Кабель ПвВнг(А) 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(А)-10 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВнг(А) на напряжение 10 кВ представляет собой современное кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля сочетает в себе высокие электрические характеристики, обусловленные использованием сшитого полиэтилена в качестве изоляции, и повышенный уровень пожарной безопасности, обеспечиваемый применением материалов с пониженной горючестью и нераспространением горения при групповой прокладке по категории А.

Расшифровка маркировки ПвВнг(А)-10 кВ

• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул для повышения термостойкости и стойкости к растрескиванию).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Внг(А) – исполнение кабеля по пожарной безопасности: В – оболочка из ПВХ пониженной горючести, нг – нераспространение горения при групповой прокладке, (А) – высшая категория по нераспространению горения по ГОСТ 53315-2009 (испытание в наиболее жестких условиях по объему горючего материала, эквивалент международной классификации IEC 60332-3 Cat.A).
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля ПвВнг(А)-10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя ряд обязательных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к коррозии, но имеют большую стоимость. Алюминиевые – легче и дешевле, но требуют большего сечения для обеспечения той же токовой нагрузки. Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы для сечений от 50 мм²) или многопроволочными (круглой формы). Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.

2. Экран по жиле (полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экран). Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему уникальные свойства: высокую рабочую температуру (до 90°C в длительном режиме), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к тепловым ударам и растрескиванию. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения и сечения жилы.

4. Экран по изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для отвода токов утечки и обеспечения равномерного распределения потенциала по поверхности изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных изолированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов для придания кабелю круглой формы и дополнительной защиты.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты, либо оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Защита от внешних электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Служит в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки.
• Выполняет функцию заземляющего проводника.

7. Оболочка

Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ). Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних элементов кабеля от повреждений, воздействия влаги, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей) и ультрафиолетового излучения. Исполнение «нг(А)» гарантирует, что при групповой прокладке горение не распространяется.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 25 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 37 кВ в течение 15 минут (часто используется для приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
• Максимальная температура жил при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 сек).
• Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 10 для многожильных.

Таблица 1. Примерные данные по току нагрузки для трехжильных кабелей ПвВнг(А)-10 кВ с медными жилами (прокладка в земле, температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м)

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток нагрузки, А	Примерная масса 1 км кабеля, кг
3×50	215	~4500
3×95	310	~6200
3×150	390	~8200
3×240	510	~11500

Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7 изд. Глава 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (температура среды, способ прокладки, количество работающих кабелей в пучке и т.д.).

Пожарная безопасность

Кабель соответствует требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 53315-2009 для исполнения «нг(А)»:

• Нераспространение горения при групповой прокладке (категория А): испытание проводят на пучке кабелей общей горючей массой 7 л/м на метр длины.
• Кислотность газовыделений: pH ≥ 4,3, проводимость ≤ 10 мкСм/мм. Показатель характеризует коррозионную активность дыма при горении.
• Дымообразование: минимальная светопропускание при тлении ≥ 50%, при горении ≥ 20%.
• Огнестойкость: не нормируется для базового исполнения. При необходимости может изготавливаться в исполнении «ПвВнг(А)-FR-10 кВ» с огнестойкостью.

Области применения кабеля ПвВнг(А)-10 кВ

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6/10 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных электроприемников (двигатели, трансформаторы, насосные станции) на промышленных предприятиях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в производственных помещениях, в том числе с повышенной пожароопасностью, при условии групповой прокладки.
• Прокладка в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Важно: базовое исполнение ПвВнг(А) не имеет брони, поэтому для прямой прокладки в земле рекомендуется использовать модификации с броней, например, ПвБбШвнг(А).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ) и кабелями с изоляцией из ПЭ/ПВХ

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: сшитый полиэтилен не стареет, не подвержен миграции и утечке пропиточного состава, в отличие от бумажной изоляции.
• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для бумажно-масляной изоляции, что позволяет увеличить пропускную способность.
• Меньший вес и радиус изгиба: облегчает транспортировку и монтаж.
• Простота монтажа и обслуживания: не требует сложных технологий монтажа муфт с поддержанием уровня масла, допускает вертикальную прокладку без ограничений по высоте.
• Пожаробезопасность: исполнение «нг(А)» обеспечивает нераспространение горения.
• Отсутствие риска загрязнения окружающей среды маслом при повреждении.

