Кабель силовой ПвВнг(В)-LS 20 кВ 400 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена марки ПвВнг(В)-LS 20 кВ сечением 400 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают жестким требованиям пожарной безопасности, что делает его ключевым элементом при сооружении ответственных объектов энергетики, промышленности и городской инфраструктуры.

Расшифровка маркировки и конструктивные элементы

Маркировка ПвВнг(В)-LS расшифровывается следующим образом:

• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтина (полиэтилен вулканизированный).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории В (наибольшая пожарная нагрузка).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 Вольт.
• 400 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Детальное описание конструкции

Кабель имеет многопроволочную секторную или круглую медную жилу сечением 400 мм². Секторная форма жилы позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес.

Слой экрана по жиле: Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтина, выравнивающего электрическое поле.

Поясная изоляция: Изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков для придания кабелю круглой формы.

Экран по изоляции: Поверх скрученных жил накладывается медный экран в виде оплетки из медных лент или проволок. Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех и является элементом, обеспечивающим безопасность при коротком замыкании (путь для тока КЗ).

Разделительный слой: Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) ленты или аналогичного материала, защищающую экран от контакта с оболочкой.

Наружная оболочка: Выполняется из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности. Этот материал обеспечивает выполнение требований «нг(В)» и «LS», ограничивая распространение пламени и выделение дыма при пожаре.

Основные технические и электрические параметры

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 1х400/35

Наименование параметра	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	24
Испытательное переменное напряжение, кВ	45	Продолжительность 10 мин.
Частота, Гц	50
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме
Максимальная температура при КЗ, °C	+250	Продолжительность не более 5 сек.
Минимальная температура прокладки, °C	-15	Без предварительного подогрева
Минимальный радиус изгиба	15 x Dнар.	Dнар. – наружный диаметр кабеля
Строительная длина, м	Не менее 150	По согласованию с заводом-изготовителем может быть иной

Таблица 2. Электрические характеристики (при температуре жилы +90°C)

Наименование параметра	Значение
Электрическое сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более	0.0471
Емкость, мкФ/км, не более	0.30
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.13
Допустимый длительный ток нагрузки, А (проложен в земле)	~550-600	Зависит от условий прокладки и температуры грунта
Допустимый ток короткого замыкания, кА (при t=1 сек)	~26	Рассчитывается для конкретных условий

Область применения и условия прокладки

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 400 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его применение регламентируется ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и другими отраслевыми стандартами.

• Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, каналы, эстакады, галереи, этажи и двойные полы. Огнестойкие характеристики «нг(В)-LS» делают его обязательным к применению при групповой прокладке в этих объектах.
• Прокладка в помещениях: В том числе в многофункциональных комплексах, административных зданиях, производственных цехах, где требуется повышенная пожарная безопасность.
• Прокладка в земле (траншеях): Допускается, но при обязательной защите от механических повреждений (броневыми лентами или гофрированными трубами). Стандартный кабель ПвВнг(В)-LS не имеет брони, поэтому для прямого заглубления в грунт следует выбирать модификации с броней, например, ПвБбШвнг(В)-LS.
• Использование на опасных производственных объектах: Нефтегазовый комплекс, химическая промышленность, при условии соответствия дополнительным требованиям конкретного объекта.

Запрещена прокладка кабеля по воздуху (воздушные линии) без специальной поддержки и защиты от ультрафиолета, так как ПВХ оболочка подвержена солнечной деградации.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокие пожаробезопасные характеристики: Соответствие категории «нг(В)» и индексу «LS» является основным преимуществом для прокладки внутри зданий и сооружений с массовым пребыванием людей.
• Надежная изоляция из сшитого полиэтина (XLPE): Обладает высокой термостойкостью (+90°C в длительном режиме, +250°C при КЗ), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к трекингу.
• Удобство монтажа: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ) не требует сложных процедур по герметизации и ограничений по перепаду высот при трассировке.
• Отсутствие риска утечки масла: Экологическая безопасность.
• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с кабелями СБ аналогичного напряжения и сечения, что облегчает транспортировку и прокладку.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Базовая модификация ПвВнг(В)-LS не предназначена для прямой прокладки в земле без дополнительной защиты.
• Чувствительность оболочки к УФ-излучению: Не подходит для открытой прокладки на солнце без защитных кожухов.
• Стоимость: Выше, чем у кабелей с изоляцией из ПВХ (ВВГ) на средние напряжения, но это компенсируется рабочим напряжением 20 кВ и характеристиками.
• Требовательность к качеству монтажа концевых заделок: Установка концевых муфт (КНК) требует высокой квалификации персонала для обеспечения равномерного распределения электрического поля.

