Кабель СПвПЭнг(А)-HF 1-х жильный

Кабель СПвПЭнг(А)-HF одножильный: полный технический анализ и область применения

Кабель марки СПвПЭнг(А)-HF представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических установках на номинальное переменное напряжение до 110 кВ включительно частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его свойств: С – силовой, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, ПЭ – оболочка из полиэтилена, нг(А) – нераспространяющий горение по категории А, HF – пониженное газо- и дымовыделение (Halogen Free). Конструкция одножильного исполнения предполагает наличие одной токопроводящей жилы, что определяет специфику монтажа и применения, в основном в трехфазных сетях с прокладкой жил раздельно или треугольником.

Конструктивные элементы кабеля СПвПЭнг(А)-HF 1х

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Жила может быть секторной или круглой формы. Для сечений от 240 мм² и выше часто выполняется секторной (сегментной) для оптимизации пространства в кабельной линии и улучшения теплоотвода.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх изоляции в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, сохраняет эластичность и механическую прочность полимера, но приобретает повышенную стойкость к тепловой деформации. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Кратковременно (до 5 сек) кабель выдерживает температуру +250°C.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй слой полупроводящего материала, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор с равномерным радиальным электрическим полем.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, гофрированной медной ленты или оплетки из медных проволок. В одножильных кабелях этот экран является обязательным и выполняет две ключевые функции: служит для протекания токов короткого замыкания (требуемое сечение нормируется) и является элементом, замыкающим электрическое поле внутри кабеля. При прокладке в земле также выполняет функцию защиты от механических повреждений.
• Поясная изоляция: Лента или оболочка, накладываемая поверх металлического экрана для его защиты от коррозии и механических воздействий.
• Защитный шланг (оболочка): Внешняя оболочка из полиэтилена (ПЭ). Материал оболочки обеспечивает высокие диэлектрические свойства, стойкость к влаге, агрессивным почвам и ультрафиолетовому излучению. Индекс «нг(А)» указывает, что при групповой прокладке кабель соответствует высшей категории А по нераспространению горения. Обозначение «HF» подтверждает, что материалы изоляции и оболочки не содержат галогенов (хлора, брома), что минимизирует выделение коррозионно-активных и токсичных газов при пожаре.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Кабель СПвПЭнг(А)-HF 1х жильный характеризуется комплексом параметров, регламентированных техническими условиями (ТУ) и стандартами.

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 64/110 (126) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 160 кВ в течение 15 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 240 кВ в течение 15 минут (альтернативный метод приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • при длительной эксплуатации: +90°C
  • при перегрузке: +130°C
  • при коротком замыкании (до 5 сек): +250°C
• Минимальная температура прокладки: -15°C (без предварительного прогрева).

Таблица 1. Примерные значения длительно допустимого тока нагрузки для кабеля СПвПЭнг(А)-HF 1х жильного при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +20°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 1.0 м, расстояние между кабелями в траншее 250 мм, температура жилы +90°C.

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км, кг
240	510	65	5500
300	580	70	6500
400	670	77	8200
500	750	83	9800
630	840	90	11800
800	940	100	14500

Примечание: Точные значения определяются по расчетным методикам с учетом всех реальных условий прокладки и должны быть указаны в проектной документации.

Область применения и особенности монтажа

Одножильный кабель СПвПЭнг(А)-HF применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы использования:

• Магистральные линии электропередачи напряжением 110 кВ.
• Вводы и выводы с электрооборудования подстанций (трансформаторов, ячеек КРУЭ).
• Питающие линии для крупных промышленных предприятий, насосных станций, объектов инфраструктуры.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в земле (траншеях), а также на открытом воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей (в лотках, коробах).

Особенности монтажа одножильных кабелей на напряжение 110 кВ:

• Компенсация индуктивности: При прокладке в земле или металлических трубах для снижения потерь и обеспечения нормального режима работы релейной защиты жилы трех фаз располагают вплотную треугольником («в присыпку») или используют специальные немагнитные разделители. При прокладке в воздухе (на эстакадах) жилы располагают треугольником или горизонтально с соблюдением расчетного расстояния.
• Заземление экранов: Металлические экраны одножильных кабелей на высоком напряжении требуют специальной схемы заземления. Применяется одно- или двустороннее заземление, либо заземление через устройства защиты от перенапряжений (ОПН) для ограничения наводимых циркулирующих токов. При большой длине линии может использоваться поперечное соединение экранов (cross-bonding) для分段ного заземления и полного исключения токов в экранах.
• Концевые заделки и соединительные муфты: Монтаж требует применения специальных кабельной арматуры – концевых муфт (КНС) и соединительных муфт (СС). Технология монтажа включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж заземляющего устройства и герметизацию.

