Кабель АПвЭВнгд 300 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвЭВнгд 300 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке, с пониженным дымо- и газовыделением, не распространяющий горение при групповой прокладке. Данный тип кабеля является современным, надежным решением для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтина; Э – экран по изоляции из электропроводящего материала; В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; нгд – негорючий, с пониженным дымо- и газовыделением; 300 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
Конструкция кабеля АПвЭВнгд 300 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АВЕ по ГОСТ 22483. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать пространство в кабельных сооружениях. Жила может быть как однопроволочной (ож), так и многопроволочной (мн), в зависимости от требований к гибкости.
- Экран по жиле. Полупроводящий экран, выполненный в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтина или наложенной полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
- Экран по изоляции. Состоит из двух элементов: полупроводящего слоя (аналогично экрану по жиле) и металлизированного экрана. Металлический экран выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, гофрированной алюминиевой оболочки или оплетки из медных проволок. В кабеле АПвЭВнгд 300 мм² в качестве такого экрана используется алюминиевая оболочка (обозначение «Э» в маркировке). Она выполняет функцию не только электрического экрана, но и механической защиты, а также барьера для влаги.
- Защитный покров (оболочка). Поверх алюминиевой оболочки накладывается оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнгд). Материал оболочки обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред и соответствует требованиям нераспространения горения при групповой прокладке с низким дымо- и газовыделением.
- Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ.
- Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и компрессорные станции.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (индекс «нгд»).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (укладка в трубы, использование защитных плит). Алюминиевая оболочка обеспечивает надежную защиту от влаги и коррозии.
- АПвЭВнгд vs АПвПнгд: В марке АПвПнгд вместо алюминиевой оболочки («Э») используется экран из медных проволок и ленты («П»). Алюминиевая оболочка обеспечивает лучшую механическую защиту и влагонепроницаемость, что критично для прокладки в земле без дополнительных труб. Медный экран гибче, что может быть удобнее при сложной трассе, но требует более тщательной защиты.
- АПвЭВнгд vs АВВГ: Кабель АВВГ с бумажно-масляной изоляцией и ПВХ оболочкой морально устарел. АПвЭВнгд имеет более высокую допустимую температуру (+90°C против +70°C), большую пропускную способность, не боится перепадов по высоте трассы, не требует сложных концевых уплотнений от стекания масла.
- Алюминий vs Медь (ПвВнгд): Кабель с алюминиевыми жилами (АПвЭВнгд) значительно легче и дешевле медного аналога того же сечения. Для сечения 300 мм² это дает существенную экономию. Однако медь имеет более высокую проводимость, поэтому для обеспечения одинаковой токовой нагрузки медный кабель может потребовать меньшего сечения. Выбор делается на основе технико-экономического расчета.
- Высокая надежность и долговечность благодаря изоляции из сшитого полиэтина.
- Наличие алюминиевой оболочки, обеспечивающей герметичность, механическую прочность и 100% защиту от влаги.
- Соответствие требованиям пожарной безопасности (нгд) для групповой прокладки.
- Относительно низкая стоимость по сравнению с медными аналогами.
- Высокие допустимые токовые нагрузки и стойкость к перегрузкам.
Основные технические и электрические параметры
Параметры кабеля АПвЭВнгд 300 мм² регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-310-2001 (или более новыми редакциями) и стандартами МЭК. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на напряжение 10 кВ.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10, 8,7/15, 12/20, 18/30, 21/35 (в зависимости от исполнения) |
| Сечение основной жилы, мм² | 300 |
| Количество и форма жил | 1, 3, 4 (3+1) – секторные/сегментные |
| Материал жилы | Алюминий |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Длительно допустимая температура жилы, °C | +90 (в нормальном режиме) |
| Максимальная температура при КЗ (до 4 сек), °C | +250 |
| Допустимая температура при перегрузке, °C | +130 |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км | Не менее 1000 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время | 30 кВ / 10 мин. (для 10 кВ кабеля) |
Таблица 2. Токовые нагрузки (ориентировочные, для кабеля 3х300 мм² на 10 кВ, проложенного в земле)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (траншее), удельное тепловое сопротивление грунта 1,0 К·м/Вт, глубина 0,7 м, температура грунта +15°C | ~ 480 — 520 А | Зависит от конкретных условий (число кабелей в траншее, расстояние между ними, наличие искусственного охлаждения) |
| В воздухе (в кабельных сооружениях), температура воздуха +25°C | ~ 510 — 550 А | Зависит от способа прокладки (лотки, полки, пучком) |
| При аварийном режиме (не более 100 ч/год) | ~ 560 — 610 А | Определяется с учетом допустимой температуры +130°C |
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвЭВнгд 300 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 35 кВ. Основные сферы применения:
Особенности прокладки и монтажа: При монтаже необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из СПЭ и алюминиевой оболочкой. Обязательно требуется заземление алюминиевой оболочки с двух сторон для кабелей с сечением 300 мм² и выше, чтобы исключить наведение опасных потенциалов и обеспечить нормальную работу защит. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки.
