Кабель СПОВЭнг(А)-FRHF 1-х жильный

Кабель СПОВЭнг(А)-FRHF 1-х жильный: полный технический анализ и область применения

Кабель марки СПОВЭнг(А)-FRHF 1-х жильный представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией и оболочкой из силанольносшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических установках на номинальное переменное напряжение до 110 кВ включительно частотой 50 Гц. Конструкция кабеля отвечает высочайшим требованиям пожарной безопасности, что отражено в его обозначении: «нг(А)-FRHF» — нераспространяющий горение по категории А, с пониженным дымо- и газовыделением, безгалогенный. Данный кабель является ключевым элементом для создания надежных и безопасных магистральных линий электропередачи, ввода питания на объекты, а также для ответственных участков сетей.

Расшифровка маркировки СПОВЭнг(А)-FRHF

• С — Силовой кабель.
• П — Изоляция из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ).

ОВ — Однопроволочная жила (О) круглой формы, выполненная из меди (отсутствие в марке «А» указывает на медный материал).

• Э — Экранированный. Наличие экрана из электропроводящего материала (полупроводящий сшитый полиэтилен + медные проволоки или лента).
• нг(А) — Не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгая). Это означает, что при испытании пучка кабелей общее тепловыделение не превышает 20 кВт/м, а длина повреждения каждого образца — не более 1,5 м.
• FR (Fire Resistance) — Огнестойкий. Сохраняет работоспособность в условиях пожара в течение определенного времени (обычно 180 мин) при прокладке по методике ГОСТ Р МЭК 60331-21.
• HF (Halogen Free) — Безгалогенный. При горении и тлении не выделяет коррозионно-активные галогенсодержащие газы (хлор, фтор и др.), дым имеет низкую кислотность и оптическую плотность.
• 1-х жильный — Конструктивное исполнение с одной токопроводящей жилой.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля СПОВЭнг(А)-FRHF является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из медной проволоки по ГОСТ 22483. Для сечений, как правило, до 50 мм² включительно жила выполняется однопроволочной (монолитной), что и отражено в маркировке «ОВ». Для сечений от 70 мм² и выше жила может быть многопроволочной (но марка при этом изменится на «СПМЭнг(А)-FRHF»). Класс жилы — 1 или 2. Жила имеет круглую форму.
• 2. Экранирующий слой по жиле (полупроводящая экранирующая оболочка). Наносится поверх жилы экструзионным методом. Представляет собой сшитый полиэтилен, наполненный сажей или другим электропроводящим материалом. Его назначение — выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических неровностей и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронных разрядов), которые разрушают изоляцию.
• 3. Основная изоляция. Выполняется из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ или XLPE). Этот материал обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно до +250°C). Процесс сшивки повышает стойкость к тепловой деформации.
• 4. Экранирующий слой по изоляции (полупроводящий слой). Аналогичен слою по жиле. Служит для симметрирования электрического поля и его заключения внутри изоляции.
• 5. Металлический экран. Выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально, или медной ленты, наложенной продольно с перекрытием. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции на землю для срабатывания защитной аппаратуры, а также использование в качестве нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью. Для одножильных кабелей является обязательным элементом для компенсации магнитного поля.
• 6. Поясная изоляция. Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенный поверх металлического экрана. Обеспечивает электрический контакт между металлическим экраном и заземляющим проводником.
• 7. Заземляющий проводник (допустимая конструкция). Может присутствовать в виде отдельной неизолированной медной проволоки, контактирующей с поясной изоляцией. Предназначен для дополнительного заземления металлического экрана.
• 8. Внутренняя оболочка. Изготавливается из безгалогенного огнестойкого полимерного компаунда. Выполняет функцию барьера, защищающего изоляцию и экраны от механических повреждений и влаги, а также является основным носителем огнезащитных свойств.
• 9. Броня (при наличии). В марке СПОВЭнг(А)-FRHF броня не указана. Однако для прокладки в земле (траншеях) может применяться модификация с броней — СПОВЭБбШвнг(А)-FRHF, где броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент.
• 10. Наружная оболочка. Наружный защитный слой из безгалогенного огнестойкого полимера (например, на основе полиолефинов). Обеспечивает защиту от агрессивных сред, ультрафиолета (при прокладке на открытом воздухе), механических воздействий и имеет характеристики «нг(А)-FRHF».

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 64/110 кВ (U₀/U). Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 128 кВ в течение 60 минут. Допустимые длительные токовые нагрузки определяются сечением жилы, способом прокладки и температурой окружающей среды.

