Кабель силовой ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель силовой ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм² представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы отвечают высоким требованиям пожарной безопасности, экологической защиты и надежности в условиях интенсивной эксплуатации. Данный кабель используется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц.

Расшифровка маркировки ПвВнг(В)-LS

• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории В (наивысшая стойкость к распространению горения).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
• 500 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 500 мм² изготавливается из медной проволоки. В зависимости от требований гибкости, жила может быть однопроволочной (класс 1 по ГОСТ 22483) или многопроволочной (класс 2). Для сечения 500 мм² чаще применяется многопроволочная жила, что облегчает монтаж и укладку кабеля. Медь обеспечивает высокую электропроводность, коррозионную стойкость и надежность контактных соединений.

2. Экранирование жилы

Каждая токопроводящая жила в кабелях на напряжение 6 кВ и выше в обязательном порядке экранируется. Экранирование выполняется для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию. Конструктивно включает:

• Экран из полупроводящего сшитого полиэтилена – накладывается непосредственно на изоляцию жилы, устраняя микроскопические воздушные включения.
• Медный экран – выполняется в виде оплетки из медных лент или проволок. Он служит для отвода токов утечки и замыкания на землю, а также обеспечивает механическую защиту изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляцией жилы служит сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства:

• Высокая длительная рабочая температура: до +90°C.
• Температура перегрузки: до +130°C (не более 100 часов в год).
• Температура при коротком замыкании: до +250°C (не более 5 секунд).
• Высокие диэлектрические и механические характеристики.
• Стойкость к тепловому старению и воздействию влаги.

4. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных и экранированных жил накладывается поясная изоляция, как правило, из полупроводящих или изоляционных материалов. Она служит для формирования круглой формы кабеля и дополнительной защиты.

5. Оболочка

Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката пониженной горючести с низким дымо- и газовыделением (нг(В)-LS). Эта оболочка обеспечивает:

• Механическую защиту внутренних элементов кабеля от повреждений.
• Защиту от влаги и агрессивных сред.
• Выполнение требований пожарной безопасности: нераспространение горения при групповой прокладке, ограниченное выделение дыма и коррозионно-активных газов (галогенов) при пожаре.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля ПвВнг(В)-LS 20 кВ 1х500 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	12/20; 18/20
Количество и сечение жил	1, 3 x 500 мм²
Материал жилы	Медь
Класс жилы	1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	ПВХ пластикат нг(В)-LS
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ	+250°C (до 5 с)
Минимальная температура монтажа	-15°C
Минимальный радиус изгиба	15-20 наружных диаметров кабеля
Стойкость к распространению горения	Категория В (наибольшая стойкость при групповой прокладке)
Дымо- и газовыделение	Пониженное (LS)
Строительная длина	Не менее 150-200 м (оговаривается с заводом-изготовителем)

Таблица 2. Электрические характеристики (ориентировочные для меди 500 мм²)

Параметр	Значение
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0367 Ом/км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~710-780 А (зависит от условий прокладки)
Емкость	~0.25-0.30 мкФ/км
Индуктивное сопротивление	~0.12-0.15 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	50 кВ (для U0/U=18/20 кВ)

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха и количества работающих кабелей в группе.

Область применения и условия прокладки

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-20 кВ в городах и промышленных зонах.
• Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные заводы, насосные и компрессорные станции.
• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, где требуется высокая пожарная безопасность (благодаря индексам нг(В) и LS).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронепокровом у данного кабеля отсутствует). Для прямого заглубления в грунт, особенно с повышенной коррозионной активностью или риском повреждения, следует применять бронированные модификации (ПвБбШвнг-LS).
• Прокладка в помещениях, включая многоэтажные здания и сооружения с массовым пребыванием людей.

