Кабель ПвПЭнг(А)-HF 120 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвПЭнг(А)-HF 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 10 кВ включительно. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям пожарной безопасности, экологии и надежности в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: Пв – изоляция из сшитого полиэтилена вулканизацией, П – оболочка из полиэтилена, Энг(А) – исполнение с пониженной пожарной опасностью, категория А по нераспространению горения при групповой прокладке, HF (Halogen Free) – безгалогенный состав, 120 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
Конструктивные элементы кабеля
Конструкция кабеля ПвПЭнг(А)-HF 120 мм² является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки (класс 1 или 2 по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов оболочки. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
- Фазная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную сетчатую структуру полимера, что резко повышает его термическую стойкость (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, аварийного режима до +130°C, короткого замыкания до +250°C), механическую прочность и стойкость к растрескиванию под напряжением.
- Экран по жиле: Состоит из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей на напряжение 6-10 кВ.
- Поясная изоляция: Выполнена из того же сшитого полиэтилена, что и фазная.
- Экран токопроводящий: Включает в себя медные проволоки (медную оплетку) или комбинацию медных лент и проволок. Предназначен для проведения токов короткого замыкания и создания симметричного электрического поля.
- Разделительный слой: Как правило, выполнен из лавсановой или полиэтилентерефталатной ленты. Защищает экран от контакта с броней.
- Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов. Оцинковка предотвращает коррозию.
- Защитный шланг (внешняя оболочка): Изготовлен из безгалогенной композиции на основе полиолефинов. Ключевая особенность маркировки «нг(А)-HF». При возгорании такой материал выделяет минимальное количество дыма (низкая дымогенерация) и не выделяет коррозионно-активные галогены (хлор, фтор и др.), что сохраняет электронное оборудование и позволяет эвакуироваться людям.
- Магистральные линии в сетях 6-10 кВ городского и промышленного распределения.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, компрессорных установок.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (категория «нг(А)»).
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой коррозионной активностью, при условии защиты от механических повреждений (броня выполняет эту функцию).
- Объекты с массовым пребыванием людей (вокзалы, аэропорты, метро, торговые центры), где обязательным является использование безгалогенных (HF) и низкодымных материалов.
- Высокие пожаробезопасные свойства: Соответствие категории «нг(А)» обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке, а индекс «HF» гарантирует отсутствие коррозионных и токсичных газов при пожаре.
- Отличные электрические и термические характеристики изоляции СПЭ: Высокая допустимая рабочая температура, стойкость к тепловым ударам и перегрузкам.
- Надежная механическая защита: Наличие стальной оцинкованной брони позволяет прокладывать кабель в земле без дополнительных защитных труб (если нет риска блуждающих токов и агрессивных сред).
- Длительный срок службы: При соблюдении условий эксплуатации и монтажа достигает 30 лет и более.
- Устойчивость к влаге: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает хорошие гидроизоляционные свойства.
- Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с изоляцией из ПВХ (ВВГ) и даже бумажно-пропитанных (СБ).
- Жесткость и большой вес: Броня и толстая изоляция делают кабель тяжелым и менее гибким, что усложняет монтаж на сложных трассах.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении внешней оболочки существует риск коррозии брони, что требует тщательного контроля при укладке.
- Особые требования к монтажу одножильных версий: Необходимость специальных мер по заземлению брони для компенсации вихревых токов.
- Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В (норма: сотни-тысячи МОм).
- Испытание повышенным выпрямленным напряжением (постоянным током). Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ, длительность приложения – 10 минут.
- Проверка целостности и фазировки жил.
- Проверка срабатывания защит (например, систем мониторинга переходных сопротивлений у кабельных муфт).
Основные технические и электрические характеристики
Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 10 кВ» с учетом специальных требований по пожарной безопасности.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10; 8,7/10; 6/6 |
| Количество и сечение жил | 1х120, 2х120, 3х120, 4х120 (3+1) |
| Материал жилы | Медь |
| Класс жилы | 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Макс. температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба | 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных версий требуется особый расчет из-за влияния брони) |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 1000 МОм*км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, продолжительность 5 мин. | Для 10 кВ: 22 кВ |
| Условие прокладки | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|
| В траншее, одна кабельная линия | ~320-340 А |
| В воздухе (в помещении или на открытом воздухе) | ~300-315 А |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7 изд. Глава 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру воздуха/грунта, количество работающих кабелей в траншее, способ прокладки).
