Кабель АПвКШвнг(А) 1-х жильный: полный технический анализ
Кабель АПвКШвнг(А) 1-х жильный представляет собой силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ частоты 50 Гц. Его ключевые особенности — высокая надежность изоляции, наличие экрана, стойкость к распространению горения при групповой прокладке по категории А, что делает его основным решением для магистральных линий и ответвлений в сетях 0,6/1 кВ.
Расшифровка маркировки АПвКШвнг(А)-1
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели пожароопасные) и отражает все ключевые конструктивные элементы:
- А — материал токопроводящей жилы: алюминий.
- Пв — материал изоляции жилы: сшитый полиэтилен (ПВС или XLPE).
- К — тип защитного покрова: кабельная конструкция (броня из круглых стальных оцинкованных проволок).
- Шв — материал наружной оболочки: защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката.
- нг(А) — показатель пожарной безопасности: не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наивысшая требование по нераспространению горения).
- (А) в скобках — дополнительное указание категории по нераспространению горения.
- 1 — количество жил: одножильный.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 16 до 240 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по гибкости), что облегчает монтаж. Для больших сечений (300 мм² и выше) жила может быть секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля.
- 2. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой нагревостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, аварийной перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, низким влагопоглощением и стойкостью к трекингу.
- 3. Экран по изоляции. Состоит из двух обязательных элементов:
- Электропроводящий слой (полупроводящая лента или экструдированный слой) поверх изоляции для выравнивания электрического поля.
- Медный экран в виде оплетки из медных проволок или, реже, медной ленты. Его основная функция — защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля и использование в качестве проводника для токов утечки и замыкания на землю. Для одножильных кабелей экран является обязательным элементом для снижения потерь и обеспечения безопасности.
- 4. Броня. Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх экрана с подушкой (подброневой покров из ПВХ-лент или крепированной бумаги для защиты экрана от механического воздействия брони). Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
- 5. Наружная оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ нг). Оболочка имеет характерную окраску (чаще черный или серый цвет) и наносится поверх брони. Она обеспечивает защиту брони от коррозии и соответствует требованиям по нераспространению горения.
- Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
- Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
- Допустимая температура при перегрузке (не более 8 ч в сутки, суммарно не более 1000 ч в год): +130°C.
- Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева: -15°C.
- Показатели пожарной безопасности согласно ГОСТ 31565-2012:
- Не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткое требование, подразумевающее испытание пучка кабелей с удельной пожарной нагрузкой, эквивалентной 7 л горючей жидкости на 1 м²).
- Оболочка из ПВХ нг пластиката обладает пониженным дымо- и газовыделением.
- Кислотность газовыделений: pH ≥ 4,3 (умеренная агрессивность продуктов горения).
- Радиус изгиба при монтаже: не менее 15 наружных диаметров кабеля для бронированных кабелей с многопроволочной жилой.
- Стойкость к растяжению: броня из стальных проволок позволяет выдерживать значительные растягивающие усилия, что важно при прокладке в вертикальных шахтах или туннелях с большими перепадами высот.
- Климатическое исполнение: УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, для прокладки в земле, туннелях, каналах, шахтах, помещениях).
- Промышленные предприятия: магистральные линии в цехах, питание мощного оборудования (трансформаторов, двигателей, печей).
- Объекты инфраструктуры: кабельные линии в метрополитенах, тоннелях, на железнодорожных станциях, в аэропортах, портах.
- Энергетика: соединения в распределительных устройствах 0,4 кВ, выводы от силовых трансформаторов, межщитовые связи.
- Коммерческая и жилая недвижимость: вертикальные стояки в многоэтажных зданиях, питание распределительных щитов, магистрали в коллекторах и технических этажах.
- Взрывоопасные зоны: может применяться при условии соответствия дополнительным требованиям к монтажу и защите.
- Прокладка «в треугольник» или «плоскостью»: Для уменьшения индуктивного сопротивления и потерь в металлических элементах оболочки (экране, броне) все три фазы (жилы кабелей) должны быть расположены как можно ближе друг к другу. Классической является схема «в треугольник».
- Перекрестное соединение экранов: На длинных линиях для снижения наведенного напряжения на экранах применяют их попеременное заземление или перекрестное соединение (транспозицию) с разделением на изолированные секции.
- Заземление: Медный экран и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы защитной аппаратуры.
- Учет растягивающих усилий: При вертикальной прокладке необходимо правильно рассчитать и закрепить кабель, чтобы его вес не создавал недопустимую нагрузку на нижние участки. Броня из проволок частично воспринимает эту нагрузку.
- По потере напряжения (ПУЭ, гл. 1.3, для сетей 0,4 кВ потеря не должна превышать 5% от номинального).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (ПУЭ, гл. 1.4).
- По экономической плотности тока (ПУЭ, гл. 1.3, для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
- По условиям срабатывания защитной аппаратуры (защита от перегрузки и КЗ).
Таким образом, полное обозначение описывает одножильный алюминиевый кабель в броне, с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой, не распространяющей горение.
Конструкция кабеля АПвКШвнг(А) 1-х жильный
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу:
Основные технические характеристики и условия применения
Электрические параметры
Кабель предназначен для работы в сетях с изолированной нейтралью или с глухозаземленной нейтралью на номинальное напряжение 0,6/1 кВ. Это означает, что величина напряжения между фазой и землей (фазное напряжение) составляет 0,6 кВ, а между разными фазами (линейное напряжение) — 1 кВ.
Допустимые токовые нагрузки (таблица 1)
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от способа прокладки и определяется по ПУЭ 7-го издания, ГОСТ 31996-2012 и методикам расчета. Приведены ориентировочные значения для наиболее распространенных условий прокладки (одиночный кабель в воздухе при температуре +25°C).
| Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимый длительный ток, А (в воздухе) | Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более |
|---|---|---|
| 16 | 90 | 1.91 |
| 25 | 120 | 1.20 |
| 35 | 145 | 0.868 |
| 50 | 175 | 0.641 |
| 70 | 215 | 0.443 |
| 95 | 260 | 0.320 |
| 120 | 300 | 0.253 |
| 150 | 340 | 0.206 |
| 185 | 390 | 0.164 |
| 240 | 450 | 0.125 |
Примечание: При прокладке в земле, в трубах, групповой прокладке или при иных температурах окружающей среды необходимо применять соответствующие поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ.
Температурные режимы и пожарная безопасность
Механические и климатические характеристики
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвКШвнг(А) 1-х жильный применяется в качестве силового ввода и распределения электроэнергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель предназначен для прокладки в земле (в траншеях), в кабельных каналах, блоках, туннелях, по эстакадам, в помещениях, по стенам и конструкциям. Наличие брони позволяет осуществлять прокладку в земле без дополнительных защитных труб (при отсутствии риска механических повреждений от земляных работ). Для групповой прокладки обязательным является индекс «нг(А)».
Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей
При работе с одножильными кабелями необходимо учитывать специфику, связанную с возникновением вихревых токов и нагревом от потерь в экране и броне:
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель АПвКШвнг(А) имеет ряд аналогов, выбор между которыми определяется технико-экономическим расчетом и условиями проекта:
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|
| АПвКШвнг(А)-1 | Алюминиевая жила, броня из проволок, ПВХ нг оболочка. | Основное решение для магистралей 1 кВ, где требуется баланс цены, надежности и пожарной безопасности. |
| ПвКШвнг(А)-1 | Медная жила. Более высокая проводимость, меньший диаметр при том же токе, выше цена. | При ограничениях по сечению или току, в условиях агрессивной среды к алюминию. |
| АПвБШвнг(А)-1 | Броня из двух стальных оцинкованных лент (Б). Лучшая защита от внешних механических воздействий, но меньшая гибкость и стойкость к растяжению. | Прокладка в земле с высоким риском механических повреждений (камни, строительный мусор). |
| АВВГнг(А)-1 | Изоляция и оболочка из ПВХ, отсутствие брони и экрана. Значительно дешевле и легче. | Прокладка в сухих помещениях, лотках, где нет требований к экранированию, механической защите и где допустима изоляция из ПВХ (допустимый нагрев +70°C). |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем обусловлена необходимость экрана в одножильном кабеле на 1 кВ?
Экран в одножильном кабеле выполняет несколько функций: выравнивает электрическое поле вокруг жилы, снижая напряженность на краях изоляции; служит для заземления и безопасного отвода токов утечки; уменьшает электромагнитное влияние на соседние цепи и обеспечивает симметрию поля в трехфазной системе при правильной прокладке.
Можно ли прокладывать кабель АПвКШвнг(А)-1 в земле без защитных труб?
Да, наличие брони из стальных оцинкованных проволок позволяет осуществлять прокладку непосредственно в траншее с песчаной подушкой и защитным слоем (кирпич, сигнальная лента). Однако при высоком уровне грунтовых вод, химической агрессивности грунта или риске раскопок сторонними организациями рекомендуется дополнительная защита в виде асбестоцементных или полимерных труб.
Как правильно выбрать сечение кабеля, кроме как по таблице токовых нагрузок?
Выбор сечения является комплексной задачей. Помимо длительно допустимого тока (ПУЭ, гл. 1.3), необходимо проверить сечение:
В чем разница между индексами «нг(А)» и просто «нг»?
Индекс «нг» означает, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Индекс «нг(А)» — высшая категория по ГОСТ 31565-2012, означающая, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А, то есть в пучке с самой высокой удельной пожарной нагрузкой. Для общественных зданий, метро, электростанций требованиями норм, как правило, предписывается применение кабелей именно с индексом «нг(А)».
Как осуществляется заземление экрана и брони одножильного кабеля?
Медный экран (оплетка) и броня из стальных проволок должны быть соединены между собой и заземлены на обоих концах кабельной линии. Это делается с помощью специальных концевых заделок (муфт), где экран и броня выводятся на заземляющие проводники. В распределительных устройствах они присоединяются к контуру заземления. На длинных линиях (более нескольких сотен метров) может потребоваться дополнительное заземление в промежуточных точках или применение специальных схем транспозиции экранов для снижения циркулирующих токов.
Заключение
Кабель АПвКШвнг(А) 1-х жильный является современным, надежным и универсальным решением для построения силовых сетей напряжением до 1 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, алюминиевой жилы, медного экрана, стальной брони и оболочки с улучшенными пожарными характеристиками, обеспечивает длительную и безопасную эксплуатацию в широком диапазоне условий. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа с учетом особенностей одножильных кабелей являются залогом надежной работы энергетической системы объекта в целом.