Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(В)-LS на напряжение 10 кВ: полный технический анализ

Кабель марки ПвВнг(В)-LS 1х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой современный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 10 кВ частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают жестким требованиям пожарной безопасности, что делает его основным выбором для прокладки в зданиях, коллекторах, туннелях и на промышленных предприятиях, где предъявляются повышенные требования к ограничению распространения пламени, дымо- и газовыделению.

Расшифровка маркировки кабеля ПвВнг(В)-LS 1х жильный 10 кВ

• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (полиэтилена, подвергнутого процессу поперечной сшивки молекул для повышения термостойкости).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(В) – исполнение по пожарной безопасности: В – распространение пламени при групповой прокладке по категории «В» (самая высокая стойкость среди кабелей с индексом «нг»), нг – не распространяющий горение.
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение. При пожаре выделяет минимальное количество дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов.
• 1х жильный – кабель имеет одну токопроводящую жилу.
• 10 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечений от 50-70 мм² и выше, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Класс гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483.
• 2. Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• 3. Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина строго нормирована и зависит от номинального напряжения (10 кВ). Обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
• 4. Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое концентрическое электрическое поле внутри изоляции.
• 5. Поясная изоляция. Слой из медных или алюминиевых лент, или проволок, наложенный поверх экрана по изоляции. Служит для заземления и защиты от внешних электромагнитных влияний. Является нулевой точкой для электрического поля.
• 6. Заполнение. В одножильных кабелях часто используется поясная изоляция в сочетании с заполнением из ПВХ-пластиката пониженной горючести для придания кабелю круглой формы.
• 7. Оболочка. Наружный защитный слой из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности с индексом LS. Обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (в зависимости от состава), а также выполняет функцию барьера для распространения пламени.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 25 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Допустимая температура при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.

Пожарная безопасность (ключевое преимущество)

Кабель соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (межгосударственный стандарт на кабельную пожарную безопасность) и Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования».

• Категория применения по распространению пламени: П1б.1.2.2.2 (для исполнения «В»).
• Огнестойкость: Исполнение «нг(В)» обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке (категория В – испытание в наиболее жестких условиях).
• Коррозионная активность продуктов горения: Индекс «LS» гарантирует, что величина pH и проводимость водного раствора продуктов газо- и дымовыделения будут в безопасных пределах, что минимизирует ущерб электронному оборудованию.
• Дымообразование: Коэффициент светопропускания при горении не менее 50% (для LS), что позволяет сохранять видимость в помещении при эвакуации.

Области применения

Кабель ПвВнг(В)-LS 1х10 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажах) и производственных помещениях с высокой плотностью кабелей.
• Монтаж на электростанциях и подстанциях, в распределительных устройствах (РУ).
• Прокладка в многоэтажных жилых, административных и общественных зданиях, где действуют строгие противопожарные нормы.
• Укладка в блоках, по кабельным эстакадам и в галереях.
• Использование в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, а также в сетях с эффективно заземленной нейтралью.

Важно: Для прокладки в земле (траншеях) данный кабель не предназначен, так как не имеет металлической броневой защиты. Для таких целей используются кабели марки ПвБбШв или ПвПуг.

Таблица 1. Примеры сечений и массо-габаритные параметры (на основе типовых ТУ)

Номинальное сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (прибл.)	Масса 1 км кабеля, кг (прибл.)	Максимальный наружный диаметр по ГОСТ, мм
50	38	1800	40.5
70	41	2200	43.5
95	45	2700	47.5
120	48	3200	50.5
150	51	3800	53.5
185	55	4500	57.5
240	60	5600	62.5

Примечание: Фактические значения могут незначительно отличаться у различных производителей. Медная жила.

Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) для кабеля с медной жилой при прокладке в воздухе (канале) при температуре воздуха +25°C и температуре земли +15°C

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Примечание: для прокладки в земле (траншее) требуется кабель в броне
50	215	Для кабеля ПвВнг(В)-LS данные не приводятся, так как он не предназначен для прокладки в земле. Справочно: для кабеля ПвБбШв с тем же сечением токи будут выше на 10-20%.
70	265
95	320
120	365
150	415
185	470
240	550

Примечание: Токи приведены для ориентировки. Точный расчет I_доп должен производиться согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру воздуха/грунта, групповую прокладку, глубину заложения и т.д.).

