Кабель ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях напряжением до 35 кВ включительно. Данный тип кабеля является современным, высокотехнологичным решением, отвечающим строгим требованиям пожарной безопасности и экологическим нормам. Маркировка расшифровывается следующим образом: Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, П – оболочка из полиэтилена, Г – гибкий (многопроволочная токопроводящая жила), Э – экран (в данном случае, общий для всех жил), нг(А) – нераспространяющий горение по категории А (наибольшая стойкость к распространению пламени при групповой прокладке), HF – низкое дымо- и газовыделение (Halogen Free).
Конструкция кабеля ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет специфическую функцию.
Токопроводящая жила
Жила сечением 120 мм² выполняется из медных проволок (многопроволочная, 5 или 6 класса гибкости по ГОСТ 22483), что обеспечивает кабелю необходимую гибкость для удобства монтажа и укладки. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к коррозии и длительный срок службы.
Изоляция
Основной изоляцией жил служит сшитый полиэтилен (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается кратковременный нагрев до +130°C. Изоляция обладает высокой электрической прочностью и стойкостью к тепловому старению.
Экранирующая система
Кабель имеет двойное экранирование, что характерно для кабелей среднего напряжения:
- Экран по жиле: Каждая изолированная жила экранирована полупроводящим экраном (полупроводящей лентой или экструдированным слоем). Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Общий экран: Поверх скрученных изолированных и экранированных жил наложен общий медный экран. Он выполняется в виде оплетки из медных проволок или, чаще для данного сечения, в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально. Общий экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех и является элементом, обеспечивающим безопасность при повреждении изоляции (путь для тока короткого замыкания).
- Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля при монтаже.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева возможен при температуре не ниже -15°C.
- Допустимая температура прокладки с подогревом: до -40°C.
- Стойкость к УФ-излучению: Оболочка из полиэтилена обладает стойкостью к солнечному излучению, что допускает прокладку на открытом воздухе.
- Электрические сети среднего напряжения (6-35 кВ): Питание промышленных предприятий, жилых микрорайонов, распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры.
- Объекты с повышенными требованиями пожарной безопасности: Метрополитен, вокзалы, аэропорты, торгово-развлекательные комплексы, многофункциональные высотные здания, больницы, спортивные сооружения. Индексы «нг(А)» и «HF» делают его обязательным к применению в таких зданиях согласно ПУЭ и Федеральному закону № 123-ФЗ (Технический регламент о требованиях пожарной безопасности).
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, этажные короба и шахты, где требуется групповая прокладка большого количества кабелей.
- Прокладка на открытом воздухе и в земле: Кабель может прокладываться в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами), а также по эстакадам и по стенам зданий. Для прямого заглубления в грунт без дополнительной защиты требуется бронированный вариант кабеля (например, ПвПБбШпнг(А)-HF).
- Радиус изгиба: Не допускается изгиб кабеля с радиусом менее 15 его наружных диаметров. Нарушение ведет к деформации изоляции и экранов, что сокращает срок службы.
- Работа с экранами: Медный экран должен быть надежно заземлен с обоих концов кабеля. Для этого применяют медные опрессовывающие гильзы и гибкие медные перемычки. Неправильное заземление экрана может привести к возникновению наведенного напряжения и снижению его защитных функций.
- Термоусаживаемые муфты и концевые заделки: Для соединения и оконцевания кабеля необходимо использовать специализированные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Герметизация узлов должна быть абсолютной.
- Групповая прокладка: При прокладке пучками необходимо учитывать коэффициент снижения тока нагрузки, который зависит от количества кабелей в пучке, способа прокладки и расстояния между ними. Данные приведены в ПУЭ Глава 1.3.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 60 кВ в течение 10 минут) в соответствии с нормами ПТЭЭП.
- Длительно допустимый ток нагрузки (Iдоп): Чем больше сечение, тем больший ток кабель может передавать без перегрева.
- Сопротивление линии: Влияет на потери напряжения и мощность короткого замыкания.
- Механическую прочность и стоимость: С увеличением сечения растут диаметр, вес, цена кабеля и сложность монтажа.
Поясная изоляция и заполнитель
Между экранированными жилами и общей оболочкой могут находиться поясная изоляция (в виде лент) и заполнители из негорючего материала (например, слюдосодержащих лент), которые обеспечивают дополнительную термическую и механическую защиту, а также сохранение круглой формы кабеля.
Внешняя оболочка
Внешняя защитная оболочка изготавливается из полимерной композиции, не содержащей галогенов (Halogen Free). Материал оболочки – полиэтилен, модифицированный специальными добавками, обеспечивающими стойкость к горению и низкое дымовыделение. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, сечения, номинального напряжения и производителя.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | Для 35 кВ: 20,7/35 (40,5) кВ |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90 °C | |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250 °C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) | ~ 300 А | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе), температуры окружающей среды. Приведено ориентировочное значение для прокладки в земле. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более | 0,153 Ом/км | ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 22 кВ (в течение 10 мин.) | Для кабеля 10 кВ после изготовления |
Параметры пожарной безопасности
| Параметр | Характеристика | Соответствие стандартам |
|---|---|---|
| Категория распространения пламени | нг(А) – нераспространяющий горение при групповой прокладке по категории А | ГОСТ 53315-2009, ГОСТ IEC 60332-3-22 |
| Коррозийная активность продуктов дымо- и газовыделения | Пониженная (индекс pH ≥ 4,3, проводимость ≤ 100 мкСм/мм) | ГОСТ 12176 |
| Дымообразование | Пониженное (коэффициент светопропускания ≥ 60%) | ГОСТ 12176 |
| Содержание галогенов | Отсутствие (Halogen Free) | По требованиям пожарной безопасности для общественных зданий |
| Огнестойкость | Как правило, не огнестойкий. При необходимости требуется кабель с индексом «FR» (огнестойкий). |
Механические и климатические характеристики
Область применения и особенности прокладки
Кабель ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Отличия от аналогов и смежных марок кабелей
Для корректного выбора продукции важно понимать отличия ПвПГЭнг(А)-HF от других распространенных марок.
