Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки MVV: конструкция, параметры и область применения трехжильных исполнений

Кабель марки MVV – это силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Трехжильное исполнение является наиболее распространенным для организации трехфазных сетей среднего напряжения. Конструкция кабеля соответствует немецкому стандарту DIN VDE 0276-620 и его международным аналогам (IEC 60502-2), что обеспечивает высокую надежность и длительный срок службы.

Конструкция трехжильного кабеля MVV

Конструкция кабеля MVV 3x… является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения механической прочности, электрической безопасности и устойчивости к внешним воздействиям.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Может быть секторной или круглой формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы имеют класс гибкости 1 или 2 (по IEC 60228).
• Экран жилы (полупроводящей экран): Каждая жила в индивидуально экранированных конструкциях покрыта слоем экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для изоляции среднего напряжения.
• Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в продолжительном режиме), стойкостью к тепловому старению и трекингу. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля.
• Экран изоляции (полупроводящей слой): Поверх изоляции каждой жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном жилы он формирует концентрическое электрическое поле строго внутри изоляции.
• Металлический экран: Поверх экранов изоляции всех трех жил накладывается общий металлический экран. Его назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также выполнение функции заземления и пути для тока короткого замыкания. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации.
• Поясная изоляция: В некоторых конструкциях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов.
• Оболочка: Внешняя защитная оболочка изготавливается из поливинилхлоридного (PVC) пластиката или, для улучшенных характеристик, из полиэтилена низкой плотности (LDPE) или полиэтилена высокой плотности (HDPE). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных химических веществ и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный.

Ключевые технические характеристики и параметры

Эксплуатационные параметры кабеля MVV определяются его конструкцией и материалами. Основные характеристики приведены в таблицах ниже.

Таблица 1. Основные электрические и температурные параметры кабеля MVV

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 12/20 (24) кВ; 18/30 (36) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей; U – междуфазное; Um – максимальное.
Частота	50 Гц	Допускается работа на частоте 60 Гц.
Допустимая температура жилы в продолжительном режиме	+90°C	Для кабелей с изоляцией из XLPE.
Максимальная температура жилы при КЗ	+250°C	Продолжительность КЗ не более 5 сек.
Допустимая температура жилы при перегрузке	+130°C	Не более 100 часов в год, 30 часов суммарно.
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-20°C	Для кабелей в ПВХ оболочке.
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D (наружный диаметр кабеля)	Для одножильных и многожильных кабелей.
Срок службы	Не менее 30 лет	При соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритных показателей для кабеля MVV 3x… на напряжение 8,7/15 кВ

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	Допустимый длительный ток в земле, А (справочно)*
3×50	55-60	4500-5000	200-220
3×95	65-70	6500-7000	280-310
3×150	75-80	8500-9500	350-380
3×240	85-95	12000-13500	430-470
3×300	95-105	15000-17000	490-530

*Точные значения тока нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (глубина, теплопроводность грунта, температура окружающей среды, количество кабелей в траншее) и должны рассчитываться по методикам, приведенным в ПУЭ и стандартах IEC 60287.

Область применения и способы прокладки

Трехжильные кабели MVV применяются для создания и модернизации распределительных сетей среднего напряжения в следующих областях:

• Питание промышленных предприятий, цехов, насосных станций.
• Создание распределительных линий в городской инфраструктуре (кабельная канализация, тоннели).
• Прокладка в качестве вводов и отводов на подстанциях и распределительных пунктах.
• Организация электроснабжения крупных коммерческих и жилых комплексов.
• Прокладка в грунте (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами).

Способы прокладки: в кабельных каналах, блоках, тоннелях, по эстакадам, в производственных помещениях, а также непосредственно в земле (траншейная прокладка). Для прокладки в грунте без дополнительной защиты часто используются бронированные модификации кабеля – MVVBG (с броней из стальных оцинкованных лент) или MVVBY (с броней из круглых стальных оцинкованных проволок).

