеях), в воде, на открытом воздухе. Кабель ПвВнг(А) с ПВХ оболочкой предназначен в первую очередь для прокладки внутри помещений и в кабельных сооружениях.

Почему у одножильного кабеля на 20 кВ обязательно должен быть металлический экран?

Металлический экран выполняет несколько жизненно важных функций: 1) Замыкает на себя электрическое поле, делая его радиальным и не допуская его выхода за пределы кабеля, что защищает персонал и оборудование. 2) Служит путем для стекания тока короткого замыкания на землю, обеспечивая срабатывание защитных аппаратов. 3) Защищает от внешних электромагнитных помех. Без заземленного металлического экрана эксплуатация кабеля среднего напряжения запрещена правилами безопасности.

Как правильно выбрать сечение кабеля ПвВнг(А) 20 кВ?

Выбор сечения – комплексная инженерная задача. Основные критерии: 1) По длительно допустимому току (нагреву) – расчетный ток нагрузки должен быть меньше значения из таблиц ПУЭ с учетом всех поправочных коэффициентов (на групповую прокладку, температуру земли/воздуха). 2) По потере напряжения – особенно важно на длинных линиях. 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания – сечение должно выдерживать прогрев при КЗ без повреждения. 4) По экономической плотности тока – для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат. Окончательный выбор должен быть сделан на основе проекта, выполненного квалифицированными специалистами.

Можно ли использовать кабель ПвВнг(А) 20 кВ в траншее?

Прямая прокладка в траншее не рекомендуется и, как правило, не допускается проектной документацией. ПВХ оболочка не обладает достаточной стойкостью к длительному воздействию грунтовых вод, химических веществ в почве, механическому давлению грунта и может быть повреждена грызунами. Для прокладки в земле следует применять кабели в полиэтиленовой оболочке (ПвП), либо прокладывать кабель ПвВнг(А) в защитных трубах (ПНД, асбестоцементных) или кабельных блоках, что обеспечит механическую защиту и отвод воды.

Каков порядок приемо-сдаточных испытаний кабеля после прокладки?

После монтажа и установки муфт кабельная линия должна пройти обязательные высоковольтные испытания повышенным напряжением постоянного тока, регламентированные ПУЭ (Глава 1.8). Для кабеля на 20 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ (6U₀) в течение 10 минут. Цель испытаний – выявить возможные повреждения изоляции, возникшие при транспортировке или монтаже. Перед подачей испытательного напряжения измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В. Также проверяется целостность и правильность соединения металлических экранов и контура заземления.

В чем ключевое отличие кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) от кабеля с бумажно-масляной изоляцией?

Бумажно-масляная изоляция требует постоянного поддержания давления масла в кабеле с помощью систем подпитки, чувствительна к перепадам высот при прокладке, более пожароопасна и имеет больший вес и радиус изгиба. Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена – «сухой», не требует систем поддержания давления, более легкий и гибкий, обладает лучшими диэлектрическими характеристиками при высоких температурах и повышенной пожарной безопасностью (в исполнении «нг»). В настоящее время XLPE является доминирующим материалом для изоляции кабелей среднего напряжения.