Недостатки/Особенности:

• Чувствительность к механическим повреждениям и дендритному росту (трекингу) при наличии дефектов. Требует аккуратного монтажа.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на напряжение до 1 кВ.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: необходима идеальная зачистка и экранировка.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвВнг(А) от ПвПнг(А)?

Буква «В» в маркировке обозначает оболочку из ПВХ пластиката, а «П» – оболочку из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка (П) обладает лучшими влагозащитными свойствами и стойкостью к агрессивным средам, но менее устойчива к механическим воздействиям и распространению пламени. ПВХ оболочка (В) более гибкая, устойчива к распространению пламени (в исполнении «нг»), но может выделять коррозионно-активные газы при горении, что компенсируется требованиями к кислотности в исполнении «нг(А)».

Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(А)-10 кВ в земле без защиты?

Прямая прокладка в земле (траншее) кабеля в оболочке ПВВнг(А) без брони не рекомендуется и часто запрещена проектами. Отсутствие бронепокрова (стальных лент или оцинкованных проволок) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, грызунам. Для прокладки в земле следует применять бронированные модификации: ПвБбШвнг(А) (с броней из стальных лент) или ПвКШвнг(А) (с броней из круглых стальных оцинкованных проволок).

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля на 10 кВ?

Выбор сечения производится в два этапа:

1. По допустимому длительному току нагрузки: расчетный ток должен быть меньше или равен допустимому току для конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, в трубе, количество кабелей в пучке) с учетом всех поправочных коэффициентов по ПУЭ гл.1.3.
2. По экономической плотности тока: для кабелей 10 кВ это обязательный расчет согласно ПУЭ 1.3.36. Сечение, выбранное по допустимому току, проверяется на соответствие экономически целесообразному сечению, минимизирущему потери электроэнергии. Окончательно выбирается большее из двух полученных сечений.

Какие муфты используются для монтажа кабеля ПвВнг(А)-10 кВ?

Для монтажа применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты, рассчитанные на напряжение 8,7/10 кВ и тип изоляции – сшитый полиэтилен (XLPE). Существуют:

• Соединительные муфты: для соединения двух отрезков кабеля.
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки): для подключения кабеля к оборудованию (ячейке КРУ, трансформатору).
• Стопорные муфты: для разделения трехфазной системы на три одножильных кабеля в сетях с изолированной нейтралью.

Качество монтажа муфт – критически важный фактор для надежности всей линии.

Что означает категория «(А)» в маркировке и чем она отличается от «нг»?

Исполнение «нг» означает, что одиночный кабель не поддерживает горение после удаления источника огня. Однако при групповой прокладке несколько таких кабелей в пучке могут гореть совместно. Категория «(А)» – высшая по ГОСТ 53315 – гарантирует, что при испытании пучка кабелей с суммарной горючей массой 7 литров на метр длины (эквивалент большого кабельного коллектора) горение не распространяется на верхнюю отметку (2,5 м). Существуют также менее строгие категории B, C, D. Таким образом, «нг(А)» – это гарантия нераспространения горения именно при плотной групповой прокладке.

Требуется ли для кабеля ПвВнг(А)-10 кВ дополнительный заземляющий проводник?

Металлический экран (медная лента или проволока) кабеля выполняет функцию заземляющего проводника. Согласно ПУЭ, при сечении экрана, удовлетворяющем требованиям к проводимости для токов КЗ, прокладка отдельного заземляющего проводника вдоль кабеля не требуется. Однако концы экранов должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии.

Заключение

Кабель ПвВнг(А)-10 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, а исполнение с пониженной пожарной опасностью позволяет применять его в условиях плотной групповой прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях. Правильный выбор сечения, соблюдение условий прокладки и качественный монтаж с использованием соответствующих аксессуаров являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы, который составляет не менее 30 лет.