Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель марки ПвВнг(В)-LS на напряжение 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 185 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки в электрических сетях на переменное напряжение частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокий уровень надежности, пожарной безопасности и длительного срока службы в сложных условиях эксплуатации. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 следующая: П – изоляция из сшитого полиэтилена (полиэтилен вулканизированный), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Внг(В) – оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести с категорией распространения пламени В, LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение, 35 кВ – номинальное напряжение, 185 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает следующие компоненты:

• Токопроводящая жила. Выполняется из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859). Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или круглой многопроволочной конструкции (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость и удобство монтажа. Жила может быть как однопроволочной, так и многопроволочной в зависимости от требований к гибкости.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов и микроскопических пробоев на границе между металлом жилы и основной изоляцией.
• Основная изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (для 35 кВ, как правило, не менее 9,0-10,0 мм). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и в кратковременном режиме до 130°C.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх основной изоляции. Аналогичен экрану по жиле и служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изолированной жилы.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде наложения медных лент или проволок, навитых поверх экрана по изоляции. В кабелях на 35 кВ экран является обязательным элементом и служит для замыкания токов утечки и токов короткого замыкания. Для сечения 185 мм² экран, как правило, выполняется из медных лент или комбинации лент и проволок.
• Разделительный слой. Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или аналогичной ленты, которая предотвращает адгезию внутренней оболочки к экрану и обеспечивает легкое разделение слоев при монтаже муфт.
• Внутренняя оболочка (под оболочка). Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обозначается в маркировке буквой «в». Она служит для дополнительной герметизации и придания кабелю круглой формы.
• Заполнение. Пространство между внутренней оболочкой и жилами заполняется ПВХ пластикатом или другими негигроскопичными материалами для придания кабелю механической стабильности и круглой формы.
• Наружная оболочка. Выполняется из ПВХ пластиката пониженной горючести с индексом Внг(В) и низким дымогазовыделением (LS). Толщина оболочки нормирована. Она обеспечивает основную защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масло, бензин, влага) и отвечает за пожаробезопасные характеристики кабеля.

Технические и электрические параметры

Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм² должен соответствовать ряду критически важных параметров, которые определяют условия его монтажа и эксплуатации.

Основные электрические характеристики (для кабеля с медной жилой 185 мм²)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20,6 / 35 (40,5) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (5 мин.): 65 кВ.
• Испытательное постоянное напряжение: 104 кВ.
• Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании (максимум 5 сек): +250°C.
• Допустимая температура жилы при перегрузке: +130°C.
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15-20 наружных диаметров кабеля (точное значение указывается в ТУ производителя).
• Сопротивление изоляции при +20°C: Не менее 1000 МОм·км.
• Электрическое сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 0,0991 Ом/км (для медной многопроволочной жилы).
• Индуктивное сопротивление: Приблизительно 0,11-0,13 Ом/км (зависит от конструкции и расстояния между жилами).
• Емкостное сопротивление: Приблизительно 0,15-0,20 мкФ/км.

Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.16)

Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от условий прокладки. Приведены данные для кабеля с тремя жилами 185 мм².

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Примечания
В земле (траншее), при температуре грунта +20°C, удельном тепловом сопротивлении 1,2 К·м/Вт	~ 350 — 380 А	Кабель проложен в одной траншее с расстоянием между кабелями 100 мм.
В воздухе, при температуре воздуха +25°C	~ 400 — 420 А	Кабель проложен вплотную на лотке или по стене.
В воздухе, при температуре воздуха +40°C	~ 340 — 360 А	Требуется применение понижающих коэффициентов.

Важно: Точные значения токовых нагрузок, а также поправочные коэффициенты для различных условий (группировка, температура окружающей среды, глубина прокладки) должны приниматься в соответствии с актуальными нормативными документами (ПУЭ, ГОСТ Р 50571, расчетными методиками МЭК) и технической документацией производителя кабеля.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 35 кВ.
• Вводы электроэнергии на промышленные предприятия, крупные объекты инфраструктуры (порты, аэропорты, железнодорожные узлы).
• Питание мощных трансформаторных подстанций 35/6(10) кВ.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности благодаря свойствам Внг(В)-LS.
• Прокладка в производственных помещениях, включая помещения с повышенной пожароопасностью (категории В1-В3 по ПУЭ и СП).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми плитами, сигнальной лентой, кирпичом) в соответствии с ПУЭ. Кабель не имеет брони, поэтому при прямом заглублении в грунты с риском повреждений требуется укладка в защитных трубах (ПНД, ПВХ, асбестоцементных) или лотках.

