Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1-х жильный 10 кВ: полный технический анализ

Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой современное силовое кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы отвечают жестким требованиям пожарной безопасности, надежности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: П – изоляция из сшитого полиэтина, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – кабельная алюминиевая жила, Внг(А) – исполнение пониженной пожарной опасности с индексом распространения пламени категории А (наивысшая стойкость), LS – Low Smoke, пониженное дымовыделение при пожаре, 1-х жильный – одножильное исполнение, 10 кВ – номинальное напряжение.

Конструкция и материалы

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марка АВЕ или аналогичная) по ГОСТ 22483. Жила может быть секторной или круглой формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить теплоотвод. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторная и состоит из нескольких проволок, скрученных в несколько повивов.

Экран по жиле

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного эффекта) на микронеровностях поверхности жилы, что критически важно для кабелей среднего напряжения.

Изоляция

Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации полиэтина, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это обеспечивает ряд преимуществ: высокая температурная стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), отличные диэлектрические свойства, стойкость к тепловому старению и механическая прочность.

Экран по изоляции

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экраном по жиле, создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции, концентрируя его внутри слоя сшитого полиэтина.

Металлический экран

Поверх полупроводящего экрана накладывается медная или алюминиевая лента, либо оплетка из медных проволок. В одножильных кабелях этот экран выполняет две ключевые функции: является нулевой (заземляемой) точкой для прохождения емкостного тока и обеспечивает защиту от электромагнитных помех. В случае короткого замыкания через него протекает ток, поэтому его сечение нормируется.

Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из ПВХ-ленты или аналогичного материала, которая служит для механической защиты металлического экрана и предотвращения его коррозии при контакте с внешней оболочкой.

Внешняя оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг(А)-LS). Данный материал обеспечивает механическую и химическую защиту, а также соответствует требованиям пожарной безопасности: не распространяет горение при групповой прокладке (категория А), обладает пониженным дымовыделением и газообразованием при воздействии пламени.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х10 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц.

• Прокладка: В кабельных сооружениях (туннелях, коллекторах, эстакадах), производственных помещениях, на специальных кабельных полках. Рекомендуется для групповой прокладки. Прокладка в земле (траншеях) возможна, но требует дополнительной защиты (брони) и не является типовой для данной марки.
• Температурный режим: Эксплуатация при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
• Относительная влажность: До 98% при температуре до +35°C.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Номинальное напряжение U₀/U: 6/10 кВ, где U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном), U – междуфазное напряжение. Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа – 2.5U₀ в течение 15 минут.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры (выборочно)

Сечение жилы, мм²	Макс. наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки*, А
50	32.0	1300	0.641	190
95	38.5	1900	0.320	285
150	44.0	2600	0.206	360
240	51.0	3700	0.125	465
400	62.0	5600	0.0778	625

• Значения приведены для прокладки в воздухе при температуре +25°C. При других условиях вводятся поправочные коэффициенты.

Параметры пожарной безопасности

• Огнестойкость: Категория исполнения по нераспространению горения Внг(А) по ГОСТ 53315. Кабель не распространяет горение при групповой прокладке (категория А – испытание на пламя в 3,5 раза более жесткое, чем для категории В).
• Дымообразование: Индекс LS (Low Smoke) означает, что при горении и тлении оптическая плотность дыма будет пониженной, что сохраняет видимость при эвакуации.
• Кислотность газовыделений: Значение pH выделяющихся газов не менее 4,0, проводимость раствора не более 10 мкСм/мм. Это снижает коррозионное воздействие на металлические конструкции и оборудование.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества

• Высокие пожаробезопасные свойства: Сочетание Внг(А) и LS делает кабель предпочтительным для прокладки на объектах с массовым пребыванием людей, в метрополитенах, высотных зданиях, промышленных предприятиях.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтинен обеспечивает высокую стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
• Удобство монтажа: Алюминиевая жила легче медной, что облегчает транспортировку и прокладку. Одножильные кабели проще разделывать и монтировать в стесненных условиях, особенно на поворотах трасс.
• Экономичность: Алюминий дешевле меди, что снижает капитальные затраты на проект.

Недостатки

• Наличие вихревых токов: В одножильных кабелях с металлическим экраном при переменном токе возникают потери на вихревые токи, особенно при неправильном расположении кабелей (в треугольнике) или использовании стальных конструкций для крепления. Это требует специальных мер при проектировании.
• Меньшая механическая стойкость алюминия: По сравнению с медью алюминиевая жила более подвержена излому при частых перегибах.
• Отсутствие брони: Базовая конструкция не имеет бронепокрова, что ограничивает применение для прямой прокладки в земле без защитных труб или коробов.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж одножильных кабелей 10 кВ требует соблюдения специфических правил.

