30с15нж Ру40
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена 30с15нж Ру40: полное техническое описание и область применения
Кабель марки 30с15нж Ру40 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), медными жилами, с герметизацией и защитным покровом, рассчитанный на номинальное напряжение 40 кВ. Данная маркировка расшифровывается согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели на напряжение до 30 и 66 кВ) и отраслевым нормам: 30 – номинальное напряжение 30 кВ (класс напряжения), с – изоляция из сшитого полиэтилена, 15 – форма и материал жилы (однопроволочная, секторная, медная), нж – наличие герметизации (водоблокирующие элементы) и защитного покрова из негорючего материала, Ру40 – условное давление в килопаскалях, на которое рассчитана гидрозащитная оболочка (обычно указывает на возможность глубокой прокладки в грунте или воде).
Конструкция кабеля 30с15нж Ру40
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
- Токопроводящая жила: Медная, соответствует 1-му классу по ГОСТ 22483. Имеет секторную (сегментную) форму, что позволяет оптимизировать заполнение пространства внутри кабеля, уменьшить его общий диаметр и массу по сравнению с жилами круглой формы. Жила однопроволочная (монолитная) для сечений до определенного номинала (обычно до 240 мм² включительно), что обеспечивает высокую стойкость к ползучести и механическую прочность.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) радиационным или пероксидным способом придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к термодеструкции и механическую прочность.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Замыкает электрическое поле внутри изоляции. Имеет легко снимаемый слой для удобства монтажа концевых и соединительных муфт.
- Поясная изоляция: Выполнена из электропроводящих или полупроводящих материалов (чаще всего бумажные ленты, пропитанные специальным составом, или полимерные пленки). Обеспечивает контакт между экранами жил и общим экраном, выравнивает потенциалы.
- Металлический экран (оболочка): Выполнен в виде медной гофрированной ленты, наложенной продольно или спирально, либо в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания и токов утечки.
- Герметизация (водоблокирование): Ключевой элемент марки «нж». Под оболочкой расположены водоблокирующие ленты и/или гидрофобный заполнитель (гель). При контакте с влагой эти материалы многократно увеличиваются в объеме, предотвращая продольное распространение воды вдоль кабеля в случае повреждения наружных покровов.
- Защитный покров (броня): Представляет собой две стальные оцинкованные ленты (ГОСТ Р 53769-2010), наложенные с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от повреждений при прокладке и эксплуатации (напр., от грунтовых смещений, грызунов).
- Наружная оболочка: Изготовлена из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ-1нг) или полиэтилена. Имеет маркировку с данными о кабеле. Обладает стойкостью к агрессивным средам, ультрафиолету (для ПЭ) и обеспечивает дополнительную защиту от коррозии бронелент.
- Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-е изд., гл. 1.3, с учетом условий прокладки (температура грунта/воздуха, глубина заложения, количество рабочих кабелей в траншее и т.д.).
- Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ применения. Наличие брони, герметизации и оболочки, стойкой к давлению воды (Ру40), делает кабель идеальным для прокладки непосредственно в грунте (кабельных траншеях) без дополнительных защитных труб или каналов. Он защищен от коррозии, механических повреждений и проникновения грунтовых вод.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Может использоваться в этих сооружениях, особенно при наличии риска механических воздействий или необходимости высокой надежности. Негорючая оболочка (нг) соответствует требованиям к групповой прокладке.
- Прокладка в воде: Индекс Ру40 указывает на возможность прокладки в водоемах, через реки, каналы при условии отсутствия динамических нагрузок (течений, волнений). Требуется тщательное крепление и защита от возможных повреждений якорями, драгами.
- Объекты применения: Магистральные и распределительные линии в городских и промышленных сетях, питание мощных трансформаторных подстанций и распределительных пунктов, вводы на территории крупных заводов, нефтехимических комплексов, портов, аэропортов. Используется для создания ответвлений от воздушных линий (ВЛ) с переходом на кабельную линию.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать большие токи при том же сечении.
- Отсутствие масла исключает риск утечек, упрощает монтаж и обслуживание, позволяет прокладывать на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
- Меньшая масса и внешний диаметр, что облегчает транспортировку и прокладку.
- Меньшие потери в изоляции.
- Более высокая стойкость к термоциклированию.
- Более высокая чувствительность к частичным разрядам при дефектах монтажа (некачественная заделка концов, попадание влаги).
- Относительно высокая стоимость.
- Требовательность к квалификации персонала при монтаже муфт и концевых заделок.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение под открытым небом должно быть ограничено по времени, рекомендуется использование тентов.
- Раскатка: Допускается раскатка с барабана методом волочения по роликам или с использованием кабелеукладчика. Необходимо строго контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше минимально допустимого (15D). Запрещено образование петель и скручивание (скрутки) кабеля.
- Подготовка к монтажу муфт: Требуется точное соблюдение технологических карт производителя муфт. Критически важна чистота, отсутствие влаги и заусенцев на срезах изоляции и экранов. Разделка кабеля должна производиться специальным инструментом.
- Заземление: Металлические экраны (броня и медный экран) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены в соответствии с ПУЭ. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (по нормам, например, 2.5U0 в течение 15 мин) и измерению сопротивления изоляции.
