Кабель ВКШвнг(А)-ХЛ 1-х жильный 1 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель ВКШвнг(А)-ХЛ 1х жильный на напряжение 1 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в условиях холодного климата. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в ответственных электросетях. Расшифровка маркировки кабеля является ключом к пониманию его характеристик: В – изоляция из сшитого полиэтилена, К – контрольный, Шв – шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката, нг(А) – нераспространяющий горение по категории А, ХЛ – исполнение для холодного климата, 1 – количество жил, 1 кВ – номинальное напряжение.
Конструкция кабеля ВКШвнг(А)-ХЛ 1 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая в совокупности высокие эксплуатационные свойства.
- Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Имеет круглую форму. Сечения жил стандартизированы и варьируются от 1.5 до 1000 мм².
- Экран по жиле (полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция: Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу сшивки, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к тепловому старению.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле формирует коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Медный экран: Выполняется в виде оплетки из медных проволок или в виде продольно наложенной медной ленты. Предназначен для защиты от электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также служит в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания.
- Поясная изоляция: Выполняется из лент электроизоляционных материалов. Служит для дополнительной механической защиты и фиксации экранов.
- Оболочка: Внешний защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ пластикат нг). Материал оболочки обеспечивает стойкость к агрессивным средам, механическим воздействиям и, благодаря добавкам, соответствует высшей категории по нераспространению горения (А). Исполнение ХЛ означает, что пластикат сохраняет эластичность при пониженных температурах до -60°C.
- Климатические условия: Предназначен для эксплуатации в районах с холодным климатом (исполнение ХЛ). Рекомендован для использования на открытом воздухе, в неотапливаемых промышленных помещениях, туннелях, кабельных каналах, шахтах, в условиях возможного периодического или постоянного воздействия низких температур до -60°C.
- Способы прокладки: Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (в трубах, блоках, тоннелях). Широко применяется для прокладки в кабельных сооружениях (эстакадах, галереях), коллекторах, а также по стенам зданий и сооружений. Благодаря категории нераспространения горения «А» разрешена групповая прокладка в пучках (в коробах, лотках, на полках) без необходимости соблюдения дополнительных противопожарных расстояний между пучками.
- Объекты применения: Промышленные предприятия (включая нефтегазовый комплекс и предприятия Севера), подстанции и распределительные устройства, системы энергоснабжения объектов транспортной инфраструктуры (вокзалы, аэропорты), горнодобывающие комплексы. Часто используется для создания ответвлений и подключения мощного оборудования, где требуется применение одножильных кабелей (например, для питания дуговых печей, крупных преобразовательных установок).
- Преимущества перед кабелем с ПВХ изоляцией (ВВГнг(А)-ХЛ):
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении.
- Лучшая стойкость к тепловому старению и перегрузкам.
- Меньшие радиусы изгиба благодаря более гибкой изоляции из сшитого полиэтилена.
- Более высокая стойкость к влаге и частичным разрядам.
- Преимущества перед кабелем с бумажной изоляцией (СБ):
- Отсутствие необходимости в сложной системе подпоя масла и постоянном мониторинге.
- Более простая и чистая процедура монтажа и оконцевания.
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду уровней.
- Меньший вес и диаметр при аналогичных параметрах.
- Недостатки:
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.
- Наличие экранов требует специальной подготовки и заземления при монтаже, что увеличивает трудоемкость.
- ПВХ-оболочка, в отличие от полимерных безгалогенных материалов (LS, HF), обладает высокой токсичностью при горении, что ограничивает применение в людных помещениях с повышенными требованиями к эвакуации.
- Заземление экранов: Медный экран каждой жилы должен быть надежно заземлен с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), защиты от электромагнитных влияний и обеспечения протекания токов КЗ. При длинных линиях может применяться перекрестное соединение экранов для снижения циркулирующих токов.
- Прокладка фаз: При прокладке одножильных кабелей для трехфазных систем необходимо размещать жилы разных фаз в непосредственной близости (в треугольнике или пучке) для минимизации индуктивного сопротивления и потерь. Запрещена раздельная прокладка фаз в разных трассах или стальных трубах.
- Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 10 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей в алюминиевой оболочке, но для ВКШвнг(А)-ХЛ, имеющего гибкую ПВХ-оболочку, рекомендуется придерживаться значения не менее 7.5-10 диаметров для обеспечения целостности экранов и изоляции.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на работу с экранированными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Необходимо обеспечить непрерывность экрана через муфту.
- По допустимому длительному току нагрузки (табличные значения с поправками на температуру окружающей среды, способ прокладки и количество рабочих кабелей в пучке).
- По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для данного типа электроприемника).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что кабель выдержит ток КЗ за время срабатывания защиты).
