Кабель АПвКШвнг(А)-LS 1-х жильный 1 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвКШвнг(А)-LS 1 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в сетях на напряжение до 1000 В частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности в условиях интенсивной эксплуатации и повышенных требований к пожарной безопасности. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, КШвнг(А)-LS – оболочка из композиции шлангового типа, выполненная из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением.

Конструкция кабеля АПвКШвнг(А)-LS

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка АВЕ или аналоги) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечения от 2.5 до 240 мм²) или многопроволочной (сечения от 70 до 800 мм²), круглой формы. Класс гибкости – 1 или 2.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (Пв). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает превосходными электрическими и термомеханическими характеристиками. Он сохраняет эластичность и диэлектрические свойства при длительной рабочей температуре до +90°C и в режиме перегрузки до +130°C.
• Экран по изоляции: Обязательный элемент для кабелей на напряжение 1 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена. Представляет собой полупроводящий слой в виде экструдированной ленты или слоя, который выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Поясная изоляция: Накладывается поверх экрана. Может выполняться из полупроводящих или изоляционных материалов, служит для скрепления конструкции и дополнительной защиты.
• Экран (заземляющий): Выполнен в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении. Для одножильных кабелей является обязательным элементом для компенсации индуктивных потерь и обеспечения возможности заземления с двух сторон.
• Оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (КШвнг(А)-LS). Обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, а также основные огнезащитные свойства: нераспространение горения при групповой прокладке по категории А, низкое дымо- и газовыделение.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U	0.66/1 кВ
Частота	50 Гц
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (от -50°C до +50°C)
Рабочая температура жилы	Длительно: +90°C. В режиме перегрузки: +130°C. В аварийном режиме (короткое замыкание): +250°C (не более 5 сек).
Минимальная температура прокладки	Без предварительного подогрева: -15°C
Допустимый радиус изгиба при прокладке	Не менее 10 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с сечением жилы до 50 мм². Не менее 15 наружных диаметров для сечений 70 мм² и более.
Строительная длина	Не менее 150 м для сечений до 70 мм², не менее 125 м для сечений 95 мм² и выше.
Срок службы	Не менее 30 лет

Особенности применения одножильных кабелей

Использование одножильных кабелей, таких как АПвКШвнг(А)-LS, имеет специфические особенности, которые необходимо учитывать при проектировании и монтаже.

• Прокладка фаз: Для трехфазных систем требуется три отдельных кабеля. Их взаимное расположение (в треугольнике или вплотную) влияет на индуктивное сопротивление и токовую нагрузку.
• Наличие экрана: Экран (медная оплетка или лента) в одножильных кабелях выполняет критически важную функцию по обеспечению нормального теплового режима. При протекании переменного тока вокруг жилы возникает переменное магнитное поле, наводящее вихревые токи в металлических элементах конструкции (в оболочке, броне, если бы она была). Это приводит к дополнительным потерям и перегреву. Экран, будучи заземленным с обоих концов, «закорачивает» это поле на себя, существенно снижая потери. Также экран защищает от внешних электромагнитных помех.
• Заземление экрана: Экран должен быть надежно заземлен с обеих сторон кабельной линии. При большой длине линии (сотни метров) может потребоваться поперечное соединение экранов или применение специальных устройств для ограничения тока в экране.

Область применения

Кабель АПвКШвнг(А)-LS предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в производственных помещениях, в том числе с высокой категорией пожарной опасности.
• Монтаж на специальных кабельных конструкциях (лотках, полках) внутри зданий и сооружений.
• Использование в системах АСУ ТП, электроснабжения центров обработки данных, больниц, торговых комплексов – везде, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (малое дымо- и газовыделение, нераспространение горения).
• Прокладка одиночных кабелей в земле (в траншеях) при условии защиты от механических повреждений (например, плитами или трубами), так как кабель не имеет брони.

Важно: Кабель не предназначен для прокладки в земле без защиты, в взрывоопасных зонах (требуется специальное исполнение), а также для подвижного подключения.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Пожарная безопасность: Соответствие высшей категории «нг(А)-LS» позволяет производить групповую прокладку в пучках без риска распространения пламени и с минимальным воздействием продуктов горения на людей и оборудование.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен устойчив к тепловому старению, влаге, обладает высокой стойкостью к токам короткого замыкания.
• Легкость и экономичность: Алюминиевая жила делает кабель значительно легче и дешевле медного аналога (АПвКШвнг(А)-LS), что критично для проектов с большими метражами.
• Гибкость конструкции: Одножильная конструкция упрощает монтаж на сложных трассах с множеством поворотов (по сравнению с многожильными кабелями большого сечения).

