Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм

Кабель силовой ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), рассчитанный на номинальное напряжение 20 кВ, с алюминиевой или медной жилой сечением 300 квадратных миллиметров. Данный тип кабеля является ключевым элементом в современных кабельных линиях распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая объекты с массовым пребыванием людей.

Расшифровка маркировки кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм²

• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтина (внутренняя).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории В (наивысшая стойкость к распространению горения по ГОСТ 53315-2009).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 Вольт.
• 300 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 300 мм² может быть выполнена из меди или алюминия, в соответствии с ТУ 16.К71-335-2004 или ГОСТ 31996-2012. Медная жила обладает более высокой проводимостью и механической прочностью, алюминиевая – меньшим весом и стоимостью. Для данного сечения жила, как правило, секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть как однопроволочной (для стационарной прокладки), так и многопроволочной (для условий с возможными подвижками).

2. Экран по жиле (для кабелей на напряжение 6 кВ и выше)

Поверх жилы накладывается экструдированный или выполненный в виде полупроводящей ленты экран. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и местных концентраций напряженности поля, что предотвращает возникновение частичных разрядов и старение изоляции.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки) молекул полиэтина, в результате чего он приобретает сетчатую структуру. Это обеспечивает:

• Высокую температурную стойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно до +130°C).
• Отличные диэлектрические характеристики.
• Стойкость к тепловым ударам и перегрузкам.
• Механическую прочность и стойкость к растрескиванию.

Толщина изоляции строго нормирована и для 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм.

4. Экран по изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящей экструдированной оболочки или ленты, плотно прилегающей к изоляции.
• Медных экранирующих элементов: это могут быть медные проволоки, наложенные поверх полупроводящего слоя, или комбинация проволок и медной ленты. Сечение экрана нормируется для обеспечения проводимости тока короткого замыкания.

Назначение экрана – замыкание электрического поля внутри кабеля, защита от внешних электромагнитных помех и обеспечение безопасного стекания токов утечки и токов КЗ на землю.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электроизоляционной или полупроводящей ленты, которая скрепляет и выравнивает поверхность под оболочку.

6. Оболочка

Внешний защитный слой из ПВХ-пластиката пониженной горючести (нг) и с низким дымо- и газовыделением (LS). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и распространения огня. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 1х300

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	12/20 (24) кВ
Количество и сечение жил	1х300 мм2, 3х300 мм2
Материал жилы	Алюминий (А) или Медь (без обозначения)
Вид изоляции	Сшитый полиэтин (XLPE)
Материал оболочки	ПВХ пластикат пониженной пожарной опасности
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба	15 наружных диаметров кабеля (для одножильных)
Стойкость к распространению горения	Категория В (наивысшая при групповой прокладке)
Дымо- и газовыделение	Пониженное (LS)
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Электрические характеристики (ориентировочно для меди, 90°C)

Параметр	Значение для 1х300 мм2	Значение для 3х300 мм2
Сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более	0.0601 (для меди) 0.119 (для алюминия)	0.0601 (для меди) 0.119 (для алюминия)
Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А	~550-600	~500-550 (на жилу)
Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе), А	~600-650	~550-600 (на жилу)
Емкость, мкФ/км	~0.3-0.4	~0.3-0.4
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.1-0.15	~0.15-0.2

Область применения и условия прокладки

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 20 кВ частотой 50 Гц. Благодаря свойствам «нг(В)-LS» он является основным выбором для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности.

• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, кабельных этажах и каналах, где осуществляется групповая прокладка.
• Промышленные предприятия: питание мощного оборудования, главные распределительные шины.
• Объекты инфраструктуры: аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, торговые центры.
• Жилые и административные здания повышенной этажности: для вертикальных и горизонтальных магистралей.
• Распределительные сети 6-10/20 кВ: отходящие линии от подстанций, кольцевые сети.

Важно: Прокладка в земле (траншеях) напрямую не рекомендуется без дополнительной защиты (например, в трубах или кабельных блоках), так как ПВХ оболочка не обладает высокой стойкостью к истиранию и давлению грунта, а также может быть подвержена воздействию грызунов. Для прокладки в земле предпочтительны кабели с броней, например, ПвБШв.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвВнг(В)-LS:

• Пожарная безопасность: Соответствие высшей категории «нг(В)» и низкое дымообразование критически важны для групповой прокладки и эвакуации людей.
• Высокие нагрузочные способности: Благодаря СПЭ-изоляции кабель выдерживает длительные перегрузки и термические удары.
• Удобство монтажа: Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (например, ЦАСБл).
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с масляным барьером, как для маслонаполненных кабелей.
• Длительный срок службы при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Чувствительность к механическим воздействиям, что ограничивает применение для прямой прокладки в земле.
• Чувствительность к солнечному излучению: ПВХ оболочка требует защиты от прямых УФ-лучей при открытой прокладке на улице.
• Стоимость: Выше, чем у кабелей с ПВХ изоляцией на то же напряжение, но ниже, чем у бронированных аналогов или кабелей с ЭПР изоляцией.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность соединений, так как СПЭ чувствителен к влаге и частичным разрядам.

