Кабель силовой ПвВнг(В)-LS 1-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВнг(В)-LS на напряжение 35 кВ является современным и высокотехнологичным решением для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, длительного срока службы и безопасности при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвВнг(В)-LS

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (внутренняя).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение по нераспространению горения при групповой прокладке по категории В (наибольшая пожарная опасность).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
• 1-х жильный – кабель имеет одну токопроводящую жилу.
• 35 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.

Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 1х35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной проволоки. Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, применяется уплотненная жила (многопроволочная, секторной или круглой формы, уплотненная прессованием или скруткой), что обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Жила соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится непосредственно на изоляцию жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция», предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами. По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, XLPE имеет более высокую допустимую рабочую температуру (90°C долговременно), меньший вес и диаметр, не требует сложной системы подпитки маслом и может прокладываться на трассах с большими перепадами уровней.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичный слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри изоляции, обеспечивая ее равномерную работу.

5. Поясная изоляция

Выполняется в виде обмотки из полупроводящей ленты или экструдированного слоя. Служит для придания кабелю правильной цилиндрической формы перед наложением металлического экрана и защиты экрана от коррозии.

6. Металлический экран

Изготавливается в виде медной гофрированной ленты или оплетки из медных проволок. Является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Выполняет несколько критически важных функций:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Создание симметричного поля вокруг одножильного кабеля.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.

Для одножильных кабелей сечением обычно от 240 мм² и выше металлический экран часто выполняется изолированным и может использоваться в качестве жилы для устройства защитного заземления или для пропускания тока утечки в системах с изолированной нейтралью.

7. Оболочка

Внешний защитный слой из ПВХ пластиката пониженной горючести. Пластикат имеет специальные добавки, обеспечивающие нераспространение горения при групповой прокладке (исполнение «нг») и низкое дымо- и газовыделение (исполнение «LS»). Оболочка защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, химических веществ и обеспечивает требуемые пожарные характеристики.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20,6 / 35 кВ (40,5 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 52 кВ в течение 10 минут для готового кабеля после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 104 кВ в течение 15 минут (часто применяется для приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C (не более 100 часов в год и 8 часов подряд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.

Пожарная безопасность (соответствие ГОСТ Р 53315-2009)

Кабель марки ПвВнг(В)-LS соответствует следующим показателям пожарной опасности:

• О1.2.5.2 – Не распространяет горение при групповой прокладке по категории В (наиболее жесткие условия).
• П1.2.2.2 – Обладает пониженным дымообразованием (коэффициент дымогазовыделения не более 50%).
• Т1.2.2.2 – Обладает низкой токсичностью продуктов горения.

Области применения

Кабель ПвВнг(В)-LS 1х35 кВ предназначен для прокладки в электрических сетях среднего напряжения, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности. Основные сферы применения:

• Магистральные линии 35 кВ в городских и промышленных сетях.
• Вводы и распределение электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, нефтехимических комплексах, металлургических заводах.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажах), на электростанциях и подстанциях.
• Прокладка в многоэтажных зданиях (в качестве riser-кабеля для вертикальных стояков) при условии дополнительной защиты от распространения огня.
• Участки с групповой (пучковой) прокладкой кабелей, где критически важно нераспространение горения.

Важно: Для прокладки в земле (траншеях) данный кабель не рекомендуется, так как ПВХ оболочка не обладает стойкостью к прямым механическим воздействиям грунта и может быть повреждена грызунами. Для подземной прокладки применяются кабели с бронепокровом (например, ПвБШвнг-LS).

Таблица 1. Примерные данные по току нагрузки и массе для кабеля ПвВнг(В)-LS 1х35 кВ

Данные приведены для справки. Точные значения зависят от конкретного производителя и условий прокладки.

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (примерно)	Масса 1 км кабеля, кг (примерно)	Допустимый длительный ток нагрузки, А (прокладка в воздухе)	Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более
50	45	2200	215	0.387
95	52	3200	330	0.193
150	58	4200	435	0.124
240	67	6000	580	0.0751
400	80	9000	790	0.0447

• Значения тока приведены для условий: температура воздуха +25°C, температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт. Для других условий необходима коррекция по коэффициентам.

Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей на 35 кВ

При работе с одножильными кабелями среднего напряжения необходимо учитывать ряд специфических факторов:

• Наведение напряжения на металлический экран: В трехфазной линии, состоящей из трех одножильных кабелей, вокруг каждого проводника с током возникает переменное магнитное поле. Если экраны кабелей заземлены с двух сторон, в них наводится циркулирующий ток, приводящий к дополнительным потерям мощности и нагреву. Для борьбы с этим применяют различные схемы заземления экранов: заземление в одной точке (обычно в конце линии), поперечное соединение экранов с последующим заземлением в одной точке или применение специальных устройств – ограничителей напряжения (заземляющих устройств). Выбор схемы зависит от длины линии и величины токов нагрузки.
• Расположение кабелей: При прокладке вплотную в одной плоскости наведение токов в экранах максимально. Рекомендуется укладка кабелей в виде троек (треугольником) или с соблюдением расстояний между фазами, что снижает индуктивную связь.
• Требования к концевым и соединительным муфтам: Монтаж должен производиться с использованием специальных муфт на 35 кВ, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Герметизация соединения и качественная заделка экрана – критически важные этапы работы.
• Контроль состояния: Рекомендуется проводить диагностику кабельных линий 35 кВ методами измерения частичных разрядов, тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) или рефлектометрии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля ПвВнг-LS от ПвВнг(В)-LS?

Буква «(В)» в маркировке указывает на категорию по нераспространению горения. Кабель с индексом «нг(В)» прошел испытания по наиболее жесткой категории В (ГОСТ Р МЭК 60332-3-22), что подтверждает его способность не распространять горение при групповой прокладке в условиях высокой пожарной нагрузки (большое количество горючего материала на единицу объема). Кабель с маркировкой просто «нг» может соответствовать менее строгим категориям (А, С, D). Для ответственных объектов и групповой прокладки рекомендуется применение кабеля с подтвержденной категорией «нг(В)».

Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ в земле?

Нет, не рекомендуется. ПВХ оболочка данного кабеля не предназначена для прямой укладки в грунт. Она не обладает достаточной механической прочностью против сдавливания, ударов лопатой, не защищена от грызунов. Для прокладки в земле (траншеях) необходимо использовать кабели с бронепокровом, например, ПвБШвнг-LS (броня из стальных оцинкованных лент) или ПвПуг-LS (броня из гофрированной стальной ленты).

Как правильно выбрать сечение жилы для данного кабеля?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом условий прокладки (в воздухе, в земле, количество кабелей в пучке, температура окружающей среды). 2) По экономической плотности тока (для сетей 35 кВ это особенно актуально). Расчет должен быть выполнен в рамках проекта электроснабжения с учетом всех поправочных коэффициентов и перспективы развития нагрузки.

Каков срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ?

Номинальный срок службы кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, включая ПвВнг(В)-LS, составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации (непревышение рабочих температур, номинального напряжения, отсутствие механических повреждений, правильный монтаж). Фактический ресурс может быть значительно больше.

Обязательно ли использовать концевые муфты с изолированным фланцем для этого кабеля?

Для кабелей 35 кВ с изолированным металлическим экраном (когда экран изолирован от земли) применение концевых муфт с изолированным фланцем является стандартной практикой. Это позволяет реализовать схему заземления экрана в одной точке и контролировать его состояние. Если используется схема с двусторонним заземлением экранов, могут применяться муфты с заземляющим фланцем. Выбор типа муфты и схемы заземления определяется проектом.

Чем кабель на 35 кВ принципиально отличается от кабеля на 10 кВ?

Основные отличия заключаются в толщине и качестве изоляции, конструкции экранов и уровне испытательных напряжений. У кабеля на 35 кВ значительно толще слой изоляции из сшитого полиэтилена (обычно от 10,5 мм и более, в зависимости от сечения). Металлический экран является обязательным и должен быть рассчитан на пропуск токов короткого замыкания. Требования к чистоте и однородности материалов, технологии производства и контролю качества на порядок выше.

Заключение

Кабель ПвВнг(В)-LS 1-х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой оптимальное решение для создания надежных и безопасных распределительных сетей среднего напряжения в условиях, где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и оболочке с низким дымо- и газовыделением, обеспечивает долговечность, удобство монтажа и соответствие современным нормам. Корректный выбор сечения, грамотный проект прокладки и заземления экранов, а также качественный монтаж с использованием соответствующих аксессуаров являются залогом безаварийной эксплуатации линии на протяжении всего срока службы.