Примерные длительно допустимые токи нагрузки для кабеля СПОВЭнг(А)-FRHF 110 кВ (прокладка в воздухе, температура воздуха +25°C)

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерная масса 1 км кабеля, кг
120	350	~5500
150	400	~6200
185	460	~7200
240	540	~8500
300	620	~10000

Параметры пожарной безопасности (соответствие ГОСТ Р 53769-2010, МЭК 60332-3-24, МЭК 60754-2, МЭК 61034)

• Категория по нераспространению горения: нг(А)-FRLS (или нг(А)-FRHF). Наивысшая категория А.
• Огнестойкость: Сохранение работоспособности при воздействии пламени с температурой 750-800°C в течение не менее 180 минут (стандартное требование для кабелей FR).
• Коррозионная активность продуктов горения (кислотность газов): pH ≥ 4,3; проводимость ≤ 10 μS/mm (безгалогенный).
• Дымообразование: Коэффициент светопропускания при горении ≥ 60% (низкое дымообразование).

Механические и климатические характеристики

• Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек): +250°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: не менее 20 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с поясной изоляцией и экраном из проволок.
• Стойкость к ультрафиолетовому излучению: оболочка устойчива к УФ-излучению, что допускает прокладку на открытом воздухе без дополнительной защиты.

Области применения и способы прокладки

Кабель СПОВЭнг(А)-FRHF 1-х жильный применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на класс напряжения 110 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи от подстанций 110/10(6) кВ до главных понижающих подстанций крупных промышленных объектов, жилых районов, аэропортов, железнодорожных узлов.
• Вводы питания на территорию ответственных объектов: нефтеперерабатывающие и химические заводы, металлургические комбинаты, атомные и тепловые электростанции собственных нужд.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, галереях, этажах, двойных полах) совместно с другим электрооборудованием, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
• Прокладка в многоэтажных зданиях (вертикальные стояки, шахты) для питания верхних этажей. Одножильные кабели требуют особого внимания к способу укладки (треугольником или плоскостью) для компенсации индуктивного сопротивления.
• Объекты с массовым пребыванием людей: метрополитен, торгово-развлекательные комплексы, стадионы, больницы. Здесь критически важны параметры FRHF — отсутствие ядовитого дыма и коррозии.

Способы прокладки: В воздухе (на эстакадах, по конструкциям зданий), в кабельных сооружениях, в помещениях. Прокладка в земле (траншеях) допускается только для модификаций с броней (СПОВЭБбШвнг(А)-FRHF). При прокладке в туннелях, помещениях и т.д. обязательна группировка фазных жил (A, B, C) вплотную с перевязкой для уменьшения потерь и индуктивности.

Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей на 110 кВ

Работа с высоковольтными одножильными кабелями имеет ряд специфических требований:

• Компенсация магнитных полей. Переменный ток в одножильном кабеле создает вокруг него переменное магнитное поле. При неправильной укладке (например, в разнесенных траншеях) это поле наводит вихревые токи в металлических элементах (броне, лотках, арматуре), вызывая их нагрев и дополнительные потери. Поэтому жилы разных фаз должны прокладываться вплотную друг к другу (в треугольник или в одну плоскость). Для кабелей в немагнитной оболочке допустима прокладка «пучком».
• Заземление экранов. Металлические экраны одножильных кабелей на высоком напряжении при протекании по ним токов на землю могут нагреваться. Существуют различные схемы заземления: двустороннее (заземление с обоих концов), одностороннее или cross-bonding (поперечное соединение). Выбор схемы зависит от длины линии и требований к токам в экране. Неправильное заземление может привести к перегреву и выходу кабеля из строя.
• Требования к радиусу изгиба. Радиус изгиба при монтаже строго нормируется и для кабелей 110 кВ составляет, как правило, не менее 20-25 наружных диаметров. Нарушение этого требования ведет к необратимой деформации изоляции и экранов, возникновению опасных механических напряжений.
• Использование концевых и соединительных муфт. Для монтажа применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты 110 кВ, рассчитанные на конкретную конструкцию кабеля. Монтаж должны проводить только квалифицированные специалисты, прошедшие обучение у производителя муфт.

Сравнение с аналогами и нормативная база

Кабель СПОВЭнг(А)-FRHF является эволюционным развитием классических кабелей с бумажно-масляной изоляцией (например, марки СЦВ) и кабелей с изоляцией из ПВХ или полиэтилена. Его ключевые преимущества:

• Перед СПЭ-кабелями без индексов FRHF: Преимущество в пожарной безопасности. Стандартные кабели СПЭ не имеют огнестойкости и низкого дымо- газовыделения.
• Перед кабелями с ПВХ изоляцией: Более высокая диэлектрическая прочность, большая допустимая температура, отсутствие выделения хлористого водорода при пожаре.
• Перед бумажно-масляными кабелями: Отсутствие риска утечки масла, простота монтажа (не требуется постоянный уклон трассы), меньший вес, более высокая допустимая температура.

