30с41нж Ду100

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена 30с41нж на напряжение 110 кВ. Конструкция, применение, технические характеристики

Маркировка кабеля 30с41нж Ду100 является полным и технически точным обозначением силового кабеля высокого напряжения, где каждый элемент шифра описывает критически важный параметр изделия. Расшифровка: 30 – номинальное напряжение 110 кВ (класс напряжения 30 по ГОСТ); с – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ); 41 – тип жилы (алюминиевая, секторная, однопроволочная); нж – наличие нулевой жилы (н) в виде concentric neutral (опоясывающие проволоки) и дополнительного жгута заземления (ж); Ду100 – условный проход (внутренний диаметр) полиэтиленовой оболочки, равный 100 мм, что определяет наружный диаметр кабеля и требования к кабельной арматуре. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110 кВ частоты 50 Гц в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

Конструкция кабеля 30с41нж

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную электротехническую или защитную функцию. Последовательность слоев от центра к периферии следующая:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (А99,7) по ГОСТ 25983. Имеет секторную форму, что обеспечивает компактное заполнение сечения и снижение общего диаметра кабеля. Жила однопроволочная (монолитная) для сечений до 1000 мм², что указано индексом «41». Для сечения 120/110 мм², соответствующего Ду100, жила, как правило, однопроволочная.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран). Наносится экструзионным способом в виде слоя сшитого полупроводящего полиэтилена. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и частичные разряды.
• Основная изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (для 110 кВ – обычно 16-18 мм). СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к трекингу.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран). Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конфигурацию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. Обычно наносится в виде легко снимаемой (стриппуемой) ленты или слоя.
• Металлический экран (заземляющий). Выполнен в виде опоясывающих медных проволок (concentric neutral), наложенных поверх внешнего полупроводящего экрана. Этот слой, обозначаемый буквой «н» в маркировке, выполняет функции защитного экрана для отвода токов утечки и емкостных токов, а также служит в качестве нулевой жилы. Дополнительно, согласно индексу «нж», поверх проволок или в их промежутках укладывается медный жгут (проволока) заземления («ж»), предназначенный исключительно для выравнивания потенциала и подключения к системам заземления.
• Защитная оболочка. Наружная оболочка из полиэтилена (ПЭ) высокого давления (низкой плотности) или, реже, из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает металлический экран от механических повреждений и агрессивного воздействия окружающей среды (влаги, химикатов). Индекс «Ду100» указывает, что внутренний диаметр этой оболочки стандартизирован и равен 100 мм.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля 30с41нж регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более высоковольтными ТУ, а также серией стандартов МЭК 60502-2, 62067. Для кабеля с условным проходом Ду100 стандартным является сечение жилы 120/110 мм² (номинальное/фактическое).

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля 30с41нж Ду100 (сечение 120/110 мм²)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	64/110 (126)
Класс напряжения по ГОСТ	30
Число и форма жил	1, секторная
Материал и конструкция жилы	Алюминий, однопроволочная (монолитная)
Номинальное сечение жилы, мм²	120/110
Толщина изоляции из СПЭ, мм	Не менее 16,0 (по ГОСТ 31996 для 110 кВ)
Металлический экран	Медные проволоки + медный жгут заземления
Материал наружной оболочки	Полиэтилен (ПЭ) или ПВХ
Внутренний диаметр оболочки (Ду), мм	100
Наружный диаметр кабеля, мм (ориентировочно)	78-82 (зависит от производителя)
Масса 1 км кабеля, кг (ориентировочно)	4500-5500
Допустимая температура нагрева жилы: — при длительной работе — при перегрузке — при коротком замыкании	+90°C +130°C (не более 100 ч/год) +250°C (не более 5 с)
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,253 (для 120 мм²)
Емкость, мкФ/км (ориентировочно)	0,15 — 0,18
Индуктивное сопротивление, Ом/км (ориентировочно)	0,15 — 0,18

Область применения и особенности монтажа

Кабель 30с41нж Ду100 применяется для сооружения магистральных кабельных линий 110 кВ в городских электрических сетях, для вводов на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, для соединения подстанций и распределительных устройств. Благодаря конструкции с concentric neutral и защитной оболочкой из ПЭ, кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, при условии отсутствия значительных механических воздействий. Также допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.