Важное ограничение: Кабель без бронепокрова не рекомендуется для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты (например, в асбоцементных или ПНД трубах, в лотках с крышками), а также в местах с риском механических воздействий, растягивающих усилий или вибрации.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля с изоляцией из СПЭ (Пв) и оболочкой нг(В)-LS:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Пожарная безопасность: Сочетание нераспространения горения при групповой прокладке и низкого дымообразования критически важно для объектов инфраструктуры.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава: В отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес, возможность прокладки на вертикальных участках с большими перепадами высот без ограничений, характерных для маслонаполненных кабелей.
• Высокая стойкость к термоциклированию.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Базовая модификация ПвВнг-LS требует осторожности при прокладке в грунте.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: Нарушение оболочки и экрана может привести к локальной концентрации электрического поля и выходу кабеля из строя.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение, но сопоставима или ниже стоимости маслонаполненных кабелей на 20 кВ.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Прокладка должна производиться при температуре окружающей среды не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева.
• Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
• При подземной прокладке в траншеях необходимо обеспечить песчаную подушку, защиту от повреждений (кирпич, защитные плиты или трубы) и сигнальную ленту.
• Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение.
• Обязательно выполнение работ по заземлению медных экранов жил в соответствии с проектом и ПУЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие ПвВнг-LS от ПвПнг-LS?

Буква «В» в маркировке ПвВнг-LS указывает на материал внешней оболочки – поливинилхлоридный пластикат. Буква «П» в маркировке ПвПнг-LS обозначает, что внешняя оболочка выполнена из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими влагозащитными и механическими свойствами, но менее стойка к распространению пламени. Кабели в оболочке из ПВХ (нг-LS) являются основным решением для прокладки внутри помещений и сооружений с требованиями пожарной безопасности.

2. Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм² в земле без защиты?

Не рекомендуется. Отсутствие бронепокрова (стальных лент или проволок) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при земляных работах, давлению грунта, воздействию грызунов. Для прямой прокладки в земле следует выбирать модификации с броней, например, ПвБбШвнг-LS, где «Бб» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «Шв» – защитный шланг из ПВХ.

3. Какой допустимый длительный ток для данного кабеля при прокладке в земле?

Точный расчет ведется по ПУЭ. Ориентировочно, для одного кабеля 20 кВ сечением 500 мм², проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +20°C и удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт, допустимый ток составляет около 710-730 А. При прокладке в воздухе (на воздухе) при температуре +25°C – около 780-800 А. Эти значения могут существенно снижаться при групповой прокладке, повышении температуры среды или ухудшении условий теплоотвода.

4. Требуется ли заземление экранов жил, и если да, то как его выполнять?

Да, это обязательное требование. Медные экраны кабелей на напряжение 6 кВ и выше должны быть заземлены с двух концов для обеспечения циркуляции токов утечки и безопасности. В случае большой длины линии (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и перенапряжений может применяться заземление через ограничители или поперечное соединение экранов с их разземлением в промежуточной точке (схема cross-bonding). Все работы должны выполняться по проекту.

5. Что означает индекс (В) в нг(В) и чем он отличается от нг(А)?

Индекс (А), (В), (С) или (D) указывает категорию испытания кабеля на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3. Категория В – наиболее строгая: испытание проводится с самым высоким тепловым воздействием (высокая мощность пламени горелки 40,5 кВт). Кабель, не распространяющий горение по категории В (нг(В)), гарантированно не распространяет горение при прокладке пучком в самых суровых условиях моделируемого пожара. Категория А предполагает меньшую мощность горелки (20,5 кВт). Таким образом, нг(В) – более высокий класс пожарной безопасности.

6. Какие муфты необходимо использовать для монтажа?

Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена 20 кВ необходимо применять специальные концевые (КНСт) и соединительные (ССт) муфты, рассчитанные на работу с СПЭ-изоляцией. Конструкция таких муфт включает элементы для контроля электрического поля (экранирующие наконечники, стресс-конусы), выполненные из электропроводящих и полупроводящих материалов. Использование муфт, не предназначенных для СПЭ, недопустимо.

7. Какова приблизительная масса одного метра кабеля?

Масса 1 км кабеля ПвВнг-LS 20 кВ 1×500 мм² составляет примерно 5500-6500 кг в зависимости от толщины изоляции и оболочки конкретного производителя. Соответственно, масса одного погонного метра – около 5.5-6.5 кг. Для трехжильного кабеля сечением 3×500 мм² масса может превышать 15000 кг/км.

Заключение

Кабель ПвВнг(В)-LS 20 кВ 500 мм² является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокую токовую нагрузку и стойкость к термоциклированию, а также оболочка с улучшенными пожарными характеристиками (нг(В)-LS), что делает его пригодным для групповой прокладки в местах с массовым пребыванием людей. Правильный выбор данной продукции, учет условий прокладки (при необходимости – выбор бронированной модификации), квалифицированный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение ПУЭ гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта.