Кабель ПвВнг(В) 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(В) 10 кВ: полный технический анализ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности марки ПвВнг(В) на напряжение 10 кВ является современным и широко востребованным решением для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и характеристики строго регламентированы межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ». Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвВнг(В) 10 кВ

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(В) – индекс пониженной пожарной опасности: «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке, «(В)» – категория по ГОСТ 53315-2009, указывающая, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Оболочка и изоляция выполнены из материалов, не распространяющих горение.
• 10 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.

Конструкция кабеля ПвВнг(В) 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность, долговечность и безопасность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Медная жила обладает более высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью к коррозии, но имеет большую стоимость. Алюминиевая – легче и дешевле. Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы) или многопроволочными (круглой формы) в зависимости от сечения.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной обработки, в результате которой линейные молекулы полиэтилена «сшиваются» в трехмерную сетку. Это придает изоляции выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), отличные диэлектрические и механические характеристики, стойкость к термоокислительному старению и влаге.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх основной изоляции для выравнивания электрического поля.

5. Поясная изоляция

Выполняется в виде обмотки из полупроводящих или электроизоляционных лент. Служит для фиксации экранов и придания кабелю круглой формы.

6. Экран (металлический)

Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля и выполнения функции заземления. Выполняется в двух основных вариантах:

• Медная лента, наложенная продольно или в виде спиральной обмотки с перекрытием.
• Медные проволоки, наложенные поверх поясной изоляции, часто в сочетании с медной лентой.

7. Оболочка

Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних элементов от повреждений, воздействия влаги, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей) и солнечного излучения. Индекс «нг(В)» указывает, что материал оболочки не поддерживает горение.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты для кабелей 10 кВ составляет 30 кВ (для толщины изоляции 3.0 мм) или 35 кВ (для толщины изоляции 3.4 мм) в течение 10 минут после прокладки. Допускается испытание выпрямленным напряжением 60 кВ в течение 15 минут.

Температурные режимы эксплуатации

• Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы в режиме перегрузки: +130°C (суммарно не более 1000 часов за срок службы).
• Максимальная температура жилы в режиме короткого замыкания: +250°C (продолжительность не более 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.

Минимальный радиус изгиба

Однократный минимальный радиус изгиба при прокладке составляет:

• Для кабелей с однопроволочными жилами: 15 наружных диаметров кабеля (D).
• Для кабелей с многопроволочными жилами: 10 D.

Области применения кабеля ПвВнг(В) 10 кВ

Кабель предназначен для прокладки в электрических сетях среднего напряжения 6/10(10) кВ, где предъявляются требования по нераспространению горения. Основные сферы применения:

• Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры (кабельные линии от ТП к РП, вводы в здания).
• Промышленные предприятия, заводы, фабрики.
• Нефтехимические и горнодобывающие комплексы.
• Объекты энергетики (внутристанционные связи на подстанциях).
• Транспортная инфраструктура (метрополитен, вокзалы, аэропорты).
• Торговые и офисные центры, многоэтажные жилые здания (в качестве вводных и распределительных линий).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), по мостам, в производственных помещениях. Запрещена прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, так как ПВХ оболочка не предназначена для длительного контакта с грунтом и не обладает стойкостью к грызунам. Для подземной прокладки применяются кабели с защитным покровом (броней), например, ПвБбШв.

Сравнительная таблица аналогов кабеля на 10 кВ

Марка кабеля	Материал изоляции	Особенности конструкции	Основная область применения
ПвВнг(В) 10 кВ	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Оболочка из ПВХ пониженной пожарной опасности. Без брони.	Прокладка внутри помещений, в кабельных сооружениях, где требуется нераспространение горения.
АПвВнг(В) 10 кВ	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Алюминиевая жила. Оболочка из ПВХ пониженной пожарной опасности.	Аналогично ПвВнг(В), но с алюминиевой жилой для снижения стоимости.
ПвБбШвнг(В) 10 кВ	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Броня из двух стальных оцинкованных лент. Защитный шланг из ПВХ. Не распространяет горение.	Прокладка в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений, в т.ч. в коррозионных средах.
ПвПнг(В) 10 кВ	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Оболочка из полиэтилена (PE). Не распространяет горение.	Для наружной прокладки, в т.ч. по фасадам, так как полиэтилен стоек к УФ-излучению. Не для помещений.
ЦСП 10 кВ (устаревший)	Бумажная, пропитанная вязким или маслонаполненным составом	Свинцовая оболочка, защитные покровы.	Устаревшая технология. Отличается сложностью монтажа (требует концевых муфт с фарфоровыми изоляторами), ограничениями по перепаду высот.