Основные технические характеристики и параметры
Ниже приведены ключевые параметры кабеля 30с15нж Ру40, регламентируемые ГОСТ, ТУ и проектными нормами.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и электрические параметры
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы при 20°C, Ом/км | Допустимый длительный ток нагрузки (примерные значения)*, А | Масса 1 км кабеля (примерная), кг |
|---|---|---|---|
| 50 | 0.387 | 200-220 | 4500-5000 |
| 70 | 0.268 | 250-270 | 5200-5800 |
| 95 | 0.193 | 300-330 | 6000-6700 |
| 120 | 0.153 | 340-370 | 6800-7600 |
| 150 | 0.124 | 380-420 | 7800-8700 |
| 185 | 0.0991 | 430-480 | 9200-10200 |
| 240 | 0.0754 | 510-570 | 11000-12500 |
Таблица 2. Общие эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 24/40 (42) кВ |
| Частота | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C (длительно), +130°C (в аварийном режиме, не более 100 ч/год), +250°C (при КЗ, не более 5 с) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x (наружный диаметр кабеля) для одножильных кабелей с секторными жилами |
| Допустимое растягивающее усилие | Определяется конструкцией, обычно не более 50-70 Н/мм² сечения всех жил |
| Стойкость к воздействию пламени | Категория Пг. Не распространяет горение при групповой прокладке по ГОСТ 33259. |
| Стойкость к давлению воды (индекс Ру40) | Выдерживает давление воды 0.4 МПа (4 атм, ~40 м водного столба) в течение длительного времени. |
Область применения и способы прокладки
Кабель 30с15нж Ру40 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на класс напряжения до 40 кВ включительно в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ, ЦСБ):
Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляцией: Рабочее напряжение 40 кВ для ПВХ изоляции нехарактерно, сравнение идет на более низких классах. СПЭ превосходит ПВХ по температурным и диэлектрическим характеристикам.
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается 30с15нж от 30с25нж?
Основное отличие – в конструкции токопроводящей жилы. В маркировке 30с15нж цифра «15» означает однопроволочную (монолитную) секторную медную жилу. В маркировке 30с25нж цифра «25» означает многопроволочную секторную медную жилу. Многопроволочная жила более гибкая, что может быть важно при сложной трассе с множеством изгибов, но имеет несколько иные электрические и механические параметры.
Что конкретно означает индекс Ру40 и на что он влияет?
Индекс Ру40 (ранее мог обозначаться как «Г» – гидрозащитная) означает, что наружная оболочка кабеля и конструкция в целом рассчитаны на длительное воздействие избыточного давления воды в 0.4 МПа (4 атмосферы, что соответствует глубине погружения в воду около 40 метров). Это гарантирует, что при прокладке в грунте с высоким уровнем грунтовых вод или непосредственно в водоемах вода не проникнет внутрь кабеля даже при длительном контакте. Для обычной прокладки в сухих грунтах или кабельных каналах кабель без индекса Ру (или с меньшим значением) может быть более экономичным выбором.
Можно ли прокладывать кабель 30с15нж Ру40 в воздухе (по эстакадам, фасадам)?
Да, можно, но с учетом двух ключевых факторов: 1) Наличие брони и герметизации делает кабель избыточно тяжелым и дорогим для такого способа, если нет риска механических повреждений. Для воздушной прокладки часто используют облегченные марки без брони (например, 30с15н). 2) Негорючая оболочка (нг) позволяет выполнять групповую прокладку. Однако необходимо обеспечить крепление с учетом большой массы кабеля и защиту от прямых солнечных лучей (УФ), если внешняя оболочка из ПВХ (полиэтилен более стоек).
Как правильно выбрать сечение жилы для данного кабеля?
Выбор сечения осуществляется на основе расчета в следующей последовательности: 1) По длительно допустимому току нагрузки (с учетом поправочных коэффициентов на условия прокладки из ПУЭ, гл.1.3). 2) По потере напряжения (для протяженных линий). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка). 4) По экономической плотности тока (для сетей промышленных предприятий). Исходными данными являются мощность нагрузки, cos φ, схема питания, длина линии, способ прокладки и температура окружающей среды.
Требуется ли для кабеля 30с15нж Ру40 дополнительная защита при прокладке в земле (трубы, ЛЗС и т.д.)?
Как правило, не требуется. Конструкция кабеля с бронелентами и защитной оболочкой (Ру40) является самодостаточной для прокладки в траншее с выполнением стандартных требований: песчаная подушка толщиной 100 мм, глубина заложения 0.7-1.0 м (по ПУЭ), защита кирпичом или сигнальной лентой при риске раскопок. Использование труб (ПНД, асбестоцементных) может быть оправдано только на участках с повышенной опасностью механических повреждений (под дорогами, в местах возможных земляных работ), а также для возможности замены кабеля без вскрытия грунта.
Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы зависит от: соблюдения условий прокладки и монтажа (особенно качества муфт), отсутствия перегрузок по току, стабильности напряжения, коррозионной агрессивности грунта, механических воздействий. Критическим фактором для СПЭ-изоляции является наличие и развитие частичных разрядов в местах дефектов.