Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвКВнг(А) на напряжение 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель силовой марки ПвКВнг(А) 35 кВ представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокий уровень надежности, безопасности и долговечности в широком диапазоне условий эксплуатации. Расшифровка маркировки: П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – контрольный (экранирующий) проводник, В – наличие брони из стальных оцинкованных проволок, нг(А) – пониженная пожароопасность с категорией распространения пламени А, 35 кВ – номинальное напряжение.

Конструкция кабеля ПвКВнг(А) 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Типичная конструкция включает в себя следующие компоненты, начиная от центра:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Имеет секторную или круглую форму. Сечение жилы выбирается исходя из условий токовой нагрузки и может варьироваться от 50 до 800 мм² и более.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран). Выполнен в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он необходим для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения частичных разрядов.
• Изоляция. Основной изоляционный слой из силанольносшитого полиэтилена (Пв). Этот материал, подвергнутый процессу сшивки, обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловому старению и стабильностью параметров при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран). Также выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Совместно с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
• Медный экран (концентрический заземляющий проводник). Выполнен в виде медных проволок, наложенных поверх внешнего полупроводящего экрана, или в виде медной ленты, наложенной спирально. Обозначение «К» в маркировке указывает на его наличие. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, отвод токов утечки и токов короткого замыкания на землю.
• Поясная изоляция. Лента или обмотка, накладываемая поверх медного экрана для его защиты от коррозии и механического повреждения элементами брони.
• Броня. Выполнена из стальных оцинкованных проволок (обозначение «В»). Обеспечивает механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Проволоки могут быть круглыми или плоскими (в виде ленты).
• Наружная оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПвХ нг). Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных сред, а также обеспечивает выполнение требований к распространению горения – кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории «А» (наивысшая стойкость).

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля регламентируются техническими условиями (ТУ) производителей, разработанными на основе ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более высокие напряжения, а также международных стандартов (МЭК, HD).

Таблица 1. Ключевые электрические параметры кабеля ПвКВнг(А) 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Максимальная длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании	+250°C (длительность не более 5 сек)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Допустимый нагрев при перегрузке	+105°C (не более 100 часов в год, 8 часов в сутки)
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	65 кВ (50 Гц) в течение 10 минут после монтажа

Таблица 2. Примеры сечений жил и массогабаритных показателей (ориентировочные)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А*
1×50	45-50	3500-4000	220-240
1×150	55-60	5000-5500	350-380
1×240	60-65	6500-7000	430-460
1×400	70-75	8500-9000	550-590
1×630	80-85	11000-12000	680-730

• Точные значения токовых нагрузок зависят от условий прокладки (глубина, удельное тепловое сопротивление грунта, температура окружающей среды, количество кабелей в траншее и их взаимного расположения) и должны определяться по актуальным методикам ПУЭ или стандартам.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвКВнг(А) 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях, включая производственные зоны с высокой пожароопасностью. Наличие брони позволяет применять его на трассах с риском механических повреждений, в том числе в условиях сдвига грунтов. Кабель может эксплуатироваться в следующих условиях:

• При температуре окружающей среды от -50°C до +50°C.
• При относительной влажности воздуха до 98% при температуре до +35°C.
• В грунтах любой коррозионной активности (благодаря оцинкованной броне и герметичной оболочке).
• В сейсмически активных районах (с учетом соответствующего крепления).

Категория пожарной опасности «нг(А)» позволяет производить групповую прокладку в пучках без ограничения по горючей массе, что критически важно для современных кабельных сооружений с высокой плотностью прокладки.

Преимущества и сравнительные особенности

По сравнению с кабелями старых типов, например, с бумажно-масляной изоляцией (СБ, ЦСБ), кабель ПвКВнг(А) обладает рядом существенных преимуществ:

• Отсутствие масла: Исключается риск утечки масла, не требуется сложная система масляного хозяйства и компенсаторов давления, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
• Высокая стойкость к тепловому старению: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства при высоких температурах, допускает большие перегрузки.
• Меньший вес и наружный диаметр: При одинаковом сечении жилы кабель с изоляцией из СПЭ легче и компактнее, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокая влагостойкость: Изоляция негигроскопична, что повышает надежность в условиях повышенной влажности.
• Простота монтажа и оконцевания: Технология монтажа муфт и концевых заделок для кабелей с СПЭ отработана и менее трудоемка.
• Длительный срок службы: Составляет не менее 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвКВнг(А) 35 кВ требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 5000 В). При прокладке в траншеях требуется песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита кирпичом или плитами от механических повреждений сверху. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. Для соединения и ответвления используются специальные кабельные муфты: соединительные, стопорные и концевые (наружной или внутренней установки). Критически важным этапом является подготовка кабеля: ступенчатая зачистка изоляции с точным снятием полупроводящих экранов, обезжиривание, наложение экранирующих и изолирующих элементов. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специализированного инструмента.

Контроль качества и приемо-сдаточные испытания

Каждый барабан с кабелем перед поставкой проходит заводские испытания, включающие:

• Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока частотой 50 Гц.
• Измерение сопротивления изоляции.
• Измерение сопротивления жилы постоянному току.
• Проверку целостности и проводимости экранов и брони.

После монтажа и установки муфт кабельная линия в целом подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением выпрямленного тока (постоянного) согласно ПУЭ. Типовое испытательное напряжение для кабеля 35 кВ составляет 105 кВ (выпрямленное) в течение 10 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ПвКВнг(А) и АПвКВнг(А) на 35 кВ?

Буква «А» в начале маркировки (АПвКВнг(А)) обозначает материал токопроводящей жилы – алюминий. Таким образом, ПвКВнг(А) имеет медную жилу, а АПвКВнг(А) – алюминиевую. Медные кабели имеют меньшее удельное сопротивление, большую стойкость к окислению и механическую прочность жилы, но большую стоимость. Выбор зависит от технико-экономического расчета.

Можно ли прокладывать кабель ПвКВнг(А) 35 кВ в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, можно. Однако при открытой прокладке в условиях УФ-излучения рекомендуется использование кабеля с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (обычно маркируется как ПвКВнг(А)-HF или с добавлением «с» – светостабилизированный). Стандартная оболочка из ПВХ пластиката со временем может терять эластичность под действием солнечного света.

Что означает индекс «нг(А)» и чем он отличается от «нг(В)» или «нг-LS»?

Индекс «нг» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке. Буква в скобках указывает категорию по испытаниям на распространение пламени: (А) – наивысшая, означает, что при испытании горение не распространяется на длину более 1.5 м, а тепловая энергия сгорания не превышает установленных высоких пределов. Категория (В) предъявляет менее строгие требования. Индекс «нг-LS» (Low Smoke) дополнительно означает пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля на 35 кВ?

Выбор сечения является комплексной инженерной задачей и производится на основе:

• Длительно допустимого тока нагрузки (по ПУЭ, с учетом поправок на температуру грунта/воздуха, количество параллельных кабелей, тепловое сопротивление среды).
• Потери напряжения (должна укладываться в нормы).
• Термической стойкости к токам короткого замыкания.
• Экономической плотности тока (для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат).

Рекомендуется выполнять расчет с использованием специализированного программного обеспечения или с привлечением проектных организаций.

Требуется ли дополнительная защита бронированного кабеля при прокладке в агрессивных грунтах?

Оцинкованная броня и оболочка из ПВХ пластиката обеспечивают достаточную защиту в большинстве сред. Однако в исключительно агрессивных условиях (свалки, солончаки, зоны с высоким содержанием химикатов) рекомендуется дополнительная защита в виде прокладки в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, а также применение кабеля с усиленной защитной оболочкой (например, из полиэтилена).

Каков срок службы кабеля ПвКВнг(А) 35 кВ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет 30-40 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки и эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок, целостность оболочки), качества монтажа муфт, а также от воздействия внешних факторов (механические повреждения, вибрация, затопление). Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.