Основные регулирующие документы: Технические условия ТУ 16.К71-304-2001 (или более новые редакции), ГОСТ Р 53769-2010 (Кабели силовые на номинальное напряжение 110 кВ), ГОСТ Р МЭК 60332-3-24 (испытания на нераспространение горения), ГОСТ Р МЭК 60754-2 (испытания на содержание галогенов), ГОСТ Р МЭК 61034-2 (измерение плотности дыма).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кабель с индексом «нг(А)» от «нг(В)»?

Отличие заключается в строгости испытаний на нераспространение горения при групповой прокладке. Категория «А» — наиболее высокая: испытание проводится на пучке кабелей общей мощностью горения 7 кВт на 1 метр (для изделий с сечением жилы более 35 мм²). Категория «В» предполагает испытание с мощностью 3,5 кВт/м. Кабель «нг(А)» можно применять в любых групповых прокладках, в том числе с большим количеством кабелей и высокой потенциальной пожарной нагрузкой.

Почему для прокладки в земле требуется именно бронированная модификация?

Броня из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб» в марке) обеспечивает защиту кабеля от механических повреждений при укладке в траншею, от давления грунта, от растягивающих нагрузок, а также от грызунов. Небронированный кабель СПОВЭнг(А)-FRHF не имеет такой защиты, и его прямое заглубление в грунт сопряжено с высоким риском повреждения оболочки, что приведет к проникновению влаги и выходу линии из строя.

Как правильно выбрать схему заземления экранов для трех одножильных кабелей?

Выбор схемы — задача проектировщика, основанная на расчете. При двустороннем заземлении (самом простом) в экранах могут циркулировать значительные токи, вызывающие нагрев, если длина линии велика. Схема cross-bonding (поперечное соединение секций) позволяет свести эти токи к минимуму, но требует установки специальных соединительных и концевых муфт с изолирующими перемычками и устройствами защиты экрана от перенапряжений. Для линий длиной до нескольких сотен метров часто применяют двустороннее заземление, контролируя допустимый ток в экране.

Можно ли использовать кабель СПОВЭнг(А)-FRHF в системах АСУТП или для питания слаботочного оборудования?

Нет, это исключительно силовой кабель для передачи больших мощностей. Наличие металлического экрана, хотя и обеспечивает защиту от помех, не делает его кабелем для систем автоматизации. Для слаботочных целей применяются специальные экранированные кабели связи и управления с соответствующими параметрами.

Что означает «огнестойкость 180 минут» и как она обеспечивается?

Это означает, что при испытании по ГОСТ Р МЭК 60331 (воздействие пламени 750-800°C) кабель, проложенный по методике, сохраняет целостность цепи и способность проводить электрический ток в течение 180 минут. Обеспечивается за счет применения в внутренней и/или наружной оболочке специальных огнестойких материалов (например, с наполнителями на основе гидроксида алюминия или магния), которые при нагреве выделяют негорючие газы и воду, поглощая тепло и образуя теплоизолирующий коксовый слой, защищающий внутренние элементы кабеля.

Каков порядок приемки и ввода в эксплуатацию линии на основе таких кабелей?

После монтажа, помимо визуального осмотра и проверки документов, проводятся обязательные высоковольтные испытания повышенным напряжением постоянного тока (выпрямленным) согласно ПУЭ. Для кабелей 110 кВ испытательное напряжение составляет 170 кВ в течение 15 минут. Также измеряются сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции. Перед первым включением под рабочее напряжение обязательно проверяется правильность и надежность заземления экранов и брони (если есть).

Заключение

Кабель СПОВЭнг(А)-FRHF 1-х жильный является современным, технологичным и безопасным решением для построения магистральных сетей электроснабжения высокого напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества силанольносшитой полиэтиленовой изоляции и безгалогенных огнестойких материалов, обеспечивает высокую надежность передачи энергии, долгий срок службы и критически важную безопасность при пожаре. Правильный выбор, проектирование трассы с учетом специфики одножильных кабелей, квалифицированный монтаж и соблюдение регламентов испытаний — обязательные условия для эффективной и безаварийной эксплуатации данной кабельной продукции на протяжении всего ее жизненного цикла.