Кабель АПвВнг(А)-LS 630 мм
Кабель АПвВнг(А)-LS 630 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвВнг(А)-LS 630 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов в современных распределительных сетях среднего напряжения (чаще всего 6, 10, реже до 35 кВ) для стационарной прокладки внутри и снаружи помещений, включая кабельные сооружения (эстакады, галереи, туннели, каналы), за исключением прокладки в земле (траншеях). Номинальное сечение жилы 630 мм² определяет его применение на участках с высокими токами нагрузки, например, для питания мощных потребителей, ввода на подстанции, магистральных линий в промышленных зонах и крупных жилых комплексах.
Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-LS 630 мм²
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – тип изоляции: сшитый полиэтилен (cross-linked polyethylene, XLPE).
- в – материал внутренней оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ВВ).
- Внг(А) – материал внешней оболочки: поливинилхлоридный пластикат пониженной горючести. Индекс (А) указывает на категорию пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332-3-22), что означает нераспространение горения при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования).
- LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
- 630 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
- 1. Токопроводящая жила: Алюминиевая, многопроволочная, круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 630 мм² жила всегда многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Класс жилы, как правило, 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть уплотненной (компактированной) для улучшения электрических характеристик и уменьшения общего диаметра.
- 2. Экран на жиле (для кабелей на напряжение от 6 кВ): Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде полупроводящего слоя (сшитый полупроводящий полиэтилен или полупроводящая лента). Он выравнивает электрическое поле и предотвращает локальные перенапряжения в изоляции.
- 3. Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,0 мм или 3,4 мм). Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими свойствами и стойкостью к тепловым ударам.
- 4. Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх изолированных жил может накладываться обмотка из полупроводящих или изоляционных материалов для формирования круглой формы.
- 5. Экран по изоляции: Поверх изоляции каждой жилы (или поверх поясной изоляции) накладывается медный или алюминиевый экран. Чаще всего это медная лента или оплетка из медных проволок. Экран выполняет функцию защиты от внешних электромагнитных помех и является элементом, необходимым для протекания тока утечки и тока однофазного короткого замыкания.
- 6. Внутренняя оболочка (В): Заполняет пространство между экранированными жилами, придает кабелю круглую форму. Изготавливается из ПВХ-пластиката.
- 7. Броня: В данной марке броня отсутствует. Буква «в» в маркировке указывает на наличие внутренней ПВХ оболочки, а не брони. Для прокладки в земле требуются модификации с броней, например, АПвБбШв или АПвПуг.
- 8. Наружная оболочка (Внг(А)-LS): Изготавливается из специального поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с пониженным дымо- и газовыделением. Оболочка имеет характерную окраску (чаще оранжевую или светло-серую) и обеспечивает защиту от механических воздействий, влаги, агрессивных сред, а также соответствует требованиям пожарной безопасности.
- Типовые объекты применения:
- Магистральные линии в кабельных коллекторах, туннелях и на эстакадах промышленных предприятий, электростанций, нефтехимических комплексов.
- Вводы и распределение на городских и промышленных подстанциях 6-10 кВ.
- Питание мощных электроприемников: крупных двигателей, печей, трансформаторов.
- Прокладка в многоэтажных зданиях и общественных сооружениях (торговые центры, аэропорты, вокзалы) при условии прокладки в кабельных каналах, шахтах, лотках.
- Ограничения по применению:
- Запрещена прямая прокладка в земле (траншеях). Отсутствие брони и металлической оболочки не обеспечивает защиту от механических повреждений грунтом, грызунами, а также от коррозии.
- Не рекомендуется для подвижного подключения.
- Прокладка в агрессивных средах (химически активных парах, жидкостях) должна производиться с учетом стойкости ПВХ оболочки.
- Требования пожарной безопасности: Индексы «нг(А)» и «LS» делают кабель предпочтительным для групповой прокладки в местах с массовым пребыванием людей и в зданиях с повышенными требованиями к пожарной безопасности. При пожаре такой кабель способствует снижению задымления и выделения коррозионных газов, повреждающих электронное оборудование.
- АПвВнг(А)-LS vs. АВВГнг(А)-LS: Кабель АВВГ имеет изоляцию из ПВХ пластиката, что ограничивает его допустимую температуру работы (+70°C) и делает его менее стойким к тепловым перегрузкам. АПвВнг с изоляцией из сшитого полиэтилена (+90°C) обладает большей пропускной способностью и долговечностью, особенно в сетях среднего напряжения.
- АПвВнг(А)-LS vs. АПвБбШвнг(А)-LS: Кабель АПвБбШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент и защитный шланг из ПВХ. Это позволяет прокладывать его в земле (траншеях) и в условиях повышенных механических воздействий. АПвВнг такой возможности не имеет.
- Алюминий vs. Медь: Аналогом по сечению и напряжению является кабель ПвВнг(А)-LS с медными жилами. Медный кабель имеет меньший диаметр, меньшее электрическое сопротивление (выше пропускная способность, примерно на 30% для того же сечения), лучшую коррозионную стойкость и гибкость, но существенно более высокую стоимость. Выбор в пользу алюминия часто делается по экономическим причинам для магистральных линий, где не требуется высокая гибкость.
- Прокладка: Допускается прокладка в лотках, коробах, по конструкциям. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки. Обязательно соблюдение минимального радиуса изгиба.
