Кабель АПвКаВнг(А)-LS 3х240
Кабель АПвКаВнг(А)-LS 3х240: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвКаВнг(А)-LS 3х240 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевыми жилами, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях высокого напряжения. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, пожарной безопасности и длительного срока службы в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена; Ка – экран по жиле из полупроводящего сшитого полиэтилена; В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; нг(А) – нераспространяющий горение по категории А; LS – Low Smoke, пониженное дымовыделение; 3х240 – три токопроводящие жилы сечением 240 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвКаВнг(А)-LS 3х240
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, от центра к периферии.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, вакуумная отжиг) или аналогичной, круглой формы, однопроволочная (ОЖ) или многопроволочная (МЖ), соответствующая сечению 240 мм². Для данного сечения, как правило, применяется многопроволочная жила, обеспечивающая достаточную гибкость для монтажа.
- Экран по жиле (полупроводящая экранирующая оболочка): Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Изготовлен из полупроводящего сшитого полиэтилена (маркировка «Ка»). Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда) – главной причины старения изоляции в кабелях среднего и высокого напряжения.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (Пв). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под действием пероксидов или силана, приобретает повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Изоляция имеет строго нормированную и одинаковую толщину по всей длине жилы.
- Экран по изоляции: Состоит из двух обязательных элементов. Внутренний слой – полупроводящий, аналогичный экрану по жиле. Поверх него накладывается металлический экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. В кабелях на напряжение 6-10 кВ, к которым относится АПвКаВнг(А)-LS, металлический экран является заземляемым и выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
- Поясная изоляция: Представляет собой обмотку из электроизоляционной пленки или другого материала, накладываемую поверх скрученных экранированных жил. Служит для фиксации конструкции и дополнительной изоляции жил от наружной оболочки.
- Оболочка: Выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (Внг-LS). Данный материал придает кабелю свойства нераспространения горения при групповой прокладке (категория А) и обеспечивает низкое дымовыделение и газовыделение (Low Smoke) в случае пожара, что критически важно для объектов с массовым пребыванием людей.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, галереях, эстакадах) и производственных помещениях, особенно при групповой прокладке.
- Прокладка на объектах с массовым пребыванием людей: метрополитен, вокзалы, аэропорты, торгово-развлекательные центры, больницы, многоэтажные административные и жилые здания.
- Прокладка в пожароопасных и взрывоопасных зонах (с учетом дополнительных требований к проекту).
- Использование в системах аварийного питания и противопожарных устройств, где требуется сохранение работоспособности в условиях пожара.
- при прокладке:
- в воздухе (кабель на кабельной конструкции)
- в земле (в трубе, при удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт)
- ~390 А
- ~415 А
- Точные значения Iдоп зависят от конкретных условий прокладки: температуры окружающей среды, количества рабочих кабелей в группе, глубины заложения и типа грунта. Данные приведены для ориентировочной оценки.
- Пожарная безопасность: Соответствие высшей категории по нераспространению горения (А) и низкое дымогазовыделение (LS) – ключевое преимущество для общественных и ответственных объектов.
- Надежность изоляции: Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к термическим перегрузкам и старению.
- Удобство монтажа и эксплуатации: Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБ). Отсутствие необходимости контроля уровня масла и ограничений по трассе прокладки по высоте.
- Коррозионная стойкость: Полная устойчивость оболочки к воздействию влаги, масел, грибков при прокладке внутри помещений.
- Экологичность: Отсутствие масла в конструкции, низкая токсичность продуктов горения оболочки.
- Чувствительность ПВХ-оболочки к ультрафиолету: При прокладке на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами требуется защита.
- Не для прямой прокладки в землю: Как указано выше, требуется дополнительная защита от механических повреждений и влаги.
- Стоимость: Выше, чем у кабелей в ПВХ-изоляции на низкое напряжение, но сопоставима или ниже, чем у маслонаполненных кабелей аналогичного сечения и напряжения.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента для разделки и обязательного заземления экранов. Нарушение технологии оконцевания может привести к пробою изоляции.
- Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, не допуская механических повреждений, перекручивания и превышения минимального радиуса изгиба.
- Подготовка к разделке: Кабель должен быть заземлен с обеих сторон. Разделка производится по технологическим картам производителя кабеля или муфт.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Используются только специализированные муфты (типа КНТп, STRIK, Raychem и др.), рассчитанные на напряжение 6/10 кВ и соответствующие сечению и конструкции кабеля. Особое внимание уделяется восстановлению экрана и изоляции.
- Заземление экранов: Металлические экраны всех трех жил в конце линии должны быть надежно соединены между собой и заземлены. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
- Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (например, 24 кВ в течение 10 мин. для кабеля 6/10 кВ) и измерение сопротивления изоляции.
