Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 240 мм

Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 240 мм²: Полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2006 (или аналогичным) следующая:

• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(А) – Вид исполнения покрова, обозначающий, что кабель имеет пониженную распространенность горения при групповой прокладке по категории (А). Это высший показатель пожарной безопасности.
• 10 кВ – Номинальное напряжение 10 киловольт.
• 240 мм² – Номинальная площадь поперечного сечения токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля ПвВнг(А) 10 кВ 240 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила
   • Материал: Медь (Cu), реже – алюминий (в этом случае марка меняется на АПвВнг(А)). Медь обладает более высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью к окислению, что делает ее предпочтительным выбором для ответственных объектов.
   • Сечение: 240 мм². Это сечение относится к крупным и рассчитано на высокие токовые нагрузки.
   • Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1-й для однопроволочной жилы, 2-й для многопроволочной). Для сечения 240 мм² жила чаще всего выполняется многопроволочной (2-го класса) для обеспечения достаточной гибкости при транспортировке и монтаже.
   • Форма: Круглая, секторная или сегментная. Секторная или сегментная форма используется в многожильных кабелях для уменьшения общего диаметра и экономии материалов.
2. Экран по жиле
   • Назначение: Выравнивание распределения электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и коронного разряда.
   • Конструкция: Выполняется в виде экструдированного полупроводящего слоя из сшитого полиэтилена (полупроводящая экран). Он находится в непосредственном контакте с токопроводящей жилой.
3. Изоляция
   • Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE). Это основной материал, определяющий преимущества кабеля.
   • Толщина: Нормируется стандартами. Для кабеля на 10 кВ с сечением жилы 240 мм² толщина изоляции typically составляет 4,5-5,0 мм. Точное значение регламентируется ТУ.
   • Свойства: СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C), стойкостью к термическому старению и влаге.
4. Экран по изоляции
   • Назначение: Защита от внешних электромагнитных влияний и замыкание электрического поля на землю.
   • Конструкция: Также выполняется из экструдированного полупроводящего слоя (полупроводящей экран), поверх которого накладывается медный экран. Медный экран может быть выполнен в виде:
     • Медной ленты (фольги), наложенной продольно или спирально.
     • Оплетки из медных проволок.
     • Совмещённого экрана – продольные медные проволоки с медной лентой.
5. Поясная изоляция
   • Назначение: Дополнительная механическая и электрическая защита, а также фиксация экранов.
   • Материал: Как правило, выполняются из ПВХ-пластиката или термопластичного полиэтилена.
6. Оболочка
   • Материал: Поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат пониженной горючести.
   • Цвет: Чаще всего черный.
   • Назначение: Защита от механических повреждений, агрессивных сред, влаги и ультрафиолетового излучения. Индекс (А) в маркировке указывает, что при групповой прокладке кабель соответствует высшей категории по стойкости к распространению горения.

Таблица 1: Основные конструктивные элементы кабеля ПвВнг(А) 10 кВ 1х240

Элемент конструкции	Материал	Основная функция
Токопроводящая жила	Медь (Cu)	Проведение электрического тока
Экран по жиле	Полупроводящий сшитый полиэтилен	Выравнивание электрического поля
Изоляция	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Основная электрическая изоляция
Экран по изоляции	Полупроводящий полиэтилен + медные проволоки/лента	Замыкание электрического поля, защита от помех
Поясная изоляция	ПВХ-пластикат	Механическая и электрическая защита
Оболочка	ПВХ-пластикат пониженной горючести	Защита от внешних воздействий, обеспечение пожарной безопасности

Технические характеристики и условия эксплуатации

• Номинальное напряжение: 10 кВ (между фазами).
• Частота: 50 Гц.
• Длительно допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимально допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек): +250°C.
• Температура монтажа без предварительного подогрева: Не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже:
  • Для одножильных кабелей: 15 наружных диаметров.
  • Для многожильных кабелей: 10 наружных диаметров.
• Срок службы: Не менее 30 лет.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 22 кВ в течение 10 минут.

Таблица 2: Длительно допустимые токовые нагрузки для кабеля ПвВнг(А) 10 кВ 1х240 (ориентировочные значения)

Условие прокладки	Длительно допустимый ток, А
Прокладка в воздухе (температура воздуха +25°C)	515-535
Прокладка в земле (температура грунта +15°C, тепловое сопротивление 1,0 К·м/Вт)	460-480
Прокладка в земле (температура грунта +25°C, тепловое сопротивление 1,2 К·м/Вт)	415-430

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина залегания, количество кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта) и должны уточняться по нормативным документам (ПУЭ 7-е изд., глава 1.3).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (например, ЦАСБл)

Преимущества:

• Высокая влагостойкость: Изоляция из СПЭ негигроскопична, что исключает необходимость в металлических оболочках для защиты от влаги и упрощает конструкцию.
• Меньший вес и радиус изгиба: Кабели легче и более гибкие, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокие допустимые рабочие температуры: +90°C против +70-80°C для кабелей с бумажной пропиткой.
• Отсутствие необходимости в ограничении перепадов уровней при прокладке: Для кабелей с бумажно-масляной изоляцией существуют строгие ограничения по разнице уровней из-за стекания пропитки.
• Более высокая стойкость к термическому старению.
• Упрощение монтажа муфт: Технология монтажа концевых и соединительных муфт для кабелей с СПЭ-изоляцией менее трудоемка.
• Большая длина строительных отрезков.