Основные технические характеристики и параметры
Эксплуатационные параметры кабеля регламентированы техническими условиями (ТУ) и соответствуют международным стандартам.
Электрические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 0.6/1 |
| Частота, Гц | 50 |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 |
| Допустимая температура жилы при КЗ (макс. 5 с), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальная температура эксплуатации, °C | -60 |
| Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км, не менее | 100 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 3.5 |
Пожарная безопасность (соответствие ГОСТ Р 53315-2009)
| Критерий | Категория / Характеристика |
|---|---|
| Распространение горения при одиночной прокладке | Не распространяет горение (нг) |
| Распространение горения при групповой прокладке | Категория А (наибольшая стойкость) |
| Коррозийная активность продуктов дымо- и газовыделения | Пониженная (отсутствие галогенов в оболочке не гарантируется, так как оболочка ПВХ) |
| Дымообразование | Умеренное (индекс дымообразования не нормируется для данного типа) |
| Токсичность продуктов горения | Высокая (характерно для ПВХ-оболочки) |
Область применения и особенности прокладки
Кабель ВКШвнг(А)-ХЛ 1 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 1 кВ частоты 50 Гц.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с другими типами кабелей на 1 кВ позволяет сделать обоснованный выбор.
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж одножильного экранированного кабеля имеет специфику, которую необходимо учитывать.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель ВКШвнг(А)-ХЛ отличается от ВКШвнг(А)?
Единственное, но критически важное отличие – климатическое исполнение. Индекс «ХЛ» означает, что материалы оболочки (и, возможно, других элементов) адаптированы для работы при экстремально низких температурах до -60°C. Обычный ВКШвнг(А), как правило, рассчитан на температуру не ниже -50°C или -40°C. При эксплуатации в условиях Крайнего Севера или аналогичных регионов обязателен к применению кабель с индексом ХЛ.
Почему кабель одножильный и где его применяют в трехфазных сетях?
Одножильная конструкция часто используется для кабелей больших сечений (от 240 мм² и выше), где многожильный кабель становится чрезмерно жестким и тяжелым для монтажа. В трехфазных сетях 0.4/1 кВ применяют три одножильных кабеля (по одному на каждую фазу), проложенных рядом. Это обеспечивает гибкость проектирования (можно прокладывать фазы разными трассами с последующим сведением, хотя это и нежелательно), а также упрощает производство и поставку кабеля больших сечений.
Обязательно ли заземлять экран с двух сторон?
Да, для кабелей на напряжение до 1 кВ с изолированным экраном, к которым относится ВКШвнг(А)-ХЛ, ПУЭ (7-е издание, п. 1.7.82) требуют двухстороннего заземления металлических оболочек и экранов. Это необходимо для электробезопасности. В противном случае, при повреждении изоляции, на экране может появиться опасный потенциал. Исключения возможны только для специальных схем с односторонним заземлением по техническому регламенту, но это требует отдельного обоснования.
Можно ли прокладывать ВКШвнг(А)-ХЛ в земле (траншее)?
Да, можно, но с обязательной защитой от механических повреждений. Прямая укладка в траншею не рекомендуется из-за риска повреждения лопатами, грунтовыми подвижками, грызунами. Кабель должен быть проложен в пластиковой или асбоцементной трубе, в двустенной гофротрубе или внутри кабельных блоков. Также необходимо обеспечить песчаную подушку и засыпку, отсутствие на трассе острых камней и мусора.
Что означает категория «нг(А)» и почему она важна?
Категория «нг(А)» означает, что при групповой прокладке (в пучках, коробах, лотках) кабель не распространяет горение при испытании по самой строгой категории А. Это означает, что горение не распространяется на длину более 2.5 метров даже при максимальной тепловой нагрузке (горение мощной газовой горелки). Для объектов с массовым пребыванием людей и на производстве использование кабелей с категорией «нг(А)» часто является обязательным требованием норм пожарной безопасности, так как позволяет прокладывать большое количество кабелей компактно без риска распространения пламени по трассе.
Как правильно выбрать сечение кабеля ВКШвнг(А)-ХЛ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ Глава 1.3:
Для одножильных кабелей при групповой прокладке особенно важны поправочные коэффициенты на количество и взаимное расположение, которые могут значительно снизить допустимый ток.
Заключение
Кабель ВКШвнг(А)-ХЛ 1х жильный 1 кВ представляет собой современное, надежное решение для создания силовых линий в условиях холодного климата и на объектах с высокими требованиями к пожарной безопасности. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокую пропускную способность и долговечность, а исполнение ХЛ гарантирует работоспособность при экстремально низких температурах. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, заземления экранов и применения соответствующих аксессуаров (муфт) являются обязательными условиями для создания безопасной и бесперебойной кабельной линии на основе данного изделия.