Сравнение с аналогами и преимущества
Кабель АПвЭВнгд 300 мм² часто сравнивают с другими типами кабелей на среднее напряжение.
Ключевые преимущества АПвЭВнгд 300 мм²:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭВнгд и АПвПнгд на 300 мм²?
Основное отличие — в конструкции экрана. В АПвЭВнгд используется герметичная гофрированная алюминиевая оболочка, которая служит и экраном, и влагозащитным барьером, и механической защитой. В АПвПнгд экран выполнен из медных проволок и ленты, поверх которого наложена ПВХ-оболочка. Алюминиевая оболочка предпочтительнее для прокладки в земле, особенно в грунтах с высокой коррозионной активностью или при риске механических повреждений. Кабель с медным экраном (П) более гибкий.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвЭВнгд 300 мм² в земле без защитных труб?
Да, можно. Алюминиевая оболочка и наружная ПВХнгд-оболочка обеспечивают достаточную защиту от влаги и умеренных механических воздействий. Однако, согласно ПУЭ (Глава 2.3), в местах, где вероятны механические повреждения (например, при пересечении с дорогами, вблизи строительных работ), кабель должен быть дополнительно защищен трубами или плитами. Обязательна также подсыпка и засыпка песком/мятым грунтом.
3. Как правильно выбрать сечение 300 мм²? На какой ток он рассчитан?
Сечение 300 мм² выбирается на основе расчета токовой нагрузки с учетом условий прокладки, количества параллельных кабелей, температуры окружающей среды и экономической плотности тока. Ориентировочные токовые нагрузки приведены в Таблице 2. Для точного определения необходимо выполнить расчет согласно ПУЭ гл. 1.3 или использовать специализированное программное обеспечение. Для кабеля 3х300 мм² на 10 кВ, проложенного в земле, длительно допустимый ток составляет примерно 480-520 А.
4. Требуется ли заземление алюминиевой оболочки кабеля АПвЭВнгд?
Да, обязательно. Алюминиевая оболочка является токопроводящим экраном и должна быть заземлена с обоих концов кабельной линии (а при большой длине — также и в промежуточных точках). Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие опасных потенциалов), правильной работы релейной защиты и уменьшения потерь. Заземление выполняется с помощью специальных концевых заделок, которые обеспечивают электрический контакт между оболочкой и земляной шиной.
5. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвЭВнгд 300 мм²?
Для данного типа кабеля применяются специальные соединительные и концевые муфты, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтина и алюминиевой оболочкой. Для алюминиевой оболочки используются муфты с механическим или паяльным соединением гильз оболочки. Важно использовать комплекты муфт от проверенных производителей, соответствующих напряжению и сечению кабеля. Монтаж должны выполнять квалифицированные специалисты.
6. Что означает индекс «нгд» и почему он важен?
Индекс «нгд» расшифровывается как «не распространяющий горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением». Это означает, что при пожаре кабель не поддерживает горение, когда проложен вместе с другими кабелями, а также выделяет минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов (хлороводорода). Это критически важно для прокладки в закрытых кабельных сооружениях, тоннелях, метро, зданиях и на объектах с массовым пребыванием людей, так как позволяет увеличить время для эвакуации и снизить ущерб от вторичных факторов пожара.
Заключение
Кабель АПвЭВнгд 300 мм² является современным, технологичным и надежным продуктом для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтина, механическую и герметизирующую функцию алюминиевой оболочки, а также огнезащитные свойства оболочки «нгд», делает его универсальным решением для широкого спектра задач: от прокладки в земле до монтажа в ответственных кабельных сооружениях с высокими требованиями пожарной безопасности. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с соблюдением всех нормативных требований (ПУЭ, ПТЭЭП) гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетических объектов.