Преимущества и отличия от кабелей других марок

Кабель СПвПЭнг(А)-HF обладает рядом преимуществ, определяющих его выбор для современных проектов:

• Высокие диэлектрические и механические свойства сшитого полиэтилена: По сравнению с бумажно-масляной изоляцией (марки МНС, ЦАСБл) кабель легче, не требует сложных систем маслоподпитки и допускает прокладку на трассах с большими перепадами высот.
• Безгалогеновая конструкция (HF): Ключевое преимущество для прокладки в общественных зданиях, метро, тоннелях, на электростанциях. При возгорании выделяются в основном вода и углекислый газ, дым обладает низкой коррозионной активностью и оптической плотностью, что облегчает эвакуацию.
• Стойкость к распространению горения (нг(А)): При групповой прокладке в пучках кабель не распространяет горение, что повышает общую пожарную безопасность объекта.
• Длительный срок службы: Расчетный срок службы при соблюдении условий эксплуатации составляет не менее 30 лет.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие масла упрощает монтаж, транспортировку и обслуживание. Кабель поставляется на барабанах большой длины, что уменьшает количество соединений на линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями СПвПЭнг(А)-HF и АПвПЭг(А)-HF?

Буква «С» в маркировке обозначает, что токопроводящая жила изготовлена из меди. «А» в начале маркировки (АПвПЭг) указывает на алюминиевую жилу. Медные жилы имеют более высокую проводимость, механическую прочность и стойкость к окислению, но кабель тяжелее и дороже. Выбор зависит от технико-экономического расчета.

Почему для одножильного кабеля 110 кВ так важна схема заземления экранов?

В одножильном кабеле при протекании тока по жиле вокруг нее возникает переменное магнитное поле. Это поле наводит ЭДС в металлическом экране, замкнутом на землю с двух сторон. Если экран заземлен с обоих концов, по нему начинает протекать значительный циркулирующий ток, вызывающий дополнительные потери и нагрев. Для борьбы с этим применяют специальные схемы: одностороннее заземление (риск появления высокого напряжения на свободном конце) или поперечное соединение экранов (cross-bonding), которое делит линию на секции с взаимокомпенсирующими наведенными напряжениями.

Можно ли прокладывать кабель СПвПЭнг(А)-HF 1х в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Да, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.1, 2.3). Кабели на напряжение выше 1 кВ, как правило, рекомендуется прокладывать отдельно от кабелей ниже 1 кВ. При необходимости совместной прокладки должны быть выполнены мероприятия по защите кабелей низкого напряжения от повреждения в случае пробоя изоляции высоковольтного кабеля (например, установка разделительных перегородок из несгораемого материала). Также необходимо учитывать тепловое влияние.

Что означает индекс «нг(А)» в маркировке?

Индекс «нг» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке. Буква «А» в скобках указывает на категорию по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория А – наивысшая, она означает, что кабель прошел испытание на нераспространение горения при прокладке пучком с суммарным тепловым потоком от горения эквивалентным 7 л жидкости на 1 метр кабеля. Это гарантирует, что даже в большом пучке кабель не поддержит распространение пламени.

Каковы требования к трассе для прокладки такого кабеля в земле?

Прокладка в траншее требует: глубины не менее 1.0 м до верха кабеля; песчаной подушки толщиной 100-150 мм; расстояния между параллельно проложенными кабелями не менее 250 мм (для 110 кВ); защиты сверху кирпичом или бетонными плитами в местах с повышенной нагрузкой; наличия сигнальной ленты; соблюдения радиусов изгиба (не менее 25 наружных диаметров кабеля при монтаже). Обязательно выполнение кабельных бирок и составление исполнительной схемы прокладки.

Заключение

Кабель СПвПЭнг(А)-HF одножильный является современным, надежным и безопасным решением для построения магистральных сетей среднего и высокого напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена, безгалогеновых материалов и с исполнением по высшей категории пожарной безопасности делает его предпочтительным выбором для ответственных объектов, где на первый план выходят требования к надежности электроснабжения, пожарной безопасности и экологичности. Правильный выбор сечения, грамотное проектирование трассы и схемы заземления экранов, а также качественный монтаж с применением соответствующей арматуры являются залогом долгой и безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы.