Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х400: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х400 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 1 кВ частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокий уровень пожарной безопасности, что делает его ключевым элементом современных энергетических систем, особенно на объектах с массовым пребыванием людей и в многофункциональных комплексах.
Расшифровка маркировки кабеля ПвКаВнг(А)-LS 1х400
Маркировка кабеля содержит полную информацию о его конструкции и свойствах согласно ГОСТ 31565-2012 (ГОСТ Р 53769-2010) и других технических регламентов.
- Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтина (П) вулканизированного (в).
- Ка – материал оболочки кабеля – композит на основе полиолефинов.
- Внг(А) – исполнение по пожарной опасности: В – распространение горения по кабелю не более 2.5 м, нг – не распространяющий горение, (А) – высшая категория по испытаниям в пучке (наибольшая пожаробезопасность).
- LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
- 1х400 – количество и номинальное сечение токопроводящих жил: одна жила сечением 400 мм².
- Класс 1 (однопроволочная) – монолитная жила. Обладает максимальной жесткостью, применяется для стационарной прокладки без частых изгибов.
- Класс 2 (многопроволочная) – жила, скрученная из множества проволок. Обладает повышенной гибкостью, что облегчает монтаж в условиях сложной трассы.
- Длительно допустимая температура жилы: +90°C.
- Максимальная температура при коротком замыкании: +250°C (не более 5 сек).
- Высокая стойкость к тепловому старению.
- Защитная (электромагнитная совместимость): ограничивает электромагнитное поле внутри кабеля, снижая индуктивные помехи для стороннего оборудования.
- Нулевая жила в системах заземления: в одножильных кабелях экран используется в качестве проводника для тока утечки или замыкания на землю. При прокладке в земле или трубах обязательно заземляется с двух сторон.
- Механическую защиту.
- Стойкость к распространению горения (исполнение Внг(А)).
- Пониженное дымо- и газовыделение (исполнение LS). При пожаре выделяет минимальное количество коррозионно-активных газов (хлористого водорода и др.) и дыма, что критически важно для эвакуации людей.
- Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, этажных коробах и шахтах, на электростанциях и подстанциях.
- Прокладка в помещениях с массовым пребыванием людей: торговые и бизнес-центры, вокзалы, аэропорты, метрополитен, больницы, спортивные комплексы. Исполнение LS и нг(А) здесь является обязательным требованием норм пожарной безопасности (СП 6.13130.2020, ФЗ-123).
- Прокладка в земле (траншее): допускается, но с обязательным применением защитных конструкций (ПНД/ПВХ трубы, лотки, блоки) для предотвращения механических повреждений. Не рекомендуется для прямой прокладки в земле без защиты.
- Заземление экранов: Медный экран должен быть заземлен с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает путь для токов короткого замыкания и снижает напряжение прикосновения.
- Прокладка в треугольник: При прокладке трех фаз (трех кабелей 1х400) рекомендуется располагать их вплотную в форме треугольника. Это минимизирует индуктивное сопротивление петли «фаза-экран» и снижает циркулирующие токи в экранах.
- Перекрестное соединение экранов: На длинных линиях (обычно более 500-800 м) для дополнительного снижения токов в экранах применяют перекрестное соединение: экраны секционируют и перекрещивают, меняя местами в точках соединения. Это требует специального проекта.
- Исключение магнитных контуров: Кабели должны фиксироваться немагнитными креплениями (из нержавеющей стали, алюминия, пластика). Прохождение кабеля через стальные перегородки должно осуществляться в немагнитных втулках.
Полное обозначение также включает номинальное напряжение. Таким образом, кабель предназначен для работы в сетях 0.66/1 кВ.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля ПвКаВнг(А)-LS 1х400 является многослойной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 400 мм² изготавливается из медной проволоки. В зависимости от требований гибкости (класса жилы) применяется:
Для кабеля 1х400 чаще применяется класс 2. Жила соответствует ГОСТ 22483.
2. Внутренний экран (полупроводящей слой)
Наносится поверх жилы экструзионным способом в виде слоя из сшитого полиэтина, модифицированного сажей. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
3. Изоляция
Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает превосходными электротехническими и термическими характеристиками по сравнению с ПВХ или обычным полиэтином:
4. Внешний экран (полупроводящей слой)
Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции. Вместе с внутренним экраном создает coaxial-структуру, обеспечивая равномерное радиальное электрическое поле.
5. Экранирующая оболочка (металлический экран)
Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается медная лента или оплетка из медных проволок. В кабеле 1х400 экран выполняет две ключевые функции:
6. Поясная изоляция
Слой из полимерной пленки или пластиката, накладываемый поверх металлического экрана для его защиты от контакта с внешней оболочкой и придания кабелю округлой формы.
7. Внешняя оболочка
Выполнена из композитного материала на основе полиолефинов (Ка), не содержащего галогенов. Оболочка обеспечивает:
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 0.66/1 |
| Количество и сечение жил, мм² | 1х400 |
| Материал жилы | Медь |
| Класс жилы (гибкость) | 1 или 2 |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Материал оболочки | Полимерная композиция не содержащая галогенов |
| Длительно допустимая температура жилы, °C | +90 |
| Макс. температура жилы при КЗ (5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура монтажа, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0447 (для класса 1 и 2) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 3.5 |
| Показатели пожарной безопасности | Категория П1б.8.2.2.2 по ГОСТ 31565: не распространяющий горение при групповой прокладке (категория А), с пониженным дымо- и газовыделением (LS). |
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х400 применяется для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках.