Область применения и особенности монтажа
Кабель ПвПЭнг(А)-HF 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Особенности монтажа: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При прокладке в траншее требуется песчаная подушка и засыпка, а также сигнальная лента. Минимальный радиус изгиба должен строго соблюдаться. Для одножильных кабелей сечением 120 мм² в броне необходимо учитывать наведение токов в броне и применять специальные схемы перекрестного соединения брони и заземления на обоих концах линии для снижения потерь и предотвращения перегрева.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля ПвПЭнг(А)-HF 120 мм²:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями ПвПЭнг(А)-HF и ВВГнг(А)-LS на напряжение 10 кВ?
Разница фундаментальна. Кабель ВВГнг(А)-LS на такое напряжение практически не встречается, но даже если рассматривать аналоги, ключевое отличие – материал изоляции. У ПвПЭ – сшитый полиэтилен, работающий при +90°C, а у ВВГ – поливинилхлорид (ПВХ), предельная температура которого обычно +70°C. СПЭ значительно более стоек к тепловому старению и обладает лучшими диэлектрическими характеристиками на высокое напряжение. Кроме того, оболочка «HF» не содержит галогенов, в отличие от «LS» (Low Smoke), который лишь снижает дымовыделение, но может содержать хлор.
2. Можно ли прокладывать кабель ПвПЭнг(А)-HF 120 мм² в одном лотке с кабелями низкого напряжения 0.4 кВ?
Да, можно, и это одно из прямых назначений кабеля с индексом «нг(А)». Он предназначен для групповой прокладки, т.е. в общих лотках, коробах, на эстакадах с другими кабелями. Его оболочка из безгалогенного состава с пониженной пожарной опасностью предотвратит распространение пламени на соседние линии. Однако при этом должны соблюдаться правила разделения цепей разного напряжения (по ПУЭ), например, с помощью перегородок в лотке.
3. Как правильно заземлять броню одножильного кабеля ПвПЭнг(А)-HF 1х120?
Для одножильных кабелей в броне обязательным является перекрестное соединение брони и ее заземление на обоих концах линии. Это делается для того, чтобы наведенный в броне циркулирующий ток (из-за электромагнитного поля токоведущей жилы) не вызывал ее перегрева. На практике бронеленты с обоих концов кабеля соединяются с землей через специальные заземляющие зажимы или муфты. Иногда применяют схему с разрывом брони и ее заземлением только в одной точке, но это требует точного расчета и применяется реже.
4. Каков порядок приемо-сдаточных испытаний кабеля после прокладки?
После монтажа кабельная линия 10 кВ должна пройти обязательные испытания перед вводом в эксплуатацию, регламентируемые ПУЭ и ПТЭЭП. Для кабеля ПвПЭнг(А)-HF 120 мм² это:
5. Что означает индекс «(А)» в маркировке ПвПЭнг(А)-HF?
Индекс «(А)» обозначает высшую категорию по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ 53315-2009 (МЭК 60332-3). Кабель категории «А» испытывается в самом жестком режиме: горение не должно распространяться на длину более 2.5 метров при прокладке пучком кабелей с суммарным тепловыделением 42 кВт/м (для 10 кВ кабелей). Это означает, что данный кабель можно прокладывать в пучках самого большого объема и плотности.
6. Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?
Выбор сечения 120 мм² производится на основе расчета по допустимому длительному току (по таблицам ПУЭ с учетом всех поправочных коэффициентов) и по потере напряжения. Для кабеля 10 кВ сечение 120 мм² обычно применяется для передачи мощности порядка 5-7 МВА на расстояние в несколько километров при условии прокладки в земле. Точный расчет должен учитывать: мощность нагрузки, cos φ, длину линии, способ прокладки, температуру окружающей среды, резервирование и экономическую плотность тока.
Комментарии