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Требует дополнительной механической защиты при прокладке в земле или в местах с риском повреждения.
• Особенности монтажа: Необходимость заземления экрана с двух сторон и учет взаимного расположения фазных кабелей.
• Свойства алюминия: Более высокая хрупкость по сравнению с медью, склонность к ползучести и окислению, что требует использования специальной контактной пасты и правильной техники заделки в наконечники.

Сравнительная таблица с аналогами

Параметр	АПвКШвнг(А)-LS	АВВГнг(А)-LS	ПвПгнг(А)-LS
Материал жилы	Алюминий	Алюминий	Медь
Изоляция	Сшитый полиэтилен (Пв)	ПВХ-пластикат (В)	Сшитый полиэтилен (Пв)
Тип кабеля	Одножильный, экранированный	Многожильный (2, 3, 4, 5 жил)	Одножильный, экранированный
Макс. рабочая температура	+90°C	+70°C	+90°C
Стойкость к КЗ	Высокая (+250°C)	Средняя (+160°C)	Очень высокая (+250°C)
Пожаробезопасность	нг(А)-LS	нг(А)-LS	нг(А)-LS
Основное применение	Магистральные линии, групповые прокладки в зданиях	Распределительные сети внутри зданий	Магистральные линии, ответственные потребители

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем обусловлена необходимость экрана в одножильном кабеле на 1 кВ?

Экран выполняет три ключевые функции: выравнивание электрического поля вокруг жилы (электростатический экран), защита от внешних электромагнитных помех и, что наиболее важно для одножильных кабелей, обеспечение нормального теплового режима. При переменном токе магнитное поле жилы индуцирует циркулирующие токи в замкнутом контуре, который образует экран при двустороннем заземлении. Это предотвращает наведение токов в соседних металлических элементах и снижает индуктивное сопротивление линии, минимизируя потери на нагрев.

Можно ли прокладывать кабель АПвКШвнг(А)-LS в земле (траншее)?

Да, но только при условии обеспечения защиты от механических повреждений. Поскольку кабель не имеет бронепокрова (индекс «Б» в маркировке), его необходимо прокладывать в трубах (ПНД, асбестоцементных) или защищать сверху плитами или кирпичом. Прямая прокладка в траншее без защиты недопустима согласно ПУЭ.

Как правильно выбрать сечение жилы для данного кабеля?

Выбор сечения осуществляется по стандартной методике в соответствии с ПУЭ гл. 1.3. Учитываются: длительно допустимый ток нагрузки (с поправками на температуру окружающей среды, групповую прокладку), потери напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, приведенные в ГОСТ Р 58088.1 или рекомендациях производителя.

В чем принципиальная разница между кабелями с изоляцией из ПВХ (ВВГ) и сшитого полиэтилена (Пв)?

Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв) превосходит ПВХ по всем основным параметрам: более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C), значительно лучшая стойкость к тепловому старению и токам КЗ, высокая влагостойкость и стойкость к растрескиванию. ПВХ-изоляция более жесткая и при низких температурах теряет эластичность. Кабели с Пв-изоляцией имеют больший срок службы и更高的 надежность в ответственных сетях.

Как правильно заземлять экран одножильного кабеля?

Экран (медные проволоки или лента) должен быть электрически непрерывным на всей длине линии и заземлен с обоих концов. На концевых муфтах или в шкафах экран выводится на специальный зажим и соединяется с контуром защитного заземления. Для длинных линий (обычно более 500-1000 м) может возникать значительный циркулирующий ток в экране из-за наведенной ЭДС. В таких случаях применяют одноточечное заземление или установку специальных устройств (свинч-заземлителей), которые в нормальном режиме разрывают контур экрана, а при перенапряжениях замыкают его.

Что означает индекс «нг(А)» и «LS» в маркировке?

Индекс «нг(А)» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А – это наиболее строгое испытание, при котором горение не должно распространяться на контрольный пучок кабелей при горении мощной газовой горелкой. Индекс «LS» (Low Smoke) указывает на пониженное дымо- и газовыделение при пожаре. Оболочка из такого материала при горении выделяет минимальное количество дыма с низкой оптической плотностью и коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов), что повышает шансы на эвакуацию людей и сохранность электронного оборудования.