Кабель ПвВнг(В) 3-х жильный 10 кВ: полный технический анализ
Кабель ПвВнг(В) 3х10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его основное применение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Буквенная маркировка расшифровывается следующим образом: П – провод (кабель), в – изоляция жил из сшитого полиэтилена, Внг(В) – оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с категорией распространения пламени В, что позволяет прокладку в пучках без снижения токовой нагрузки. Конструкция кабеля является оптимальным решением для современных кабельных линий, сочетая высокие электрические характеристики, надежность и относительную простоту монтажа.
Конструктивные особенности и материалы
Кабель имеет сложную многослойную конструкцию, каждый элемент которой выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки, круглой или секторной (сегментной) формы. Для кабеля 10 кВ жилы, как правило, имеют класс гибкости 1 или 2 (по ГОСТ 22483). Медь обеспечивает более высокую проводимость, механическую прочность и стойкость к коррозии, алюминий – меньшую стоимость и вес. Сечение жилы – 10 мм².
- Экран по жиле (полупроводящий слой): Поверх каждой жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 10 кВ составляет, как правило, 3.0-3.4 мм.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Поверх изоляции каждой жилы накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для создания равномерного цилиндрического контура, который далее заземляется.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх всех трех экранированных жил может накладываться общий поясной экран в виде медной ленты или проводящего слоя. Однако в конструкции ПвВнг чаще применяется экран из отдельных медных проволок, спирально наложенных поверх каждой жилы.
- Экран (заземляющий): Состоит из медных проволок (иногда в комбинации с медными лентами). Его функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для кабелей 10 кВ сечение этого экрана нормируется.
- Разделительный слой: Чаще всего представляет собой поясную изоляцию из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, которая отделяет металлический экран от внешней оболочки.
- Оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнг). Материал обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, химикаты, влага), а также распространение пламени при групповой прокладке. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Точные значения зависят от конкретных условий: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, глубины прокладки, расстояния между кабелями и определяются по ПУЭ 7 изд. и расчетным методикам.
- Преимущества:
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C для бумажной изоляции).
- Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (не требуется специальных муфт для стопорения пропитки).
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
- Высокая стойкость к термическим перегрузкам и токам КЗ.
- Простота монтажа и монтажа соединительных и концевых муфт.
- Более высокая стойкость к влаге и агрессивным средам.
- Отсутствие необходимости в сложной системе подпитки маслом или пропитки.
- Недостатки:
- Более высокая чувствительность к механическим повреждениям изоляции при монтаже (задиры, надрезы).
- Требовательность к качеству монтажа муфт (необходимость абсолютной чистоты, отсутствия частиц пыли, точной фазировки).
- Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажной изоляцией на низкое напряжение.
Область применения и условия эксплуатации
Кабель ПвВнг(В) 3х10 кВ предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, на специальных эстакадах и в галереях. Допускается прокладка в сырых и влажных помещениях, а также в местах с наличием блуждающих токов и агрессивных сред (при условии отсутствия прямого контакта с агрессивными веществами). Категорически запрещена прокладка в блоках, заполненных кабельной массой. Критически важным условием является отсутствие значительных растягивающих усилий в процессе монтажа и эксплуатации.
Технические и электрические характеристики
Основные параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и ТУ производителя.
Таблица 1. Основные электрические характеристики кабеля ПвВнг(В) 3х10 кВ
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 | — |
| Частота, Гц | 50 | — |
| Испытательное переменное напряжение 50 Гц, кВ | 25 | Продолжительность 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ | 60 | Продолжительность 15 мин. (альтернатива переменному) |
| Допустимая длительная температура жилы, °C | +90 | В нормальном режиме |
| Допустимая температура при перегрузке, °C | +130 | Продолжительность не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы |
| Допустимая температура при КЗ, °C | +250 | Продолжительность не более 5 с |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 | — |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля | Для одножильных кабелей – 20 диаметров |
| Срок службы | Не менее 30 лет | При соблюдении условий эксплуатации и монтажа |
Таблица 2. Примерные данные по току нагрузки (медные жилы) для прокладки в земле (траншее)*
| Сечение жилы, мм² | Длительно допустимый ток, А (однокабельная прокладка) | Длительно допустимый ток, А (прокладка в пучке) |
|---|---|---|
| 3х10 | 95-105 | 80-90 |
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (кабелями с бумажной пропитанной изоляцией)
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля ПвВнг(В) 10 кВ требует строгого соблюдения правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В). Радиус изгиба не должен быть менее 15 диаметров кабеля. При прокладке в траншеях необходима песчаная подушка, защита кирпичом или сигнальными лентами. При групповой прокладке в лотках или по конструкциям необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки. Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (соединительные и концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Обязательным этапом после монтажа является высоковольтное испытание повышенным напряжением постоянного или переменного тока.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем разница между ПвВнг и ПвВнг(В)?
Маркировка (В) указывает на категорию распространения пламени по ГОСТ 53315-2009 (МЭК 60332-3). ПвВнг имеет категорию В, что означает нераспространение горения при групповой прокладке по методу «вертикальный пучок». Ранее использовалась маркировка «нг», которая сейчас детализируется категориями А, B, C, D. Категория В – одна из самых строгих и распространенных для силовых кабелей.
Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В) 10 кВ в земле без дополнительной защиты?
Да, прокладка в земле (траншее) является одним из основных способов. Однако для защиты от механических повреждений (например, при раскопках) на расстоянии 0.5 м над кабелем рекомендуется укладка сигнальной ленты, а при повышенных рисках – защитных плит или кирпича. Прямой прокладке в грунте без траншеи кабель не подлежит.
Какое сечение заземляющего экрана у кабеля 10 кВ?
Согласно ГОСТ 31565-2012, для кабелей на напряжение 6/10 кВ номинальное сечение медных проволок экрана должно быть не менее 16 мм² для кабелей с сечением жил до 50 мм² включительно. Точное значение указывается в ТУ производителя.
Чем отличается кабель ПвВнг от АПвВнг?
Первая буква «А» в маркировке АПвВнг указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Соответственно, ПвВнг (без «А») подразумевает медную жилу. Все остальные элементы конструкции идентичны. Алюминиевый кабель дешевле и легче, но требует большего сечения для той же токовой нагрузки и более чувствителен к излому при частых перегибах.
Требуется ли подогрев кабеля при прокладке в зимних условиях?
Минимальная температура прокладки без подогрева составляет -15°C. При температуре окружающего воздуха ниже -15°C кабель необходимо выдержать в теплом помещении не менее 24 часов либо прогревать специальными трансформаторами. Прокладка на морозе приведет к растрескиванию изоляции и оболочки.
Какой мегомметр использовать для проверки изоляции перед включением?
Для кабелей на напряжение 10 кВ испытание изоляции постоянным напряжением (мегомметром) проводят напряжением 2500 В, а для вновь прокладываемых линий – 5000 В. Сопротивление изоляции должно быть не менее 100 МОм на километр длины при температуре 20°C. Фактические значения нормируются ПУЭ и указаниями производителя.
Можно ли использовать кабель 6/10 кВ в сети 0.4 кВ?
С технической точки зрения – да, кабель будет работать. Однако это экономически нецелесообразно из-за значительного удорожания (толщина изоляции, наличие экранов). Кроме того, могут возникнуть сложности с подключением к оборудованию НН из-за больших наружных диаметров и жесткости жил. Для сетей 0.4 кВ применяются кабели на соответствующее напряжение (0.66/1 кВ).
Комментарии