Отличия от других типов кабелей среднего напряжения (ВВГ, АПвВг, СИП)

• ВВГ: Кабель с ПВХ изоляцией жил. Рассчитан на напряжение до 1 кВ. Для среднего напряжения не применяется. Основное отличие MVV – материал изоляции (XLPE vs PVC) и уровень номинального напряжения.
• АПвВг: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевой жилой. Фактически является аналогом MVV по электрическим характеристикам, но маркировка соответствует ГОСТ. Конструктивно очень близок, различия часто заключаются в деталях стандартов (толщины изоляции, материалы оболочки).
• СИП (Самонесущий изолированный провод): Предназначен для воздушных линий распределительных сетей 0,4-35 кВ. Имеет совершенно иную конструкцию: неэкранированные изолированные жилы, несущий элемент, устойчивость к атмосферным воздействиям и УФ-излучению. MVV для воздушной прокладки без несущего троса не применяется.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля MVV требует специальной подготовки и инструмента. Особое внимание уделяется разделке конца кабеля и монтажу концевых муфт. Технология включает послойное снятие оболочки, экранов и изоляции с точным соблюдением размеров, указанных в инструкции к муфте. Очистка полупроводящих слоев должна производиться специальными инструментами во избежание повреждения изоляции. Для соединения жил используются механические или сварные соединения (опрессовка, сварка). Кабели с изоляцией из XLPE допускают применение муфт как с термоусаживаемыми, так и с холодноусаживаемыми компонентами. Качественная герметизация и заземление металлического экрана являются обязательными условиями надежной эксплуатации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной (МНРС)?

Изоляция XLPE обладает более высокими диэлектрическими и механическими свойствами, не требует сложных систем подпитки маслом, имеет меньший вес и диаметр при одинаковом сечении, допускает большие перепады по высоте трассы. Кабели с XLPE имеют более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C для бумажно-пропитанной), что позволяет пропускать большие токи нагрузки. Они также проще в монтаже и обслуживании.

Обязательно ли заземлять металлический экран кабеля MVV с двух сторон?

Да, это обязательное требование правил устройства электроустановок (ПУЭ) для кабелей на напряжение выше 1 кВ. Заземление экрана с обоих концов обеспечивает безопасность персонала (снижает напряжение прикосновения на оболочке до безопасного уровня), создает путь для тока короткого замыкания и способствует симметрированию электрического поля. В протяженных линиях для снижения токов в экране может применяться поперечное или продольное разъединение экрана с помощью специальных муфт, но в конечных точках экран всегда должен быть надежно заземлен.

Что означает маркировка MVVBG и чем она отличается от MVV?

Буква «B» в маркировке MVVBG указывает на наличие бронепокрова, а «G» – на его исполнение из стальных оцинкованных лент (от нем. «Gepanzert» – бронированный). Таким образом, MVVBG – это бронированный кабель с ленточной броней, предназначенный для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций (кирпич, плиты), так как броня защищает кабель от механических повреждений (раскапывание, давление грунта). Кабель MVV без буквы «B» не имеет брони и для прокладки в земле требует дополнительной защиты.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля MVV?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки и по экономической плотности тока. Первый расчет гарантирует, что кабель не перегреется в нормальном режиме. Второй – оптимизирует капитальные затраты и потери электроэнергии. Обязательно учитываются условия прокладки (в земле, воздухе, канале), температура окружающей среды, количество работающих параллельных кабелей и их взаимное расположение. Окончательный выбор сечения должен быть проверен на соответствие условиям короткого замыкания (термическая стойкость) и на потерю напряжения.

Можно ли соединять кабели MVV с разным сечением жил?

Прямое соединение кабелей с разным номинальным сечением жил не рекомендуется. Разное сечение означает разное электрическое сопротивление и, как следствие, неравномерное распределение токовой нагрузки, что может привести к перегреву жилы кабеля с меньшим сечением. В исключительных случаях такое соединение может быть выполнено через распределительное устройство (шинную сборку) или через кабельную муфту, но при обязательном проведении теплового расчета и проверке условий защиты от перегрузки для кабеля с меньшим сечением.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей MVV?

Основные причины отказов: механические повреждения при монтаже или последующих земляных работах; некачественный монтаж концевых и соединительных муфт (загрязнение изоляции, неправильная усадка, плохая герметизация); старение изоляции под воздействием длительных перегрузок или внешнего нагрева; коррозия металлического экрана или брони из-за повреждения оболочки и попадания влаги; повреждение грызунами; электрический пробой из-за перенапряжений (грозовых, коммутационных) при недостаточном уровне защиты.