- Заделка концов: Требуется квалифицированная заделка концов с использованием специальных кабельных муфт (концевых и соединительных). Необходимо обеспечить снятие электрического stress-конуса (пика электрического поля) с помощью экранозамещающих или полупроводящих лент, устанавливаемых в комплекте муфты.
- Заземление: Медные экраны всех трех жил должны быть надежно заземлены с двух концов кабельной линии (для сетей с эффективно заземленной нейтралью). Это необходимо для обеспечения нормального режима работы и безопасности.
- Контроль: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока или очень низкой частоты (VLF).
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвВнг(А)-LS 630 мм² является многослойной и строго регламентирована техническими условиями (ТУ) и ГОСТ.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики (типовые для 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) или 8,7/15 кВ (17,5 кВ) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительно допустимая |
| Температура при коротком замыкании (до 4 сек) | +250°C | Для алюминиевой жилы |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) | ~ 470 – 520 А | Зависит от условий прокладки (одиночная/групповая, температура среды) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0461 Ом/км | По ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 25 кВ (для 10 кВ кабеля) в течение 10 мин. | После изготовления |
| Емкость | ~ 0,3 – 0,4 мкФ/км | Приблизительное значение |
Механические и климатические характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Температура монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Стойкость к распространению горения | Категория А по ГОСТ 31565-2012. Не распространяет горение при групповой прокладке. |
| Дымообразование | Коэффициент дымопоглощения, не более 40% (индекс LS) |
| Кислотность газовыделений | pH не менее 4,0 (индекс LS) |
| Допустимая растягивающая нагрузка при прокладке | Определяется механическим расчетом, зависит от конструкции. Для кабеля без брони основную нагрузку принимают на себя жилы и оболочки. |
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвВнг(А)-LS 630 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 35 кВ включительно с частотой 50 Гц.
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Выбор конкретной марки кабеля определяется проектом, условиями прокладки и экономическими соображениями.
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Почему кабель АПвВнг(А)-LS нельзя прокладывать в земле?
Конструкция данного кабеля не включает бронепокрова (стальных лент или проволок) и герметичной металлической оболочки (свинцовой, алюминиевой). ПВХ оболочка не обладает достаточной механической прочностью против давления грунта, камней, действий грызунов или инструмента при последующих земляных работах. Кроме того, отсутствие защиты от проникновения влаги в длительной перспективе может привести к водной эрозии изоляции и пробою.
2. В чем практическая разница между категориями пожарной опасности «нг(А)» и просто «нг»?
Категория «нг» означает, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Категория «нг(А)» — наиболее высокая по требованиям, означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А, то есть при испытании горят мощные пучки кабелей общей мощностью 7 кВт на метр. Для общественных зданий, тоннелей, метро, АЭС и т.д. нормативами (СП, ФЗ-123) часто предписывается использование кабелей именно с категорией «нг(А)».
3. Какой реальный длительно допустимый ток для этого кабеля при прокладке в лотке?
Точное значение Iдоп зависит от множества факторов: количества кабелей в лотке, расстояния между ними, температуры окружающей среды, наличия других источников тепла. Для ориентира: при одиночной прокладке в воздухе при температуре +25°C Iдоп для алюминиевого кабеля 630 мм² на 10 кВ может составлять около 520 А. При групповой прокладке (например, 6 кабелей в одном лотке) снижающий коэффициент может быть 0,75-0,8, что дает допустимый ток около 390-415 А на кабель. Точный расчет должен выполнять проектировщик.
4. Можно ли соединять кабель АПвВнг(А)-LS с кабелем другой марки, например, со свинцовой оболочкой?
Да, технически это возможно с использованием специальных соединительных муфт переходного типа. Однако такое соединение требует тщательного проектного обоснования и должно выполняться высококвалифицированным персоналом. Необходимо обеспечить электрическую непрерывность экранов и герметизацию места перехода между разными типами оболочек.
5. Что означает «сшитый» полиэтилен и в чем его преимущества перед ПВХ изоляцией?
Сшитый полиэтилен (XLPE) получают из термопластичного полиэтилена под воздействием химических агентов или радиации, что создает поперечные молекулярные связи (сшивки). Это превращает материал в термореактивный: он не плавится и не течет при перегреве, а лишь обугливается. Преимущества перед ПВХ: более высокая рабочая температура (+90°C против +70°C), большая стойкость к тепловым ударам и коротким замыканиям, меньшие диэлектрические потери, высокая влагостойкость и долгий срок службы (до 30-40 лет и более).
6. Обязательно ли заземлять экраны кабеля с двух сторон?
Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше в сетях с эффективно заземленной нейтралью (большинство сетей 6-35 кВ в РФ) — да, обязательно. Двустороннее заземление экранов обеспечивает путь для тока короткого замыкания на землю, что необходимо для корректной работы релейной защиты. Также оно устраняет опасное напряжение на экране, обеспечивая безопасность персонала. В некоторых специфических схемах (например, с изолированной нейтралью) возможно применение одностороннего заземления, но это требует специального расчетного обоснования.
Заключение
Кабель АПвВнг(А)-LS 630 мм² является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, исключающих прямую прокладку в грунте. Его ключевые преимущества — использование сшитого полиэтилена для изоляции, обеспечивающего высокую термостойкость и долговечность, а также соответствие строгим требованиям пожарной безопасности (категория «нг(А)» и индекс «LS»). Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом его конструктивных особенностей и технических ограничений, являются залогом создания устойчивой и безопасной кабельной инфраструктуры на промышленных предприятиях, в энергокомплексах и общественных зданиях.