Недостатки:

• Чувствительность к дефектам монтажа: Требует высокой культуры производства работ при заделке концов, так как острые кромки могут привести к локальному концентрации напряжений и пробою.
• Чувствительность к частичным разрядам: Наличие микрополостей или отслоений в изоляции может инициировать частичные разряды, постепенно разрушающие изоляцию.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с аналогами на алюминиевой основе.

Сфера применения

Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 240 мм² применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью, а также в сетях с эффективно заземленной нейтралью, где в течение длительного времени допускается работа с однофазным замыканием на землю.

Основные объекты применения:

• Промышленные предприятия: питание цехов, мощных электродвигателей, главных понижающих подстанций (ГПП).
• Городские распределительные сети: питание районных трансформаторных подстанций (ТП), распределительных пунктов (РП).
• Инфраструктурные объекты: аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
• Нефтегазовая и химическая промышленность (при условии стойкости оболочки к конкретным агрессивным средам).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в помещениях и по наружным стенам зданий.

Прокладка и монтаж

• Способы прокладки: В воздухе (по фасадам, в кабельных эстакадах), в земле (в траншеях), в кабельных каналах и туннелях.
• Требования при прокладке в земле: Защита от механических повреждений (бронеплитами или кирпичом) при отсутствии собственной брони. Глубина прокладки – не менее 0,7 м от планировочной отметки.
• Особенности монтажа: Обязательное использование специализированного инструмента для разделки кабеля (стрипперы, ножи для снятия изоляции). При монтаже муфт требуется тщательная зачистка и обезжиривание поверхностей, а также точное соблюдение геометрии и технологии наложения экранирующих и изолирующих слоев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие ПвВнг(А) от ПвПнг(А)?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. В кабеле ПвПнг(А) оболочка выполнена из полиэтилена, который обладает более высокими влагозащитными свойствами и стойкостью к агрессивным средам, но является горючим материалом. Индекс «нг» достигается за счет специальных добавок. Кабель с ПВХ-оболочкой (ПвВнг(А)) имеет лучшие показатели по пожарной безопасности (меньшее дымообразование и токсичность продуктов горения), но менее стоек к некоторым химикатам и УФ-излучению.

2. Почему для кабеля 10 кВ обязательны экраны?
Экраны (по жиле и по изоляции) необходимы для создания радиального, однородного электрического поля. Без них силовое поле было бы сосредоточено на поверхности жилы и внешней поверхности изоляции, что привело бы к локальным пробоям, коронным разрядам и быстрому старению изоляции. Медный экран также обеспечивает путь для тока короткого замыкания.

3. Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(А) в земле?
Да, можно. Однако для защиты от механических повреждений (например, при раскопках) рекомендуется либо прокладывать его в трубах, либо обеспечивать защиту сверху путем укладки сигнальной ленты и защитных плит (бронеплит). Если механические риски высоки, целесообразно рассмотреть кабель с броней, например, ПвБбШп.

4. Как определяется необходимое сечение 240 мм²?
Сечение выбирается на основе расчета по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Ток нагрузки не должен превышать значений из Таблицы 2 с поправками на условия прокладки.
• По потере напряжения (для протяженных линий).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что кабель не разрушится при КЗ).
• По экономической плотности тока (для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат).

5. Каковы основные причины выхода из строя таких кабелей?

• Ошибки при монтаже муфт: Некачественная заделка, загрязнения, острые кромки, приводящие к пробою.
• Механические повреждения при прокладке или последующих земляных работах.
• Старение изоляции под воздействием термических и электрических нагрузок.
• Воздействие внешних факторов: Проседание грунта, вибрация, повреждение грызунами (для небронированных марок).

6. Что означает буква (А) в маркировке?
Это показатель категории пожарной безопасности по нераспространению горения при групповой прокладке. Категория (А) – наивысшая, означает, что при групповой прокладке и испытании горение кабеля не распространяется на верхнюю отметку (2,5 м), а общая длина обугленной части не превышает установленных норм. Это позволяет прокладывать такие кабели в пучках в закрытых сооружениях без риска распространения пожара.