Основные технические характеристики и параметры
Эксплуатационные параметры кабеля АПвКаВнг(А)-LS 3х240 регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 и рядом ГОСТ, в частности, ГОСТ 31996-2012 на кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 1, 3 и 6 кВ.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) |
| Количество и сечение основных жил | 3 жилы, 240 мм² |
| Частота | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C (не более 100 часов в год) |
| Температура при коротком замыкании | +250°C (максимальная продолжительность до 5 с) |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может оговариваться с заказчиком) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и условия прокладки
Кабель АПвКаВнг(А)-LS 3х240 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частоты 50 Гц. Благодаря свойствам оболочки Внг(А)-LS, его применение является предпочтительным и часто обязательным в следующих случаях:
Важно: Кабель предназначен для прокладки в помещениях и кабельных сооружениях. Прокладка в земле (траншеях) не рекомендуется без дополнительных мер защиты (например, в трубах или кабельных каналах), так как ПВХ-оболочка не обладает стойкостью к прямому воздействию грунтовых вод и агрессивных сред. Для прокладки в земле следует выбирать модификации с оболочкой из полиэтилена (АПвКаП).
Расчетные электрические параметры
Для проектирования сетей и выбора защитной аппаратуры необходимы точные электрические характеристики кабеля. Приведенные ниже данные являются справочными; точные значения должны уточняться у производителя для конкретной партии.
| Параметр | Ед. изм. | Значение для 6/10 кВ |
|---|---|---|
| Активное сопротивление жилы постоянному току (Rпост), не более | Ом/км | 0.125 |
| Индуктивное сопротивление (X0) | Ом/км | ~0.11 |
| Емкостной ток (Ic) | А/км | ~1.2 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) | А | |
| Сопротивление изоляции, не менее | МОм·км | 100 |
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвКаВнг(А)-LS 3х240:
Недостатки и ограничения:
Требования к монтажу, соединению и оконцеванию
Монтаж кабеля 10 кВ требует высокой квалификации персонала. Основные этапы и требования:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКаВнг(А)-LS отличается от АПвПуВнг(А)-LS?
Основное отличие в конструкции экрана. В кабеле АПвКаВнг(А)-LS используется экран по жиле из полупроводящего сшитого полиэтилена (Ка), что характерно для кабелей на напряжение от 6 кВ и выше. В кабеле АПвПуВнг(А)-LS экран выполнен в виде полупроводящего полиэтиленового слоя (Пу), что применяется для кабелей на напряжение 1 кВ. Использование кабеля с экраном типа «Пу» на напряжение 10 кВ недопустимо.
Можно ли использовать этот кабель для прокладки в земле (траншее)?
Прямая прокладка в земле кабеля с ПВХ-оболочкой (В) не рекомендуется. ПВХ не обладает достаточной стойкостью к длительному воздействию грунтовых вод, химически агрессивных сред и микроорганизмов. Для прокладки в земле следует выбирать кабель с оболочкой из полиэтилена, который маркируется как АПвКаП (последняя «П» – полиэтиленовая оболочка).
Как правильно выбрать сечение 240 мм²? На что оно влияет?
Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета электрических сетей по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп), потери напряжения в линии, термическая стойкость к токам короткого замыкания. Для напряжения 10 кВ сечение 240 мм² является стандартным для питания мощных потребителей (районные трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции) с токами нагрузки до 400 А.
Что означает категория «нг(А)» и почему она важна?
Категория «нг(А)» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А – наиболее жесткому испытанию. Испытания проводят на пучке кабелей общей мощностью 7 кВт на 1 метр длины. Кабель, соответствующий «нг(А)», гарантирует, что при возникновении пожара на одном участке, пламя не распространится по всей трассе прокладки, что критически важно для локализации пожара и обеспечения времени для эвакуации.
Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Гарантированный срок службы, установленный производителем, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий: соблюдения токовых нагрузок, отсутствия частых перегрузок и коротких замыканий, качества монтажа (особенно муфт), коррозионной агрессивности среды, механических воздействий. Ключевым фактором старения является рабочая температура: превышение +90°C на жиле существенно сокращает ресурс изоляции из сшитого полиэтилена.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке на эстакадах?
При прокладке на открытых эстакадах, подверженных воздействию ультрафиолетового излучения, рекомендуется использование кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой или защита в виде гофрированных труб, коробов или экранов. Стандартная ПВХ-оболочка со временем теряет эластичность и трескается под действием солнечного света.
Как маркируются жилы кабеля АПвКаВнг(А)-LS 3х240?
Жилы силовых кабелей на напряжение 6/10 кВ, как правило, имеют маркировку в виде цифр 1, 2, 3, нанесенных на изоляцию жилы или на полупроводящий экран. Также может применяться цветовая маркировка в соответствии с ГОСТ: для трехжильных кабелей – желтая, зеленая, красная (или коричневая, черная, серная) маркировка. Точный способ маркировки указывается в паспорте на кабель.