Кабель силовой ПвВнг(А)-10 кВ 120 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 10 кВ. Его конструкция и материалы обеспечивают высокий уровень надежности, пожарной безопасности и длительный срок службы в условиях интенсивной эксплуатации. Данный кабель является современной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко используется в новых проектах и при реконструкции энергетических объектов.
Расшифровка маркировки ПвВнг(А)-10 кВ 120 мм²
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого поперечной сшивке молекул).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Внг(А) – исполнение по пожарной опасности: В – распространение горения по категории «не распространяющие горение при одиночной прокладке», нг(А) – с пониженным распространением горения при групповой прокладке по категории А (наивысшая пожаробезопасность).
- 10 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- 120 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
- Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки (защитная функция).
- Резервный нулевой провод в сетях с изолированной нейтралью.
- Стойкость к распространению горения: Категория А по ГОСТ 53315-2009 (ГОСТ Р МЭК 60332-3-22). При групповой прокладке горение не распространяется.
- Выделение дыма: Оболочка из ПВХ пластиката нг(А) обеспечивает пониженное дымовыделение.
- Кислотность газовыделений: pH > 4,3, проводимость раствора < 100 мкСм/мм (соответствует стандартам пожаробезопасности).
- Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и хранения.
- Распределительные сети 6-10 кВ: Питание отходящих линий от ГПП, РП, ЦРП к трансформаторным подстанциям 10/0,4 кВ.
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, другого высоковольтного оборудования.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
- Городское строительство: Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, блоках, по эстакадам и в производственных помещениях.
- Нефтегазовая отрасль: На объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C).
- Меньший вес и внешний диаметр, что облегчает монтаж и транспортировку.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке (нет течения пропиточного состава).
- Высокая стойкость к влаге и термическим перегрузкам.
- Упрощенный монтаж муфт и концевых заделок.
- Большая стойкость к трекингу.
- Сшитый полиэтилен (XLPE) сохраняет форму и свойства при высоких температурах, в то время как термопластичный ПЭ может размягчаться и течь.
- Более высокие токи короткого замыкания.
- Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-пропитанными кабелями.
- Чувствительность к механическим повреждениям (отсутствие брони).
- Требовательность к качеству монтажа муфт: необходима абсолютная чистота и герметичность соединений.
- Прокладка: Допускается прокладка в кабельных сооружениях, помещениях, на открытом воздухе (с защитой от УФ-излучения, если оболочка не устойчива). При групповой прокладке необходимо соблюдать расстояния, указанные в ПУЭ и проектной документации.
- Монтаж при низких температурах: При температуре ниже -15°C требуется предварительный подогрев кабеля. Без подогрева изоляция и оболочка теряют эластичность и могут треснуть.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке. Нарушение этого требования ведет к деформации и снижению электрической прочности изоляции.
- Заземление: Металлические экраны кабеля с двух сторон должны быть надежно заземлены. Это необходимо для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
- Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа соединительных муфт кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением согласно нормативам (ПТЭЭП).
- Однопроволочная (класс 1): Жестче, менее гибкая. Чаще применяется для стационарной прокладки по трассам без частых изгибов. Может быть несколько дешевле.
- Многопроволочная (класс 2): Более гибкая, удобна для прокладки на сложных трассах с поворотами, в кабельных сооружениях с большим количеством изгибов. Обладает лучшей стойкостью к вибрациям и переменным изгибам.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля ПвВнг(А) 10 кВ 120 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (материал — медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечения 120 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс гибкости обычно 1 или 2 по ГОСТ 22483-2012. Жила имеет круглую форму. Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
2. Экран по жиле (полупроводящей экран)
Наносится поверх токопроводящей жилы. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем химической или радиационной сшивки, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Он сохраняет стабильность при высоких температурах (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.
4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)
Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции и служит для симметрирования электрического поля и создания гладкой поверхности для контакта с металлическим экраном.
5. Металлический экран
Выполняется в виде медных лент, наложенных спиральной продольной или гофрированной обмоткой, или в виде оплетки из медных проволок. Для сечения 120 мм² чаще применяется комбинированный экран: медные ленты + медные проволоки. Функции:
6. Поясная изоляция
Слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной (ПЭТ) ленты, наложенной поверх металлического экрана. Предназначена для защиты экрана от коррозии и механических повреждений, а также для отделения его от внешней оболочки.
