Кабель АПвВнг(А) 3х120
Кабель АПвВнг(А) 3х120: полное техническое описание, сфера применения и особенности монтажа
Кабель АПвВнг(А) 3х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке пониженной горючести, не распространяющей горение по категории А. Данная марка является современной, технологичной заменой устаревающим кабелям с бумажной и ПВХ-изоляцией (например, АСБл, АВВГ) для работы на средние и высокие напряжения. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (cross-linked polyethylene); В – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ); нг(А) – не распространяющий горение по категории А (наивысший уровень пожарной безопасности при групповой прокладке); 3х120 – три токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвВнг(А) 3х120
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АВЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для удобства транспортировки и монтажа. Жила может быть компактной (округлой) формы для оптимизации диаметра кабеля.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Непосредственно на изолированную жилу накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что особенно важно для кабелей на напряжение от 6 кВ.
- Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (Пв, XLPE). Этот материал обладает выдающимися электротехническими и термомеханическими свойствами: высокое удельное объемное сопротивление, повышенная стойкость к тепловому старению, способность сохранять форму при коротких замыканиях (до 250°C). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.
- Экран по изоляции (полупроводящий): Аналогичный слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле.
- Поясная изоляция: Выполняется из электропроводящих бумажных или полимерных лент. Выравнивает потенциалы между экранами отдельных жил.
- Медные экраны: Каждая изолированная жила с экранами имеет индивидуальный экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Основная функция – замыкание токов утечки и емкостных токов на землю, а также обеспечение безопасности при обслуживании. В трехжильных кабелях экраны каждой фазы часто соединяются и заземляются с двух сторон.
- Заполнение: Пространство между экранированными жилами заполняется ПВХ-компаундом пониженной горючести или негорючими упругими материалами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Разделительный слой: Может накладываться поверх скрученных экранированных жил (обычно из ПВХ-ленты).
- Оболочка: Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ нг). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и соответствует требованиям пожарной безопасности (не распространяет горение при групповой прокладке). Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети 6-10 кВ: Питание районных и городских подстанций, ответвления от магистральных линий (ВЛ, КЛ).
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, главных распределительных щитов (ГРЩ), внутризаводских подстанций.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (категория нг(А)).
- Кабельные линии в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (броневыми плитами, сигнальной лентой).
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, а также в производственных помещениях при групповой прокладке.
- Высокие электрические характеристики: Сшитый полиэтилен имеет более низкие диэлектрические потери и высокую допустимую температуру эксплуатации по сравнению с ПВХ и бумажно-масляной изоляцией.
- Меньший вес и диаметр: По сравнению с кабелями на равное напряжение с бумажной изоляцией (АСБ) и аналогичным сечением, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Пожарная безопасность: Оболочка нг(А) позволяет прокладывать кабель пучками без риска распространения пламени, что критически важно для современных объектов.
- Отсутствие риска течи пропиточного состава: В отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что упрощает монтаж на вертикальных и наклонных трассах.
- Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и токам КЗ.
- Относительная простота монтажа и оконцевания: Современные технологии монтажа муфт для СШП-изоляции отработаны и надежны.
- Отсутствие брони: Требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов, защемлений, которые могут повредить экраны или изоляцию.
- Более высокая стоимость по сравнению с АВВГ: Однако она компенсируется повышенными характеристиками и долговечностью.
- Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота, соблюдение геометрии и технологий.
- Температурный режим: Прокладка допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
- Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при монтаже. Нарушение этого правила может привести к повреждению изоляции и экранов.
- Заземление экранов: Медные экраны всех трех жил должны быть надежно соединены и заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит. В линиях большой длины может применяться поперечное заземление или установка устройств для ограничения циркулирующих токов.
- Установка концевых и соединительных муфт: Используются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием профессионального инструмента.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ) и проверена схема заземления экранов.
Основные технические характеристики и параметры
Характеристики регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ».
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры кабеля АПвВнг(А) 3х120
| Параметр | Значение / Описание | Примечание, стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 12/20; 18/30 | Наиболее распространен для сетей 10 кВ |
| Сечение жилы, мм² | 120 | Номинальное |
| Количество и форма жил | 3, секторные или круглые | Секторная форма уменьшает общий диаметр |
| Материал жилы | Алюминий | Класс 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) |
| Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более | 0.253 | ГОСТ 22483 |
| Толщина изоляции для 6/10 кВ, мм | 3.0 | ГОСТ 31996 |
| Толщина оболочки, мм, не менее | 2.5 | Расчетная |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля | Для многопроволочных жил |
| Допустимая температура нагрева жил: | ||
| — в длительном режиме | +90°C | |
| — при коротком замыкании | +250°C (не более 5 сек) | |
| — в режиме перегрузки | +130°C (не более 100 часов в год) | |
| Сопротивление изоляции при 20°C, МОм·км, не менее | 1000 (для 6/10 кВ) | После выдержки в воде 24 часа |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/5 мин. | 18 (для кабеля 6/10 кВ) | На готовом кабеле |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (Iдоп) для кабеля АПвВнг(А) 3х120 (проложенного в земле)
| Способ прокладки | Количество кабелей в траншее | Iдоп, А (при температуре земли +15°C) | Условия |
|---|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 | 310 | Глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт |
| 2 | 285 | С учетом взаимного нагрева | |
| В воздухе (в помещении, на конструкциях) | 1 | 280 | Температура воздуха +25°C |
| 2 (вплотную) | 260 | С учетом взаимного нагрева |
Примечание: Точные значения Iдоп должны определяться расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру среды, количество работающих кабелей, теплопроводность грунта и т.д.).
Область применения и назначение
Кабель АПвВнг(А) 3х120 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ (в зависимости от толщины изоляции) частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Кабель не имеет бронепокрова, поэтому его прокладка в земле (траншеях) должна осуществляться с обязательной защитой от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, гофротрубы с учетом теплоотвода). Прямая укладка в грунт без защиты не рекомендуется.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвВнг(А) 3х120:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвВнг(А) 3х120 должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и инструкциями заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвВнг(А) принципиально отличается от АВВГ того же сечения?
АВВГ имеет изоляцию и оболочку из обычного ПВХ, рассчитан на напряжение до 1 кВ, его допустимая температура жилы +70°C. АПвВнг(А) имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, рассчитан на напряжение 6-35 кВ, температура жилы +90°C, обладает экранами, оболочка пониженной горючести категории А. Это кабели разного класса напряжения и назначения.
Можно ли прокладывать АПвВнг(А) 3х120 в земле без защиты?
Не рекомендуется. Отсутствие брони делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при земляных работах, давлению грунта, активности грызунов. ПУЭ предписывает защиту кирпичом или бетонными плитами.
Как правильно выбрать между алюминиевым (АПвВнг) и медным (ПвВнг) аналогом?
Выбор основан на технико-экономическом расчете. Алюминиевый кабель значительно дешевле и легче, но при одинаковом сечении имеет меньшую пропускную способность (примерно на 21%). Медный кабель долговечнее, имеет лучшее сопротивление усталости при изгибах, но его стоимость в 2-3 раза выше. Для большинства распределительных сетей 6-10 кВ алюминиевый кабель является оптимальным по критерию «цена-качество».
Что означает индекс (А) в маркировке нг(А)?
Индекс (А) обозначает высшую категорию испытаний на нераспространение горения по ГОСТ 53315-2009. Кабель, проложенный пучком (групповая прокладка), не должен распространять горение при горении мощной пропановой горелкой. Это позволяет прокладывать его в многочисленных группах без дополнительных противопожарных барьеров.
Требуется ли для монтажа муфт на этот кабель специальное оборудование?
Да, обязательно. Для зачистки изоляции и экранов используются специальные разметочные инструменты, ступенчатые ножи. Для соединения жил – гидравлические прессы с матрицами под конкретное сечение. Для восстановления изоляции и экранов используются термоусаживаемые компоненты или холодноусаживаемые муфты, монтаж которых требует навыков и чистоты.
Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается по допустимому току нагрузки с учетом способа прокладки, поправочных коэффициентов (ПУЭ гл. 1.3), а также проверяется на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Для ориентировочной оценки мощности, которую может передавать кабель АПвВнг(А) 3х120 при 10 кВ: P = √3·U·I = 1.73·10000·310 ≈ 5.4 МВт (при прокладке в земле, одиночно).