Кабель АПвКШвнг(А) 2-х жильный 1 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвКШвнг(А) 2х жильный на напряжение 1 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевыми жилами, в экранированном исполнении, с защитным покровом в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 1000 В частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности.
Расшифровка маркировки АПвКШвнг(А)-1 2х
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности) и техническими условиями производителей. Расшифровка по буквам:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – индекс, обозначающий, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой). Таким образом, «Пв» указывает на изоляцию из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- К – наличие экрана в виде конструкции из медных проволок и/или медной ленты.
- Шв – тип защитного покрова: шланг выпрессованный из поливинилхлоридного пластиката.
- нг(А) – показатель пожарной опасности: не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наивысшие требования по нераспространению горения).
- 1 – номинальное напряжение, кВ.
- 2х – количество основных токопроводящих жил.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марка АВЕ, АВЕФ или аналогичная по ГОСТ 22483). Для сечений от 16 мм² и выше, как правило, выполняется секторной или сегментной формы для компактности. Жилы могут быть однопроволочными (сечения примерно до 50-70 мм²) или многопроволочными (большие сечения).
- 2. Экран на жиле (проводящий слой). На изолированную жилу экструдируется или накладывается в виде ленты полупроводящий сшитый полиэтилен или наносится экструдированный полупроводящий слой. Он необходим для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.
- 3. Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ). Этот материал, полученный путем вулканизации, обладает высокой термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Толщина изоляции нормирована ГОСТ Р 53769-2010.
- 4. Экран на изоляции. Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде медной или алюминиевой ленты, либо в виде продольно наложенной медной ленты с дренажной проволокой. Его функция – замыкание электрического поля внутри кабеля и защита от внешних электромагнитных помех.
- 5. Поясная изоляция. В двухжильном кабеле изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов (ленты или экструзия) для придания конструкции правильной круглой формы.
- 6. Общий экран (металлическая оплетка). Представляет собой оплетку из медных проволок (реже – ленты), наложенную поверх поясной изоляции. Обеспечивает симметрию электрического поля, защиту от внешних помех, а также служит в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.
- 7. Разделительный слой. Под оболочкой обычно находится слой из полимерной пленки или нетканого материала, предотвращающий адгезию экрана к оболочке.
- 8. Защитная оболочка (шланг). Выполняется методом экструзии из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг(А)). Эта оболочка обеспечивает механическую защиту, защиту от влаги и агрессивных сред, а также соответствует высшей категории «нг(А)» по нераспространению горения.
- Номинальное напряжение: 1000 В (между жилами и относительно земли).
- Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (окружающая среда). Температура жилы: длительно +90°C, в режиме перегрузки до +130°C, в режиме короткого замыкания (до 4 сек) до +250°C.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 10 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с сечением жил до 50 мм²). Для больших сечений – 15 диаметров.
- Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, хранения и монтажа.
- Стойкость к внешним воздействиям: Оболочка из ПВХнг(А) обеспечивает стойкость к воздействию масел, бензина, солнечного излучения, влаги (допускается прокладка в земле с низкой и средней коррозионной активностью, но рекомендуется защита в виде труб или лотков).
- Распределительные сети 0,4/1 кВ: Питание силовых и осветительных установок промышленных предприятий, жилых и общественных зданий.
- Объекты с массовым пребыванием людей: Торговые центры, вокзалы, аэропорты, больницы, школы. Здесь критично важно соответствие требованиям по нераспространению горения и низкому дымообразованию.
- Промышленные предприятия: Прокладка в кабельных сооружениях (эстакадах, галереях, тоннелях, производственных цехах), где требуется групповая прокладка множества кабелей.
- Энергетические объекты: Вспомогательные цепи, системы собственных нужд подстанций и электростанций.
- Вертикальные трассы: Кабель с изоляцией из СПЭ не подвержен стеканию изоляции, что допускает его прокладку по вертикальным и наклонным трассам без ограничений по высоте.
- Радиус изгиба: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (10-15D) обязательно для предотвращения повреждения изоляции и экрана.