7. Наружная оболочка
Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ-пластикат нг(А)). Оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту внутренних элементов кабеля. Материал оболочки соответствует высоким требованиям пожарной безопасности: не распространяет горение при групповой прокладке, обладает низким дымо- и газовыделением.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 8,7/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение, кВ (5 мин.) | 22,5 |
| Допустимая длительная температура жилы, °C | +90 |
| Макс. температура жилы при КЗ (до 5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 |
Токовые нагрузки (примерные, для условий прокладки в земле)
Примечание: Точные значения определяются по ПУЭ 7-го изд., гл.1.3 с учетом конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, количество рабочих кабелей в траншее и т.д.).
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (при температуре грунта +15°C и жилы +90°C) |
|---|---|
| В земле (траншее), один кабель | ~320 — 350 А |
| В воздухе (в помещении или на открытом воздухе), один кабель | ~310 — 330 А |
Механические и пожарные характеристики
Область применения
Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в земле (траншее) без дополнительной защиты (кабельных каналов, труб, блоков). Для прямой прокладки в грунт предназначены кабели с бронепокровом, например, ПвБШп или ПвПуг.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, СБ):
Преимущества перед кабелем с изоляцией из ПЭ (ПвП):
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ПвВнг(А) от ПвВнг(А)-LS?
Кабель с индексом LS (Low Smoke) имеет оболочку из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, которая при горении выделяет значительно меньше дыма и коррозионно-активных газов (хлороводорода). ПвВнг(А) также имеет пониженное дымогазовыделение, но у LS-версии эти показатели еще лучше. Кабель LS предпочтителен для прокладки в местах с массовым пребыванием людей, метро, тоннелях.
Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(А) 10 кВ 120 мм² в земле?
Не рекомендуется для прямой прокладки в траншее. Отсутствие бронепокрова (стальных лент или проволок) делает его уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, грызунам. Для прокладки в земле необходимо использовать его бронированные модификации: ПвБбШп (с броней из стальных лент) или ПвПуг (с броней из оцинкованных проволок и герметизацией). Допускается прокладка ПвВнг(А) в земле только при условии защиты его трубами, кабель-каналами или блоками.
Какой кабель выбрать: с однопроволочной или многопроволочной жилой?
Для сечения 120 мм² допустимы оба варианта.
Выбор зависит от конкретных условий трассы и требований проекта.
Как правильно заземлить экран такого кабеля?
Металлический экран (медные ленты/проволоки) должен быть заземлен с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает путь для токов утечки и безопасность. В случае большой длины линии (обычно более 1-2 км) для предотвращения наведения циркулирующих токов может применяться поперечное заземление (заземление с одной стороны) или использование заземляющих муфт с разрывом экрана, но такая схема требует специального расчета и обоснования в проекте.
Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителем срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и обслуживания составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации сшитого полиэтилена с 70-х годов XX века. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянные перегрузки по току, термическое старение из-за повышенной температуры, повреждения оболочки и проникновение влаги, некачественный монтаж соединительных муфт.
В чем разница между кабелями на 6/10 кВ и 8,7/10 кВ?
Маркировка U0/U указывает на номинальное напряжение между жилой и землей (U0) и между жилами (U). Кабель, предназначенный для сети 10 кВ, должен иметь маркировку 8,7/10 кВ. Это связано с классификацией сетей по режиму работы нейтрали. В сетях 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью напряжение между фазой и землей может длительно повышаться до линейного (фазного) значения. Поэтому U0 принимается равным 8,7 кВ (10/√3). Кабель 6/10 кВ имеет U0=6 кВ и предназначен для сетей с эффективно заземленной нейтралью, где напряжение фаза-земля стабильно. Использование кабеля 6/10 кВ в сети 10 кВ с изолированной нейтралью недопустимо и опасно.
Заключение
Кабель ПвВнг(А) 10 кВ 120 мм² является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, а исполнение «нг(А)» гарантирует соответствие строгим нормам пожарной безопасности при групповой прокладке. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в соответствии с ПУЭ, техническими регламентами и инструкциями производителя являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.