Ключевой особенностью монтажа является требование к термоусаживаемым или муфтовым соединениям. Для кабеля с индексом «нж» (с жгутом заземления) и оболочкой Ду100 используются специальные соединительные и концевые муфты, рассчитанные на данный типоразмер. Монтаж должен производиться с соблюдением строгих правил разделки: сохранение целостности внешнего полупроводящего экрана, правильное подключение и разветвление медных проволок экрана и жгута заземления, тщательная герметизация.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля 30с41нж (СПЭ-изоляция) перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (МНС):

• Отсутствие масла, что исключает риск утечек и упрощает монтаж (нет необходимости в масляных баках и системах подпитки).
• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что увеличивает пропускную способность.
• Меньший вес и радиус изгиба, облегчающие транспортировку и прокладку.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Меньшие диэлектрические потери.

Недостатки:

• Высокая чувствительность к качеству монтажа и наличию микроскопических дефектов (вкраплений, пустот) в изоляции, которые могут стать очагами развития частичных разрядов.
• Более высокая стоимость самого кабеля, хотя общие затраты на сооружение линии часто ниже из-за упрощения монтажа и инфраструктуры.
• Необходимость использования специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем отличается маркировка «Ду100» от указания наружного диаметра, например, «80 мм»?

Обозначение «Ду100» (условный проход 100 мм) является стандартизированным параметром для подбора кабельной арматуры (муфт, сальников). Фактический наружный диаметр кабеля 30с41нж сечением 120 мм² составляет около 78-82 мм. Муфты и уплотнительные манжеты выбираются именно по значению Ду, а не по фактическому диаметру, что гарантирует унификацию и надежную герметизацию соединений.

2. Можно ли использовать кабель 30с41нж для прокладки в воде?

Полиэтиленовая оболочка кабеля обеспечивает высокую влагостойкость. Однако для длительной прокладки непосредственно в воде (подводные переходы) требуются специальные исполнения кабеля с усиленной броневой защитой (обычно из гофрированной стальной ленты) и гидроизоляционными лентами под оболочкой. Базовая конструкция 30с41нж для этого не предназначена.

3. Как правильно выбрать сечение кабеля, если указано только «Ду100»?

Для кабеля высокого напряжения 110 кВ параметр Ду100 жестко привязан к сечению токопроводящей жилы. Ду100 соответствует сечению 120/110 мм². Выбор большего сечения (например, 240 мм²) потребует кабель с большим диаметром оболочки (например, Ду125 или Ду140). Сечение выбирается на этапе проектирования по току нагрузки, токам КЗ и условиям прокладки.

4. В чем разница между «н» и «нж» в маркировке?

Индекс «н» означает наличие только экрана в виде опоясывающих проволок (concentric neutral). Индекс «нж» указывает на дополнительный элемент – медный жгут (проволоку) заземления, уложенный поверх или вместе с проволоками экрана. Этот жгут предназначен специально для подключения систем заземления и выравнивания потенциалов, что повышает безопасность и облегчает монтаж заземления в муфтах.

5. Каков срок службы кабеля 30с41нж и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации напрямую зависит от соблюдения условий прокладки (без механических повреждений), режимов нагрузки (недопущение хронических перегрузок), качества монтажа соединительных муфт и концевых заделок, а также от условий окружающей среды (агрессивность грунта, блуждающие токи).

Заключение

Кабель 30с41нж Ду100 представляет собой современное, технологичное решение для строительства и реконструкции кабельных линий электропередачи на напряжение 110 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективной системы экранирования и стандартизированных геометрических параметров, обеспечивает высокую надежность, долговечность и удобство монтажа. Правильный подбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех технических нюансов, изложенных в статье, являются залогом бесперебойного функционирования ответственных участков энергосетей.