Стандарты и нормативная база

Производство и испытания кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ регламентируется следующими основными документами:

• ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ». Хотя в названии указано до 6 кВ, стандарт распространяется и на кабели на напряжение 10, 20, 35 кВ, что оговаривается в его введении и конкретных ТУ.
• ТУ 16.К71-310-2001 (или более поздние редакции) – технические условия, конкретизирующие конструкцию, материалы и дополнительные требования.
• ПУЭ 7-е издание – определяет правила выбора, прокладки и защиты.
• Своды правил по пожарной безопасности (СП 6.13130.2013 и др.) – устанавливают требования к кабелям с индексами «нг», «LS», «FR».
• Международные стандарты: IEC 60502-2, HD 620 S2.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

Буква «В» в маркировке ПвВнг(В)-LS обозначает материал наружной оболочки – поливинилхлорид (ПВХ). В маркировке ПвПнг(В)-LS буква «П» указывает на оболочку из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими механическими и влагозащитными свойствами, но полиэтилен горюч. Поэтому кабель ПвПнг(В)-LS, как правило, применяется для прокладки в земле (траншеях), где требуется высокая стойкость к влаге и агрессивным средам, а требование «нг» обеспечивается за счет других элементов конструкции. ПВХ оболочка кабеля ПвВнг(В)-LS сама по себе способствует нераспространению горения.

Можно ли прокладывать данный кабель в земле (траншее)?

Прямая прокладка кабеля ПвВнг(В)-LS в земле без дополнительной защиты не рекомендуется и часто запрещена проектной документацией, так как он не имеет броневой защиты (брони). Для прокладки в земле следует выбирать модификации с броней: ПвБбШвнг(В)-LS (броня из двух стальных оцинкованных лент) или ПвПБбШвнг(В)-LS (с броней и полиэтиленовой оболочкой поверх брони). Допускается прокладка в земле в случае размещения кабеля в защитных конструкциях: двустенных гофрированных трубах (ДКС), асбестоцементных или ПНД трубах, бетонных блоках, лотках с засыпкой.

Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель и зависит от условий прокладки, режима работы (постоянные нагрузки, количество циклов включения/выключения, токи КЗ), качества монтажа и соблюдения правил эксплуатации.

Как правильно выбрать сечение 400 мм²? На что оно влияет?

Сечение 400 мм² выбирается на основе расчета электрических сетей по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки: Расчетный максимальный ток в линии не должен превышать допустимый ток для кабеля в конкретных условиях прокладки (в земле, в воздухе, в трубе, с учетом температуры окружающей среды и количества кабелей в пучке).
• По потере напряжения: Для удаленных потребителей.
• По термической стойкости к токам короткого замыкания: Кабель должен выдерживать ток КЗ за время его отключения защитой без недопустимого перегрева.
• По экономической плотности тока: Для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат.

Сечение 400 мм² является стандартным для фидеров 20 кВ со значительной мощностью (порядка 10-14 МВА при трехжильном исполнении).

Какие муфты необходимо использовать для монтажа?

Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 20 кВ применяются специальные концевые (КНК) и соединительные (ССИ) муфты, рассчитанные на это напряжение. Муфты должны быть совместимы с сечением 400 мм² и типом экрана. Наиболее распространены муфты с технологией холодной усадки (на основе эластомерных элементов) или горячей усадки. Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с строгим соблюдением инструкции производителя муфт, включая подготовку поверхности изоляции, наложение полупроводящих слоев и заземление экранов.

Что означает индекс «FR» и есть ли он у данного кабеля?

Индекс «FR» (Fire Resistance) означает «огнестойкость» – способность кабеля выполнять свои функции в условиях пожара в течение заданного времени (например, 60, 90, 120 минут). Базовый кабель ПвВнг(В)-LS не имеет огнестойкости. Он не распространяет горение и имеет низкое дымообразование, но при непосредственном воздействии пламени его изоляция быстро выйдет из строя. Для питания систем аварийного освещения, пожарных насосов, систем дымоудаления в зданиях требуется применение специальных огнестойких кабелей, например, ПвПнг(В)-FRLS или ПвВнг(В)-FRLS, в конструкцию которых входят огнестойкие барьеры (слюдосодержащие ленты).

Заключение

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 400 мм² является технически совершенным и надежным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения в условиях, где приоритет отдается пожарной безопасности. Его применение позволяет обеспечить бесперебойное электроснабжение крупных потребителей, минимизируя риски распространения пламени и задымления в случае возникновения аварийной ситуации. Корректный выбор этого кабеля, его грамотный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации являются залогом долговечной и безопасной работы энергетической инфраструктуры на протяжении десятилетий.