- Заземление экранов: Медный экран (оплетка) подлежит обязательному заземлению с двух сторон кабельной линии. Это требование безопасности (ПУЭ гл. 1.7, 2.3).
- Термическая стойкость: При групповой прокладке в пучках необходимо вводить понижающие коэффициенты к допустимому току, учитывающие взаимный нагрев кабелей.
- Крепление: Допускается крепление на лотках, в коробах, на кабельных конструкциях. Следует избегать острых кромок, которые могут повредить оболочку.
- Соединение и оконцевание: Для соединения и оконцевания жил должны использоваться специальные кабельные наконечники (опрессовка или болтовое соединение), предназначенные для алюминиевых жил. Места соединения изолируются термоусаживаемыми муфтами.
Конструкция кабеля АПвКШвнг(А) 2х
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии:
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Параметры приведены для кабеля с алюминиевыми жилами при температуре жилы +90°C.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км | Допустимый длительный ток нагрузки (прокладка в воздухе), А | Индуктивное сопротивление, Ом/км |
|---|---|---|---|
| 2.5 | 12.1 | 24 | 0.11 |
| 6 | 4.61 | 38 | 0.10 |
| 10 | 3.08 | 53 | 0.099 |
| 16 | 1.91 | 70 | 0.097 |
| 25 | 1.20 | 95 | 0.095 |
| 35 | 0.868 | 115 | 0.094 |
| 50 | 0.641 | 145 | 0.093 |
| 70 | 0.443 | 180 | 0.092 |
| 95 | 0.320 | 220 | 0.091 |
| 120 | 0.253 | 255 | 0.090 |
Примечание: Токи нагрузки даны для ориентировки. Точный расчет должен учитывать условия прокладки, температуру окружающей среды, количество кабелей в пучке и другие факторы по ПУЭ 7-го изд.
Эксплуатационные характеристики
Показатели пожарной безопасности (соответствие ГОСТ 31565-2012, категория П1б.8.2.2.2)
| Параметр | Значение / Характеристика | Категория по ГОСТ 31565 |
|---|---|---|
| Нераспространение горения | При групповой прокладке (категория А) | нг(А) |
| Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения | Пониженная (индекс рН ≥ 4,3, проводимость ≤ 10 мкСм/мм) | -LS |
| Дымообразование | Пониженное (коэффициент светопропускания ≥ 50%) | -D |
| Огнестойкость | Не нормируется для данной марки. При необходимости требуется кабель с индексом «FR» (огнестойкий). | — |
Области применения кабеля АПвКШвнг(А) 2х 1 кВ
Благодаря сочетанию алюминиевых жил (экономичность), изоляции из СПЭ (высокие электрические и температурные характеристики) и оболочки «нг(А)-LS» (пожаробезопасность), кабель нашел широкое применение в следующих сферах:
Важное ограничение: Кабель АПвКШвнг(А) не предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты (например, в трубах или блоках), так как его бронированный аналог имеет маркировку АПвБШв. Использование небронированного кабеля в земле напрямую сопряжено с высоким риском механических повреждений.
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки, бюджета и технических требований.
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| АПвКШвнг(А) | Алюминиевые жилы, СПЭ-изоляция, экран, оболочка ПВХнг(А). Баланс цены и характеристик. | Групповая прокладка внутри зданий, на промышленных объектах, где требуется пожаробезопасность. |
| ПвКШвнг(А) | Медные жилы. Более высокая проводимость, гибкость, стойкость к окислению, но существенно выше стоимость. | Ответственные участки сетей, где критичны токовые нагрузки или требуется меньший диаметр при том же сечении. |
| АВВГнг(А)-LS | Алюминиевые жилы, изоляция и оболочка из ПВХ. Дешевле, но температурный режим хуже (длительно +70°C). Менее стойкий к тепловым перегрузкам. | Сети с небольшими и стабильными нагрузками, где не предполагаются перегрузки и высокие температуры. |
| АПвБШв | Наличие брони из стальных оцинкованных лент под шлангом из ПВХ. Повышенная механическая защита. | Прокладка в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений. |
| АПвКПсШвнг(А) | Наличие экрана из алюмополимерной ленты вместо медной оплетки. Часто дешевле и легче, но может иметь другие параметры по стойкости к токам КЗ. | Альтернатива АПвКШвнг(А) при условии проверки соответствия требованиям проекта по току КЗ. |
Особенности монтажа и прокладки
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается изоляция «Пв» (СПЭ) от «В» (ПВХ)?
Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ, Пв) имеет принципиально иные эксплуатационные характеристики по сравнению с поливинилхлоридом (ПВХ, В): более высокий допустимый температурный режим (+90°C против +70°C), значительно меньшие диэлектрические потери, стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям, отсутствие стекания изоляции при нагреве. СПЭ – современный материал для силовых кабелей среднего и высокого напряжения, обеспечивающий большую пропускную способность и надежность.
Почему в маркировке указано «нг(А)», а не просто «нг»?
Категория «нг(А)» означает, что кабель прошел испытания на нераспространение горения при наиболее жестких условиях – при групповой прокладке по категории А (более 3-х несущих пучков кабелей в объеме горючей нагрузки 7 л/м на 1 м длины). Это высший уровень требований. Маркировка просто «нг» устарела и не соответствует актуальному ГОСТ 31565-2012, который ввел градацию: нг(А), нг(В), нг(С), нг(D).
Можно ли проложить кабель АПвКШвнг(А) в земле?
Прямая прокладка в земле (траншее) не рекомендуется и, как правило, запрещена проектами. Данный кабель не имеет броневой защиты. Для прокладки в земле следует использовать бронированные кабели, например, АПвБШв или АПвБбШв. АПвКШвнг(А) может быть проложен в земле только при условии дополнительной механической защиты (в трубах, блоках, тоннелях).
Как правильно выбрать сечение жил для данного кабеля?
Выбор сечения осуществляется по трем основным критериям согласно ПУЭ гл. 1.3:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагрев).
2. По потере напряжения (для удаленных потребителей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка).
Необходимо выполнить расчет с учетом всех коэффициентов: температуры окружающей среды, групповой прокладки, способа прокладки. Ориентировочные токи приведены в таблице выше, но окончательный выбор должен делать проектировщик.
Обязательно ли заземлять экран (оплетку) двухжильного кабеля?
Да, обязательно. Согласно ПУЭ (п. 2.3.83, 1.7.76-78), экраны кабелей на напряжение 1 кВ и выше с изоляцией из сшитого полиэтилена должны быть заземлены с двух сторон. Это обеспечивает безопасность персонала (снижает напряжение прикосновения), защищает от наведенных напряжений и способствует нормальной работе устройств релейной защиты.
В чем разница между АПвКШвнг(А) и АПвКПсШвнг(А)?
Основное отличие в конструкции экрана. Буква «К» в АПвКШвнг(А) подразумевает экран в виде медной проволочной оплетки. В марке АПвКПсШвнг(А) «Пс» означает экран из алюмополимерной ленты с медными проволоками, наложенными продольно (концентрические проводники). Кабель с экраном типа «Пс» часто дешевле и легче, но его способность проводить ток короткого замыкания может быть ниже, что требует проверки при проектировании.
Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы кабеля АПвКШвнг(А) при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать этот показатель. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянная работа при температурах, близких к предельным, частые перегрузки, механические повреждения, прокладка в агрессивных средах без дополнительной защиты, ошибки при монтаже муфт.
Заключение
Кабель АПвКШвнг(А) 2-х жильный 1 кВ является современным, надежным и экономически обоснованным решением для построения распределительных сетей 0,4/1 кВ в условиях, предъявляющих повышенные требования к пожарной безопасности. Его преимущества – сочетание алюминиевых жил (снижение капитальных затрат), изоляции из сшитого полиэтилена (высокие электрические и температурные характеристики) и оболочки с низким дымо- и газовыделением – делают его оптимальным выбором для групповой прокладки на промышленных, коммерческих и общественных объектах. Корректный подбор сечения, соблюдение правил монтажа и заземления экрана являются обязательными условиями для долговечной и безопасной эксплуатации кабельной линии на основе АПвКШвнг(А).