Требования нормативных документов

Производство и испытания кабеля регламентируются следующими основными документами:

• ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ. Является основным стандартом.
• ТУ 16.К71-335-2004 (и более поздние редакции). Конкретные технические условия производителей.
• ГОСТ 53315-2009 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности». Определяет критерии нераспространения горения (нг(А), нг(В) и т.д.), огнестойкости, дымо- и токсичности.
• ПУЭ 7-е издание (Главы 2.1, 2.3, 7.3). Определяют правила устройства электроустановок, включая выбор сечений, условия прокладки и защиты кабелей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвВнг-LS от ПвПнг-LS?

Буква «В» в маркировке ПвВнг-LS указывает на материал внешней оболочки – поливинилхлоридный пластикат. Буква «П» в маркировке ПвПнг-LS обозначает, что внешняя оболочка выполнена из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка более стойка к влаге и агрессивным средам, но менее стойка к распространению горения. Поэтому кабели с оболочкой из ПЭ, как правило, не имеют высшей категории «нг(В)» и чаще применяются для одиночной прокладки или в земле.

Можно ли проложить кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 300 мм² в земле без защиты?

Не рекомендуется. Отсутствие брони (стальной ленты или проволоки) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при осадке грунта, раскопках, давлении камней. Для прямой прокладки в земле следует выбирать кабели с броней, например, ПвБШвнг(В)-LS или ПвПБбШп. Допускается прокладка ПвВнг-LS в земле только при условии защиты его трубами, блоками или в двустенных гофротрубах, что должно быть обосновано проектом.

Как правильно выбрать между алюминиевой и медной жилой?

Выбор основывается на технико-экономическом расчете:

• Медь: Меньшее сечение при той же пропускной способности, выше стойкость к механическим нагрузкам (изгиб, растяжение), лучше паяется и опрессовывается, более коррозионностойкая, но существенно дороже и тяжелее.
• Алюминий: Значительно дешевле и легче, но требует большего сечения для той же токовой нагрузки (примерно на 60% больше), склонен к ползучести и образованию окисной пленки, требует специальных смазок и технологий соединения. Для ответственных объектов и при ограничениях по габаритам трассы чаще выбирают медь.

Что означает индекс (В) в маркировке нг(В)?

Индекс (В) указывает, что кабель прошел испытания на нераспространение горения при групповой прокладке по категории В – самой высокой по ГОСТ 53315-2009. Испытание проводится в специальной камере с тепловой мощностью пламени 42 кВт. Кабель соответствует категории В, если горение не распространилось выше, чем на 2.5 метра от источника огня. Это позволяет прокладывать его в пучках практически без ограничений по количеству.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от:

• Соблюдения допустимых токовых нагрузок и температурных режимов.
• Качества монтажа, особенно концевых и соединительных муфт.
• Условий окружающей среды (отсутствие перегрева, УФ-излучения, агрессивных веществ).
• Отсутствия механических повреждений.
• Регулярности и качества диагностических измерений (измерение частичных разрядов, тангенса дельта).

Требуется ли дополнительная защита при прокладке на открытом воздухе?

Да, требуется. ПВХ-оболочка подвержена деструкции под действием ультрафиолетового излучения, что приводит к потере эластичности и растрескиванию. При открытой прокладке на солнце кабель должен быть защищен кожухами, лотками с крышками или гофрированными трубами, стойкими к УФ. Альтернатива – выбор кабеля с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (с маркировкой «П»).

Как определяется необходимое сечение экрана?

Сечение медных проволок или ленты экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012) и выбирается производителем исходя из необходимости обеспечения проводимости тока однофазного короткого замыкания на землю в течение времени срабатывания защиты. Для сечения жилы 300 мм² сечение экрана обычно составляет 25-35 мм² по меди. Это гарантирует, что экран не перегорит при КЗ, и защита сработает корректно.