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка. Допускается групповая прокладка в пучках, лотках, коробах благодаря исполнению «нг(В)». Необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба.
• Заземление. Медные экраны (поясная изоляция) всех одножильных кабелей в цепи должны быть надежно заземлены с обоих концов для предотвращения наведения напряжения на экран и снижения потерь. При большой длине линии может потребоваться поперечное соединение (кросс-соединение) экранов.
• Соединение и оконцевание. Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на напряжение 10 кВ и изоляцию из сшитого полиэтилена. Необходима тщательная зачистка и обработка изоляции.
• Испытания после монтажа. Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением 25 кВ частоты 0,1 Гц (VLF) или постоянным напряжением согласно действующим нормативам (СО 153-34.20.507-2003).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

Первая буква «А» в маркировке указывает на материал токопроводящей жилы – алюминий. Таким образом, ПвВнг – с медной жилой, АПвВнг – с алюминиевой. Медный кабель имеет меньший диаметр при том же сечении, большую гибкость, лучшую стойкость к электрохимической коррозии и более высокую проводимость, но существенно дороже. Алюминиевый кабель легче и дешевле, но требует большего сечения для обеспечения той же токовой нагрузки и более чувствителен к качеству контактных соединений.

Можно ли использовать кабель ПвВнг(В)-LS для прокладки в земле (траншее)?

Нет, категорически не рекомендуется. Отсутствие броневой защиты (стальных лент или проволок) делает его уязвимым для механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Для прокладки в земле следует применять кабели в броне, например, ПвБбШвнг(В)-LS или ПвПугнг(В)-LS.

Что означает индекс «(В)» в маркировке Внг(В)? Чем он отличается от просто «нг»?

Индекс «(В)» указывает на высшую категорию стойкости к распространению пламени при групповой прокладке по ГОСТ 31565-2012. Кабель с «нг(В)» испытывается в наиболее жестких условиях (высокая мощность пламени) и должен выдержать испытание, в то время как кабель с индексом «нг» (без указания категории, обычно соответствующей «А» или «В») может испытываться в менее жестких условиях. На практике для ответственных объектов и групповой прокладки всегда следует выбирать кабель с индексом «нг(В)».

Обязательно ли заземлять экран (поясную изоляцию) одножильного кабеля 10 кВ с двух сторон?

Да, обязательно. В трехфазной системе при протекании тока по жиле вокруг нее образуется переменное магнитное поле. В одножильном кабеле оно наводит в металлическом экране ЭДС, которая при одностороннем заземлении может достигать опасных для жизни значений, а также приводит к потерям на нагрев экрана. Двустороннее заземление (или система кросс-соединений для длинных линий) замыкает путь для этого тока, сводя потенциал экрана к нулю и устраняя потери.

Чем кабель на 10 кВ отличается от кабеля на 6 кВ? Можно ли использовать 10 кВ на 6 кВ?

Основное отличие – толщина изоляции из сшитого полиэтилена. Для 6 кВ (8,7/6 кВ) она меньше, чем для 10 кВ (8,7/10 кВ). Использовать кабель ПвВнг(В)-LS 10 кВ в сети 6 кВ технически допустимо и безопасно, с запасом по электрической прочности. Однако это экономически нецелесообразно из-за более высокой стоимости. Обратная замена (кабель 6 кВ в сеть 10 кВ) – категорически запрещена и приведет к пробою изоляции.

Каков срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации (токовые нагрузки, температура, отсутствие механических повреждений), составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от качества монтажа, условий окружающей среды и режимов работы сети.

Заключение

Кабель ПвВнг(В)-LS 1х жильный 10 кВ является высокотехнологичным и надежным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, где приоритет отдается пожарной безопасности. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и термические характеристики, а исполнение «нг(В)-LS» гарантирует безопасность людей и оборудования при возникновении аварийных ситуаций, связанных с огнем. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы.