Кабель АПвЭВнгд 1-х жильный 15 кВ

Кабель АПвЭВнгд 1-х жильный 15 кВ: полный технический обзор

Кабель АПвЭВнгд 1х жильный на напряжение 15 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой экранированной оболочке, с пониженной пожарной опасностью. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в современных энергосистемах.

Расшифровка маркировки АПвЭВнгд

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ и четко описывает его конструктивные особенности:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции: полиэтилен вулканизированный (сшитый).
• Э – наличие экрана по изоляции: медные проволоки или медная лента.
• В – материал наружной оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
• нгд – исполнение по показателям пожарной опасности: не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением при групповой прокладке.
• 1-х жильный – количество токопроводящих жил: одна.
• 15 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.

Конструкция кабеля АПвЭВнгд 1х15 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства и уменьшения общего диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для меньших сечений или многопроволочной.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических зазоров между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации (сшивки молекул), обладает принципиально лучшими, чем обычный ПЭ, характеристиками: высокая рабочая температура (до 90°С в длительном режиме), стойкость к тепловым ударам и перегрузкам, отличные диэлектрические и механические свойства. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичный слой полупроводящего СПЭ накладывается поверх основной изоляции. Он также служит для выравнивания электрического поля и является частью коаксиальной конструкции экранированного кабеля.

5. Поясная изоляция

Представляет собой ленту из полупроводящего материала, которая накладывается поверх экрана по изоляции. Ее функция – защита нижележащих слоев и обеспечение контакта с металлическим экраном.

6. Металлический экран

Выполняется в виде гофрированной алюминиевой оболочки. Это ключевой элемент конструкции, выполняющий несколько функций:

• Защита от внешних электромагнитных помех.
• Ограничение электрического поля внутри кабеля, обеспечение безопасности персонала.
• Замыкание тока однофазного замыкания на землю (токов КЗ).
• Механическая защита (герметичность, защита от проникновения влаги, стойкость к растяжению).

Гофрирование обеспечивает гибкость кабеля.

7. Защитный покров (подушка)

Наносится поверх алюминиевой оболочки для ее защиты от коррозии и механических повреждений. Обычно состоит из битумного состава и крепированной бумаги или пластиковой ленты.

8. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнгд). Оболочка обеспечивает защиту от механических воздействий, агрессивных сред и соответствует требованиям нераспространения горения при групповой прокладке.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Кабель предназначен для работы в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/15 (17,5) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
• Допустимая температура при перегрузке: +130°C.
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Сопротивление изоляции при 20°C: не менее 1000 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа: 22 кВ в течение 15 мин.

Механические и пожарные характеристики

• Стойкость к распространению горения при групповой прокладке по категории А (по ГОСТ 53315).
• Пониженное дымо- и газовыделение (индекс «нгд»).
• Допустимый радиус изгиба при монтаже: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: не менее 30 лет.

Области применения

Кабель АПвЭВнгд 1х15 кВ применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках:

• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в производственных помещениях, в том числе с высокой пожароопасностью.
• Прокладка в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (в трубах, лотках, с сигнальной лентой). Алюминиевая оболочка обеспечивает герметичность и защиту от влаги.
• Использование в сетях 6-10 кВ промышленных предприятий, городского распределения, объектов инфраструктуры.

Важно: Прокладка в воздухе на открытом солнце не рекомендуется без дополнительной защиты от УФ-излучения, так как ПВХ-пластикат оболочки может подвергаться деградации.

Сравнение с аналогами и выбор сечения

Основными аналогами являются кабели с медной жилой (ПвПнгд) и кабели со свинцовой оболочкой (АПвПу, АСБ). Преимущества АПвЭВнгд:

• Перед кабелями со свинцовой оболочкой: меньший вес, отсутствие свинца (экологичность), лучшая стойкость к вибрациям, простота монтажа.
• Перед кабелями с медной жилой: существенно меньшая стоимость при сопоставимой пропускной способности по току (при равном сечении).

Выбор сечения жилы осуществляется по допустимому длительному току нагрузки с учетом условий прокладки (температура грунта/воздуха, количество кабелей в траншее, расстояние между ними).

Таблица 1. Примерные данные по допустимым длительным токам для кабеля АПвЭВнгд 1х15 кВ при прокладке в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт, температура грунта +15°С, глубина прокладки 0.7 м)

Номинальное сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км, кг	Допустимый длительный ток, А
50	35-38	1300-1500	190-200
70	38-41	1600-1800	235-245
95	41-44	1900-2200	285-295
120	44-47	2200-2500	325-340
150	47-50	2600-2900	370-385
185	50-54	3100-3500	420-435
240	55-59	3900-4400	490-510

Примечание: Точные значения необходимо брать из технических условий или каталогов производителя для конкретных условий прокладки.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвЭВнгд требует соблюдения специфических правил:

• Радиус изгиба: Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения алюминиевой гофрированной оболочки и изоляции.
• Раскрой кабеля: Требует специального инструмента для послойного снятия оболочек и экранов. Кольцевые надрезы должны быть аккуратными, без повреждения нижележащих слоев.
• Заземление: Металлический экран (алюминиевая оболочка) с обоих концов кабеля должен быть надежно заземлен. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты. При большой длине линии может потребоваться поперечное соединение экранов или заземление в промежуточных точках для снижения напряжений наведенных токов.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специализированных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных именно на кабели с изоляцией из СПЭ и алюминиевым экраном. Герметизация узлов заземления экрана критически важна.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением постоянного или выпрямленного тока (рекомендовано 4U0) в соответствии с ПУЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвЭВнгд от АПвПуг?

Основное отличие – материал герметизирующей оболочки. АПвПуг имеет свинцовую оболочку и наружный покров из ПВХ-пластиката. АПвЭВнгд вместо свинца использует гофрированную алюминиевую оболочку. Это делает кабель легче, дешевле и более стойким к усталостным нагрузкам (вибрация, изгибы).

Можно ли прокладывать кабель АПвЭВнгд в земле без защиты?

Да, можно, так как алюминиевая оболочка обеспечивает герметичность и защиту от влаги. Однако, согласно ПУЭ, для защиты от механических повреждений при прокладке в земле на глубине 0.7-1.0 м кабель рекомендуется дополнительно защищать плитами или сигнальной лентой. При риске повреждения (например, в городских условиях) обязательна прокладка в трубах или блоках.

Как правильно заземлять алюминиевый экран этого кабеля?

Экран заземляется с обоих концов кабеля. Для этого используют специальные заземляющие проводники (медные гибкие провода), которые крепятся к алюминиевой оболочке с помощью зажимов или опрессовки с обеспечением надежного электрического и механического контакта. Место соединения должно быть герметизировано в составе муфты или с помощью термоусаживаемых материалов для предотвращения коррозии.

Почему для сетей 15 кВ указано напряжение 8,7/15 кВ?

Обозначение U₀/U (8,7/15 кВ) расшифровывается следующим образом: U₀ = 8.7 кВ – это напряжение между жилой и землей (экраном), U = 15 кВ – это напряжение между жилами. Для сети с изолированной нейтралью 15 кВ фазное напряжение относительно земли составляет 15 / √3 ≈ 8.66 кВ, что соответствует классу напряжения 8,7/15 кВ.

Каковы преимущества сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной изоляцией?

Преимущества СПЭ (XLPE): более высокая допустимая рабочая температура (90°С против 70°С), отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом, меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа и эксплуатации, высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.

Что означает индекс «нгд» и где он обязателен к применению?

«нгд» – не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением. Такие кабели обязательны для групповой прокладки (более одного кабеля в пучке) в зданиях, метрополитенах, тоннелях, производственных помещениях и других объектах, где требования пожарной безопасности повышены. Они не поддерживают горение и выделяют меньше дыма и коррозионных газов при воздействии пламени.

Заключение

Кабель АПвЭВнгд 1х15 кВ является современным, технологичным и экономически эффективным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, алюминиевой герметичной оболочки и оболочки с пониженной пожарной опасностью, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности, безопасности и долговечности. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа, заземления и испытаний являются обязательными условиями для реализации этих преимуществ на практике.