Условия эксплуатации:

• Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
• Прокладка без предварительного подогрева возможна при температуре не ниже -15°C.
• Кабель не распространяет горение при одиночной и групповой прокладке по категории В.
• Допускается прокладка на вертикальных и наклонных трассах. Крепление должно осуществляться с учетом веса кабеля и предотвращать его сползание.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ 185 мм²:

• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE): Повышенная стойкость к тепловому старению, высокая допустимая рабочая температура, стойкость к термоциклированию, высокая стойкость к токам КЗ.
• Пожарная безопасность: Оболочка Внг(В)-LS обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке и значительно снижает дымообразование и выделение коррозионных газов (галогенов) в случае пожара, что критически важно для эвакуации людей и сохранности электронного оборудования.
• Удобство монтажа и меньший вес: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, ЦСА) кабель с XLPE легче, имеет меньший наружный диаметр и не требует сложных систем подпитки маслом, что упрощает монтаж и снижает затраты на сооружение кабельных линий.
• Гибкость: Многопроволочная жила и пластичные материалы изоляции и оболочки позволяют прокладывать кабель по трассам со сложной геометрией.
• Длительный срок службы: При соблюдении условий эксплуатации и монтажа срок службы превышает 30 лет.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Марка ПвВнг(В)-LS не имеет металлической брони, что ограничивает ее применение для прямой прокладки в земле без дополнительной защиты в местах с высокой вероятностью механических повреждений (например, в городских условиях при частых земляных работах). Для таких условий следует выбирать бронированные модификации, например, ПвБбШвнг-LS.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов, защемлений и чрезмерного изгиба, которые могут повредить экраны и изоляцию.
• Стоимость: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, как правило, дороже кабелей с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляции, однако это компенсируется эксплуатационными преимуществами.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля 35 кВ требует высокой квалификации персонала и соблюдения строгих технологических правил.

• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем с транспортного средства. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов, установленных на трассе, чтобы избежать трения об землю или конструкции. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
• Подготовка концов: Разделка концов кабеля для установки концевых муфт (заделок) или соединительных муфт должна производиться специальным инструментом в соответствии с инструкцией производителя муфт. Послойное снятие изоляции и экранов требует точности.
• Монтаж муфт: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 35 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важным является абсолютная чистота на всех этапах: изоляционная поверхность жилы после снятия полупроводящих экранов должна быть очищена от следов полупроводящего слоя и обезжирена. Несоблюдение чистоты приводит к частичным разрядам и преждевременному выходу кабельной линии из строя.
• Заземление: Медные экраны (поясная изоляция) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. В случае большой длины линии применяют cross-bonding (поперечное соединение) экранов для снижения потерь.
• Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным выпрямленным напряжением в соответствии с ПУЭ (Глава 1.8). Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 104 кВ постоянного тока в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

Буква «В» в маркировке ПвВнг(В)-LS обозначает, что внутренняя оболочка (под оболочка) выполнена из ПВХ пластиката. В марке ПвПнг(В)-LS буква «П» означает, что внутренняя оболочка выполнена из полиэтилена. Полиэтиленовая под оболочка обладает лучшими влагозащитными свойствами и часто применяется в кабелях, предназначенных для прокладки в земле или в условиях повышенной влажности.

Можно ли прокладывать данный кабель в земле (траншее) без защиты?

Прямая прокладка в земле без дополнительной защиты не рекомендуется и часто запрещена нормами. Кабель не имеет брони, поэтому для защиты от механических повреждений при раскопках, давления грунта и воздействия грызунов его необходимо прокладывать в асбестоцементных или пластиковых (ПНД, ПВХ) трубах, либо в защитных лотках, либо с использованием сигнальной ленты и защитного кирпичного/бетонного накрытия согласно ПУЭ гл. 2.3.

Какой кабель выбрать для прокладки в земле: ПвВнг(В)-LS или ПвБбШвнг-LS?

Для прокладки в земле, особенно в условиях с высоким риском механических повреждений, предпочтительнее и чаще нормируется бронированный кабель ПвБбШвнг-LS. Буквы «Бб» обозначают броню из двух оцинкованных стальных лент, а «Шв» – защитный шланг из ПВХ. Эта конструкция обеспечивает надежную защиту от повреждений, и такой кабель может быть уложен в траншею без дополнительных труб (хотя защитная лента или кирпич все равно рекомендуются).

Что означает индекс «LS» и почему это важно?

Индекс LS (Low Smoke) означает «пониженное дымо- и газовыделение». При пожаре оболочка и изоляция такого кабеля выделяют значительно меньше дыма (оптическая плотность дыма нормируется) и коррозионно-активных галогенсодержащих газов (хлороводорода HCl). Это позволяет сохранить видимость в помещениях для эвакуации людей и снижает риск повреждения дорогостоящего электронного оборудования от коррозии. Требование к кабелям LS является обязательным для прокладки в общественных зданиях, метро, аэропортах, тоннелях и т.д. согласно СП 6.13130 и ФЗ-123.

Как определяется необходимое сечение жилы 185 мм² для конкретного объекта?

Выбор сечения 185 мм² или любого другого производится на основе технико-экономического расчета, который учитывает:

• Длительно допустимый ток нагрузки с учетом всех поправочных коэффициентов (температура, группировка).
• Потери напряжения в линии (должны быть в пределах норм ПУЭ, обычно не более 5%).
• Ток короткого замыкания и термическую стойкость кабеля.
• Экономическую плотность тока (для определения оптимального сечения с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат).

Сечение 185 мм² является стандартным для линий 35 кВ со значительными передаваемыми мощностями (порядка 15-20 МВА и более).

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальная квалификация?

Да, абсолютно обязательно. Монтаж муфт на кабели высокого напряжения (35 кВ) должны выполнять только специально обученные и аттестованные электромонтажники, имеющие допуск к работам на ВЛ и КЛ выше 1000 В. Работы проводятся по наряд-допуску с применением специального инструмента для разделки и технологической картой (инструкцией) конкретного производителя муфт. Ошибки при монтаже муфт являются одной из самых частых причин аварий на кабельных линиях.