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|
| АПвПГЭнг(А)-HF | Токопроводящая жила из алюминия (буква «А» в начале). Имеет больший диаметр и вес при том же сечении, меньшую стоимость, но и меньшую проводимость и механическую надежность соединений. | Проекты с жестким бюджетным ограничением, где масса и габариты не критичны. |
| ПвПБбШпнг(А)-HF | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (Бб) и защитного шланга из полиэтилена (Шп). Значительно выше защита от механических повреждений, грызунов. | Прокладка непосредственно в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций. |
| ПвВГЭнг(А)-HF | Внешняя оболочка из поливинилхлорида (В), не содержащего галогенов. Может иметь несколько иные механические свойства (гибкость, стойкость к маслам) по сравнению с полиэтиленовой оболочкой. | Аналогичные объекты. Выбор часто зависит от требований конкретных технических условий и доступности. |
| Кабель с изоляцией из ПВХ (ВВГнг(А)-LS) | Изоляция и оболочка из поливинилхлорида с пониженным дымо- и газовыделением (LS). Рабочее напряжение обычно до 1 кВ, меньшая допустимая температура жилы (+70°C). Не является безгалогенным (HF). | Сети низкого напряжения (0,4/0,23 кВ). Для сетей 6-35 кВ не применяется. |
Монтаж и эксплуатационные рекомендации
При монтаже кабеля ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм² необходимо соблюдать следующие ключевые правила:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается изоляция «Пв» (сшитый полиэтилен) от «П» (термопластичный полиэтилен)?
Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE) обладает пространственной сетчатой (сшитой) молекулярной структурой, что придает ей повышенную термостойкость (рабочая температура +90°C против +70°C), стойкость к тепловым ударам и растрескиванию. Она не плавится и не течет при перегрузках, а лишь обугливается. Это повышает надежность и допустимые токовые нагрузки кабеля.
Почему для данного кабеля указаны два значения напряжения: 8,7/10 кВ?
Это стандартное обозначение для кабелей среднего напряжения по ГОСТ и МЭК. U0/U = 8,7/10 кВ, где U0 – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном), а U – номинальное междуфазное напряжение сети, в которой работает кабель. Um = 12 кВ – максимальное рабочее напряжение, которое может длительно поддерживаться в сети.
Можно ли прокладывать кабель ПвПГЭнг(А)-HF 120 мм² в земле без брони?
Прямая прокладка в земле (траншее) без дополнительной защиты не рекомендуется, так как полиэтиленовая оболочка не обладает высокой стойкостью к механическим воздействиям (камни, монтажный инструмент, грызуны). Для прокладки в земле следует выбирать бронированные марки (например, ПвПБбШпнг(А)-HF) или осуществлять прокладку в трубах, блоках или лотках с последующей засыпкой мягким грунтом и защитной сигнальной лентой.
В чем практический смысл индексов «нг(А)» и «HF»?
Индекс «нг(А)» означает, что при групповой прокладке (категория А предполагает испытание пучком из большого количества кабелей) горение не распространяется по трассе после удаления источника огня. Это критически важно для локализации пожара. Индекс «HF» (Halogen Free) гарантирует, что при горении материал оболочки и изоляции не выделяет коррозионно-активных галогенсодержащих газов (хлороводород, фтороводород), которые, смешиваясь с влагой, образуют кислоты, разрушающие электрооборудование и металлоконструкции, а также опасны для дыхания людей.
Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На что оно влияет?
Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета электрических нагрузок, потерь напряжения, токов короткого замыкания и экономической плотности тока согласно ПУЭ Глава 1.3. Оно напрямую определяет:
Сечение 120 мм² является распространенным для магистральных и распределительных линий 10 кВ с токами нагрузки 250-350 А.
Требуется ли специальный инструмент для разделки кабеля ПвПГЭнг(А)-HF?
Да, для качественной разделки рекомендуется использовать профессиональный инструмент: кольцевые (ротационные) ножи для продольного разрезания оболочки и экрана, специальные съемники для изоляции с заданной глубиной реза, чтобы не повредить полупроводящий слой и основную изоляцию. Использование подручного инструмента (топоров, ножей) часто приводит к повреждениям, которые становятся точками будущего пробоя.
Каков ориентировочный срок службы данного кабеля?
При соблюдении условий эксплуатации, монтажа и в рамках нормированных нагрузок, срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок определяется агрессивностью среды, циклическими нагрузками, качеством монтажа соединений и другими эксплуатационными факторами.