Таблица выбора сечения по длительно допустимому току (для меди, +90°C, прокладка в воздухе)

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, Iдоп, А	Трехжильный кабель, Iдоп, А
25	170	140
35	205	170
50	250	205
70	305	250
95	360	300
120	415	340
150	470	385
185	530	435
240	605	500

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температура окружающей среды, количество кабелей в пучке, наличие перегрузок) и должны быть рассчитаны в соответствии с ПУЭ и методиками ГОСТ.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Работа с концевыми заделками. При разделке кабеля крайне важно аккуратно удалить полупроводящие экраны. Для соединения и оконцевания необходимо использовать специализированные муфты (переходные, соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 10 кВ.
• Заземление. Металлический экран (медные проволоки и/или лента) с обоих концов кабельной линии должен быть надежно заземлен. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защитных устройств.
• Условия прокладки. Запрещена прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева. Подогрев должен производиться в закрытом помещении или под тепляком в течение 24-72 часов.
• Испытания после монтажа. После прокладки и монтажа муфт кабельная линия в обязательном порядке подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением выпрямленного тока согласно нормативам (ПТЭЭП, СО 153-34.20.507-2003).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвВнг(В) от ПвБбШвнг(В)?

Основное отличие – наличие брони. ПвВнг(В) имеет только ПВХ оболочку и предназначен для прокладки там, где отсутствуют значительные механические воздействия (помещения, кабельные сооружения). ПвБбШвнг(В) имеет броню из стальных лент и наружный шланг, что позволяет прокладывать его непосредственно в земле (траншее) и в условиях риска механических повреждений.

Можно ли проложить кабель ПвВнг(В) 10 кВ в земле?

Нет, напрямую в земле (грунте, траншее) прокладывать запрещено. ПВХ оболочка не обладает достаточной механической прочностью против давления грунта, острых камней, действий грызунов и не является надежным барьером против влаги при длительном контакте. Для подземной прокладки необходимо использовать бронированные кабели (ПвБбШвнг) или прокладывать ПвВнг(В) в защитных трубах (ПНД, асбоцементных) или кабельных каналах, что экономически и технически часто менее целесообразно.

Что означает индекс «нг(В)» и в чем его важность?

Индекс «нг» (не распространяющий горение) означает, что при групповой прокладке кабель не поддерживает горение. Категория «(В)» по ГОСТ 53315 указывает, что кабель соответствует высшему уровню пожарной безопасности в своем классе: испытательное пламя не вызывает горения кабеля даже при одиночной прокладке. Это критически важно для прокладки в зданиях, общественных местах, на энергоемких объектах, где требования пожарной безопасности максимально строгие.

Почему для изоляции используется именно сшитый полиэтилен, а не ПВХ?

ПВХ (винил) для напряжений 10 кВ в качестве основной изоляции не применяется из-за значительно худших диэлектрических и термических характеристик. Сшитый полиэтилен (XLPE) имеет:

• Более высокую допустимую температуру жилы (+90°C против +70°C для ПВХ).
• Лучшую стойкость к тепловому старению.
• Более высокую удельное электрическое сопротивление.
• Меньшие диэлектрические потери.
• Отсутствие необходимости в ограничениях по перепаду высот при монтаже (в отличие от бумажно-масляной изоляции).

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ПвВнг(В) 10 кВ?

Выбор сечения – комплексная инженерная задача, выполняемая на стадии проектирования. Основные критерии:

• По длительно допустимому току нагрузки (см. таблицы ПУЭ, ГОСТ). Ток должен быть больше расчетного тока линии с учетом коэффициентов поправки на температуру и групповую прокладку.
• По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что кабель не разрушится при КЗ за время срабатывания защиты).
• По потере напряжения (особенно для протяженных линий).
• По условиям срабатывания защитной аппаратуры (обеспечение чувствительности защит).

Окончательный выбор должен быть закреплен в проектной документации.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?

Да, монтаж современных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на кабели 10 кВ требует специального инструмента (труборезы, фаскосниматели, устройства для ступенчатой разделки изоляции) и высокой квалификации персонала. Работа с полупроводящими слоями и точное позиционирование элементов муфты критически важны для надежности соединения. Монтаж должен выполняться сертифицированными специалистами по инструкции производителя муфт.