Критически важные правила прокладки одножильных кабелей 1х400
При использовании одножильных кабелей большой мощности необходимо учитывать явление возникновения вихревых токов и нагрев от потерь в металлическом экране и близко расположенных стальных конструкциях.
Сравнение с аналогами и выбор
Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х400 имеет ряд аналогов, выбор между которыми зависит от условий эксплуатации и бюджета.
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Область применения |
|---|---|---|
| ПвКаВнг(А)-LS 1х400 | Сшитый полиэтиен, безгалогенная оболочка, LS, нг(А). Оптимальное сочетание электротехнических и пожарных характеристик. | Современный стандарт для ответственных объектов, помещений с массовым пребыванием людей. |
| АВВГнг(А)-LS 1х400 | Изоляция и оболочка из ПВХ пластиката с пониженной пожарной опасностью. Допустимая температура жилы +70°C. Меньшая стойкость к тепловому старению. | Бюджетное решение для сетей 0.66/1 кВ, где не предъявляются высокие требования по температурному режиму. |
| ПвПнг(А)-LS 1х400 | Внешняя оболочка из полимерной композиции, не содержащей галогенов, но материал оболочки может отличаться от «Ка». Часто является полным аналогом. | Аналогична ПвКаВнг(А)-LS. Необходимо уточнять технические условия производителя. |
| ПвВнг(А)-LS 1х400 | Внешняя оболочка из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности. Содержит галогены, но с низким дымовыделением. | Применяется реже, где требования по газовыделению менее строгие, но нужны свойства XLPE. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему для одной фазы используется три одножильных кабеля (3х1х400), а не один трехжильный (1х3х400)?
Использование трех одножильных кабелей (3х1х400) вместо одного трехжильного (3х400) большой мощности обусловлено несколькими факторами: удобством транспортировки и монтажа (каждая жила по 400 мм² имеет значительный вес и габариты), возможностью оптимизации прокладки (треугольником) для снижения потерь, а также соображениями резервирования – при повреждении одной жилы ее замена дешевле и быстрее.
2. Обязательно ли заземлять экран с двух сторон для кабеля 1х400?
Да, обязательно. Заземление экрана только с одной стороны приводит к тому, что на незаземленном конце будет присутствовать высокое напряжение (наведенное электромагнитным полем фазы), опасное для персонала и оборудования. Двустороннее заземление обеспечивает безопасность и создает путь для токов короткого замыкания. Исключение – схемы с перекрестным соединением экранов, где заземление выполняется в точках секционирования.
3. В чем принципиальная разница между исполнениями нг(А), нг(В), нг(С), нг(D)?
Категории (А, В, С, D) определяют поведение пучка кабелей при горении в соответствии с ГОСТ 33207 (МЭК 60332-3). Категория А – наивысшая: испытание проводится в самом жестком режиме (объем горючей нагрузки 7 л/м), и кабель не должен распространять горение. Категории В, С, D предполагают меньшую горючую нагрузку (3.5, 1.5, 0.5 л/м соответственно). Для объектов повышенной опасности и массового пребывания людей нормы предписывают применение кабелей категории А.
4. Можно ли прокладывать ПвКаВнг(А)-LS 1х400 в земле без защиты?
Не рекомендуется. Механическая прочность оболочки данного кабеля не рассчитана на прямую укладку в грунт с возможностью давления камней, воздействия грызунов или землеройных работ. Для прокладки в земле необходимо использовать защитные трубы (ПНД, асбоцементные) или кабельные блоки.
5. Что означает аббревиатура «LS» и почему она важна?
LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение. При пожаре кабель с индексами LS выделяет на 30-50% меньше дыма по сравнению с обычными материалами, а также минимальное количество коррозионно-активных галогеносодержащих газов (хлороводорода). Это сохраняет видимость при эвакуации и защищает дорогостоящее электронное оборудование от коррозии.
6. Как определить необходимую длину кабеля с учетом слабины и температурных деформаций?
При прокладке в лотках, на конструкциях необходимо предусмотреть компенсаторы в виде волнообразной укладки или S-образных изгибов, особенно при длинных прямых участках. Запас длины должен составлять 1-2% для компенсации температурных расширений/сжатий и предотвращения механических напряжений. Точный расчет ведется по формуле ΔL = α L ΔT, где α – коэффициент линейного расширения (для меди ~1710⁻⁶ 1/°C, для полимеров ~10010⁻⁶ 1/°C).
Заключение
Кабель ПвКаВнг(А)-LS 1х400 является современным, надежным и безопасным решением для построения магистральных и распределительных сетей низкого напряжения на ответственных объектах. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокую пропускную способность и долговечность, а исполнение по пожарной опасности (нг(А)-LS) соответствует самым строгим нормам. Правильный выбор, проектирование и монтаж с учетом особенностей одножильных кабелей большого сечения (заземление экранов, способ укладки) являются залогом бесперебойной и безопасной работы энергетической системы на протяжении всего срока службы, который составляет не менее 30 лет.