Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является современной, надежной и безопасной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа СБ) и широко применяется для распределения электрической энергии в промышленных сетях, городской инфраструктуре, на объектах генерации, в том числе в условиях повышенных требований к пожарной безопасности.

Расшифровка маркировки ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм²

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ 31996-2012, где «в» указывает на вулканизированный, т.е. сшитый полиэтилен).
• В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• нг(В) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории В (наибольшая пожарная нагрузка).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.
• 70 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм² является многослойной и строго регламентирована ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на номинальное напряжение 10, 20 и 35 кВ) и техническими условиями производителей.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий или медь. Наиболее распространенным и экономичным вариантом является алюминиевая жила.
• Класс гибкости: 1 или 2 (для однопроволочной или многопроволочной). Для сечений 70 мм² чаще применяется однопроволочная (монолитная) жила класса 1.
• Форма: круглая или секторная (для уменьшения общего диаметра кабеля).

2. Экранирование жилы

• Поверх жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Он предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

• Материал: сшитый полиэтилен (XLPE). Полученный методом химической или радиационной сшивки, он обладает высокой теплостойкостью (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Не течет при нагреве, в отличие от термопластичного ПВХ или ПЭ.
• Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения. Для 20 кВ она составляет, как правило, 5,5-6,0 мм.

4. Экранирование изоляции

• Состоит из двух обязательных элементов:
  • Полупроводящий экран (подушка) – накладывается поверх изоляции для обеспечения гладкого контакта с металлическим экраном.
  • Металлический экран – выполняется в виде медных или алюминиевых лент, оплетки из медных проволок или их комбинации. Для кабеля 70 мм² часто применяется экран из медных лент, наложенных спирально с перекрытием. Основная функция – защита от внешних электромагнитных влияний, замыкание токов утечки и обеспечение безопасности при повреждении (ток короткого замыкания стекает на землю через экран).

5. Поясная изоляция

• Представляет собой обмотку из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, которая служит для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также для фиксации экрана.

6. Оболочка

• Материал: поливинилхлоридный пластикат пониженной пожарной опасности с индексом «нг(В)-LS». Эта оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также соответствует строгим требованиям пожарной безопасности: не распространяет горение при групповой прокладке, выделяет мало дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов) при пожаре.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	24
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение, кВ/10 мин.	45
Допустимая длительная температура жилы, °C	90
Допустимая температура при перегрузке, °C	130 (не более 100 ч/год, 8 ч/сутки)
Допустимая температура при КЗ, °C (медь/алюминий)	250 / 200 (не более 5 с)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-15
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000

Механические и пожарные характеристики

Параметр	Значение / Описание
Категория исполнения по нераспространению горения	нг(В) – не распространяет горение при групповой прокладке по категории В
Критерий пожарной безопасности	П1.8.2.2.1 (по ГОСТ 31565-2012)
Коррозионная активность продуктов дымо-газовыделения	Пониженная (индекс «LS»)
Дымообразование при горении и тлении	Пониженное (индекс «LS»)
Огнестойкость	Как правило, не огнестойкий. При необходимости требуется кабель с индексом «FR» (огнестойкий).
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15-20 наружных диаметров кабеля (зависит от конструкции жилы)

Токовые нагрузки (ориентировочные значения для алюминиевой жилы)

Значения приведены для прокладки в земле (в траншее, одной кабельной линии, температуре земли +15°C, глубине заложения 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт) и в воздухе (температура воздуха +25°C).

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток односекундного КЗ, кА
В земле	205-225	8.1 (для алюминия)
В воздухе	190-210	8.1 (для алюминия)

Примечание: Для медной жилы сечением 70 мм² токовые нагрузки будут выше примерно на 30%, а ток КЗ – около 13.3 кА. Точные значения определяются расчетом для конкретных условий прокладки согласно ПУЭ 7-го изд. и справочным данным.