• Расположение фаз: При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей (для трехфазной системы) их необходимо располагать вплотную друг к другу треугольником или в одной плоскости. Несоблюдение этого правила приводит к значительному увеличению индуктивного сопротивления и неравномерному распределению тока по кабелям.
• Заземление экранов: Металлические экраны должны быть заземлены с двух концов кабельной линии. Это обеспечивает протекание тока короткого замыкания и защиту персонала. В длинных линиях может применяться поперечное соединение экранов для снижения циркулирующих токов.
• Соединение и оконцевание: Для соединения жил применяются специальные соединительные муфты, для подключения к оборудованию – концевые муфты (концевики) или термоусаживаемые перчатки. Алюминиевые жилы требуют тщательной зачистки от окисной пленки и использования контактной пасты.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвКаВнг(А)-LS и АПвВнг(А)-LS?

Разница в материале изоляции. В марке АПвВнг(А)-LS изоляция выполнена из вулканизированного полиэтина (обозначение «Пв»), что является синонимом сшитого полиэтина (XLPE). Таким образом, это одно и то же. Буква «А» в начале маркировки АПвВнг явно указывает на алюминиевую жилу. Кабель ПвКаВнг(А)-LS и АПвВнг(А)-LS – это разные обозначения одного и того же изделия по разным ТУ или в разные периоды времени. Всегда необходимо сверяться с техническими условиями.

Почему для сетей 10 кВ используется именно сшитый полиэтиен, а не ПВХ изоляция?

ПВХ (винил) для напряжений выше 1 кВ практически не применяется из-за значительно худших диэлектрических и тепловых характеристик. Сшитый полиэтиен имеет более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C у ПВХ), меньшие диэлектрические потери, большую стойкость к тепловому старению и лучшую устойчивость к частичным разрядам, что критично для среднего напряжения.

Можно ли прокладывать кабель ПвКаВнг(А)-LS в земле (траншее)?

Прямая прокладка в земле базовой модификации без бронепокрова (обозначаемого буквой «Б» в маркировке, например, ПвКаБбШв) не рекомендуется и часто запрещена ПУЭ. Отсутствие брони (стальных лент или проволок) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, грызунам. Для подземной прокладки следует выбирать бронированные исполнения или использовать защитные трубы (ПНД, асбестоцементные, металлические).

Как правильно выбрать сечение жилы для данного кабеля?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока. Первый расчет гарантирует, что кабель не перегреется в нормальном режиме. Второй – оптимизирует капитальные и эксплуатационные затраты. Обязательно учитываются поправочные коэффициенты на способ прокладки (в воздухе, в земле, группами), температуру окружающей среды, а также проверяется сечение по термической стойкости к токам короткого замыкания.

Что означает индекс (А) в маркировке Внг(А) и чем он отличается от Внг?

Индекс (А) указывает на категорию исполнения по нераспространению горения. Кабели, испытанные по категории А, проходят испытание в более жестких условиях (большая мощность пламени горелки) и при групповой прокладке. Кабели с индексом Внг (без А) соответствуют более низкой категории и могут не пройти испытания для категории А. Использование кабелей Внг(А) требуется на объектах повышенной опасности и ответственности.

Требуется ли дополнительная защита кабеля от электромагнитных полей?

Металлический экран (медная лента/оплетка) в конструкции кабеля как раз и служит для защиты от влияния внешних электромагнитных полей и ограничения излучения собственного поля кабеля. При правильном заземлении с двух сторон он эффективно выполняет эту функцию. Дополнительные экранирующие мероприятия, как правило, не требуются.

Заключение

Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х10 кВ является технически совершенным и безопасным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения на промышленных и гражданских объектах. Его ключевые преимущества – сочетание надежной изоляции из сшитого полиэтина, отвечающей требованиям современных нагрузок, и высокого уровня пожарной безопасности, обеспечиваемого оболочкой с низким дымо- и газовыделением. Правильный выбор сечения, соблюдение норм проектирования и монтажа, в особенности касающихся расположения фаз и заземления экранов, гарантируют долговечную и безотказную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы. Применение данного кабеля позволяет выполнить требования как технических регламентов, так и норм пожарной безопасности в сложных условиях групповой прокладки.