Области применения

• Питающие и распределительные сети напряжением 6-10/20 кВ в городах и поселках (районные подстанции – потребители).
• Вводы электроэнергии на промышленные предприятия, крупные торговые центры, стадионы.
• Питание мощных электродвигателей и другого высоковольтного оборудования.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (благодаря индексам «нг(В)» и «LS»).
• Прокладка в помещениях с массовым пребыванием людей, метрополитенах, аэропортах, где критично низкое дымообразование.
• Не рекомендуется для прокладки непосредственно в земле (траншее) без дополнительной защиты (кабельных каналов, труб) из-за механической уязвимости ПВХ оболочки к истиранию и возможной коррозии экрана.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокие электрические и эксплуатационные характеристики: сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне.
• Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией того же напряжения и сечения.
• Отсутствие риска стекания пропиточного состава, что позволяет использовать на трассах с большими перепадами высот.
• Простота монтажа и монтажа муфт благодаря жесткой конструкции.
• Пожарная безопасность: соответствие «нг(В)-LS» позволяет выполнять групповую прокладку в ограниченном пространстве.
• Высокая стойкость к влаге и термостарение.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (СБ), но сравнимая или ниже, чем у кабелей с изоляцией из ЭПР (этилен-пропиленовой резины).
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям (защемления, удары) и необходимость соблюдения радиуса изгиба.
• Чувствительность ПВХ оболочки к ультрафиолету при длительной прокладке на открытом солнце без защиты.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка должна производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
• Обязательно соблюдение минимального радиуса изгиба, указанного в технической документации производителя (обычно 15-20 D_нар).
• При прокладке в земле необходимо использовать защиту в виде песчаной подушки, сигнальной ленты, кирпича или бетонных плит. Рекомендована прокладка в асбоцементных, ПНД или ПВХ трубах для защиты от механических повреждений.
• При групповой прокладке в лотках, коробах, на эстакадах необходимо учитывать снижающие коэффициенты к токовой нагрузке.
• Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение.
• При монтаже металлический экран должен быть надежно заземлен с обеих сторон для обеспечения безопасности и нормального функционирования релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие ПвВнг-LS от АПвВнг-LS?

Первая буква в маркировке указывает на материал жилы. «А» – алюминиевая жила, отсутствие буквы «А» (или наличие «Медного» обозначения в ТУ) – медная жила. Таким образом, ПвВнг-LS чаще всего подразумевает медную жилу, АПвВнг-LS – алюминиевую. Это критически важно для проектирования, так как влияет на токовую нагрузку, стоимость и метод соединения жил.

Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 70 мм² в земле (траншее)?

Да, можно, но с обязательным соблюдением мер защиты, предписанных ПУЭ (Глава 2.3). Рекомендуется прокладка в трубах (ПНД, асбоцементных) или защитных коробах для предотвращения механических повреждений при раскопках и от давления грунта. Прямая прокладка в траншее допустима, но требует песчаной подсыпки и засыпки, укладки сигнальной ленты и защитных плит сверху.

Каков срок службы этого кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от условий прокладки, режимов работы (наличие перегрузок), качества монтажа и соединений.

Как правильно выбрать сечение 70 мм²? Достаточно ли его для конкретной мощности?

Сечение 70 мм² для напряжения 20 кВ является стандартным для распределительных сетей. Его выбор осуществляется на основе расчета по допустимой токовой нагрузке (с учетом способа прокладки и поправочных коэффициентов) и по потере напряжения. Например, для алюминиевого кабеля при токе 200 А в трехфазной сети 20 кВ передаваемая активная мощность составляет около √3 20 200 ≈ 6.9 МВт. Также обязателен проверочный расчет по термической стойкости к токам короткого замыкания.

Обязательно ли заземлять экран кабеля? И с одной, или с двух сторон?

Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Металлический экран должен быть заземлен с обеих сторон кабельной линии. Это обеспечивает путь для токов утечки, защиту персонала от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции, а также правильную работу устройств релейной защиты, реагирующих на замыкания на землю.

В чем разница между исполнениями «нг(А)», «нг(В)», «нг(С)»?

Эти категории определяют способность кабеля не распространять горение при групповой прокладке. Испытания проводятся при различной пожарной нагрузке (суммарной мощности горения):

• нг(А) – Наибольшая пожарная нагрузка. Кабель не распространяет горение при испытании в пучке с удельным тепловыделением 70 кВт/м.
• нг(В) – Высокая пожарная нагрузка (40 кВт/м).
• нг(С) – Умеренная пожарная нагрузка (20 кВт/м).

Для ответственных объектов и групповой прокладки в ограниченном пространстве обычно требуется категория «нг(А)» или «нг(В)».

Что означает аббревиатура «LS» и почему это важно?

«LS» (Low Smoke) означает «пониженное дымо- и газовыделение». Оболочка такого кабеля при горении выделяет значительно меньше дыма (прозрачность в камере более 40-50%) и коррозионно-активных галогенсодержащих газов (хлористого водорода). Это критически важно для безопасности людей при эвакуации из горящих зданий (чтобы не «ослепнуть» в дыму) и для защиты электронного оборудования от коррозии.

Можно ли использовать этот кабель для прокладки в взрывоопасных зонах?

Сам по себе кабель ПвВнг(В)-LS не является кабелем для взрывоопасных зон (например, типа КВВЭнг). Его оболочка не искробезопасна. Для взрывоопасных зон требуются специальные кабели с дополнительной защитой (бронированные, с особой маркировкой по ПУЭ и ГОСТ Р МЭК 60079). Однако он может быть частью проводки во взрывоопасной зоне, проложенной в герметичных стальных трубах, по решению проекта.