Кабель АПвЭВнгд 3-х жильный 6 кВ

Кабель АПвЭВнгд 3-х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвЭВнгд является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенным для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 6 кВ. Его конструкция и характеристики отвечают современным требованиям к надежности, безопасности и долговечности распределительных сетей среднего напряжения. Расшифровка маркировки позволяет понять ключевые особенности изделия: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Э – экран на жиле, В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, нгд – не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением. Цифра «3» указывает на количество основных жил, а «6 кВ» – на номинальное линейное напряжение сети, для которой предназначен кабель.

Конструкция кабеля АПвЭВнгд 3х6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать диаметр кабеля, делая его более компактным. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² или многопроволочной для больших сечений и повышенной гибкости.
• Экран на жиле (поЖ): Поверх изолированной жилы накладывается экструдированный экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных концентраций напряженности и микрополостей на границе «жила-изоляция». Это критически важно для долговечности изоляции при рабочих напряжениях 6 кВ и выше.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу превосходные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в продолжительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу.
• Экран на изоляции (поИ): Второй, внешний экран, также выполненный из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции и является частью токовой цепи в аварийных режимах (замыкание на землю).
• Медная проволока (дренажная жила): Накладывается поверх экрана по изоляции. Предназначена для выравнивания потенциала и обеспечения возможности заземления экранов. Может быть в виде одной или нескольких проволок, наложенных спирально.
• Поясная изоляция: В качестве разделительного слоя между экранами и металлической оболочкой/броней может использоваться поясная изоляция из электроизоляционной ленты или экструдированного полимерного слоя.
• Оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ нгд). Материал оболочки обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги и агрессивных сред. Индекс «нгд» означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, а при пожаре выделение дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов) снижено.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвЭВнгд 3х6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 6 кВ (междуфазным). Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6 кВ промышленных предприятий (питание мощных электродвигателей, трансформаторов собственных нужд, распределительные устройства цехов).
• Кабельные линии в составе городских и поселковых электрических сетей.
• Питание объектов инфраструктуры (насосные станции, котельные, вентиляционные установки).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в производственных помещениях. Благодаря индексу «нгд» разрешена групповая прокладка.

Условия эксплуатации:

• Рабочая температура токопроводящей жилы: от -50°C до +50°C (окружающая среда), от -50°C до +70°C при монтаже без предварительного подогрева.
• Допустимая температура нагрева жил: +90°C в длительном режиме, +130°C в режиме перегрузки, +250°C в режиме короткого замыкания (максимальная продолжительность не более 5 секунд).
• Относительная влажность воздуха при температуре до +35°C: до 98%.
• Прокладка без ограничения разности уровней по трассе.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для однопроволочных жил и 10 наружных диаметров для многопроволочных жил.

Технические характеристики и таблица сечений

Ключевые электрические и механические параметры кабеля АПвЭВнгд 3х6 кВ регламентируются ГОСТ 31996-2012 (кабели с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ) и ТУ 16.К71-310-2001 (для напряжений 6 кВ и выше). Ниже представлена сводная таблица основных параметров для распространенных сечений.

Таблица 1. Основные параметры кабеля АПвЭВнгд 3х6 кВ

Номинальное сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (примерно)	Масса 1 км кабеля, кг (примерно)	Допустимый длительный ток нагрузки, А (при прокладке в земле*)	Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более
3х50	45-50	2800-3200	175-185	0.641
3х70	50-55	3600-4000	215-225	0.443
3х95	55-60	4500-5000	260-270	0.320
3х120	60-65	5300-5800	300-310	0.253
3х150	65-70	6300-6900	345-355	0.206
3х185	70-75	7500-8200	390-405	0.164
3х240	75-85	9500-10500	450-465	0.125

• Точные значения токовых нагрузок зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, способ укладки, удельное тепловое сопротивление грунта) и должны определяться по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Кабель АПвЭВнгд является прямым конкурентом традиционного кабеля с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) и кабеля с изоляцией из ПВХ (АВВГ).

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ не подвержен старению из-за гигроскопичности, как бумажная изоляция. Отсутствие миграции пропиточного состава.
• Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и загрязнения окружающей среды при повреждении.
• Упрощение монтажа и эксплуатации: Возможность прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот без ограничений. Более легкий вес по сравнению с АСБл.
• Высокие допустимые температуры: Длительно допустимая температура +90°C против +70°C у кабелей с ПВХ-изоляцией, что позволяет пропускать большие токи при том же сечении.
• Стойкость к коротким замыканиям: Изоляция СПЭ выдерживает высокие температуры КЗ без необратимых изменений.
• Пожарная безопасность: Оболочка «нгд» позволяет осуществлять групповую прокладку.

Недостатки/особенности:

• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Требуется аккуратное обращение, чтобы не повредить экраны и изоляцию.
• Чувствительность к частичным разрядам: При неправильном монтаже концевых заделок или повреждении экрана могут возникать частичные разряды, постепенно разрушающие изоляцию. Требуется высокая квалификация персонала при разделке.
• Стоимость: Как правило, выше, чем у АВВГ, но часто сопоставима или ниже, чем у АСБл.

Особенности монтажа и заделки

Монтаж кабеля АПвЭВнгд требует соблюдения специфических правил, обусловленных наличием экранов.

• Заземление экранов: Экраны всех трех жил должны быть надежно соединены между собой и заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности (снятие напряжения с экрана) и для нормальной работы устройств релейной защиты, использующих токи нулевой последовательности.
• Монтаж концевых заделок (концевиков): Обязательно применение специальных концевых муфт для кабелей с изоляцией из СПЭ на 6 кВ. Они обеспечивают контрольную точку заземления экрана, плавный градиент электрического поля и защиту от увлажнения торца кабеля. Неправильный монтаж концевой заделки – основная причина преждевременных отказов.
• Монтаж соединительных муфт: При необходимости наращивания длины линии используются соединительные муфты, обеспечивающие электрический контакт жил, непрерывность экранов и герметичность соединения.
• Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (как правило, 24 кВ в течение 10 минут) в соответствии с ПТЭЭП.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭВнгд и АПвПуг?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У АПвПуг оболочка выполнена из полиэтилена, а у АПвЭВнгд – из ПВХ нгд. Кабель с полиэтиленовой оболочкой (АПвПуг) обладает повышенной стойкостью к влаге и агрессивным средам, часто используется для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Кабель АПвЭВнгд с оболочкой из ПВХ нгд предпочтителен для прокладки внутри помещений, в кабельных сооружениях и коллекторах, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (не распространяет горение, низкое дымовыделение).

Можно ли прокладывать кабель АПвЭВнгд 6 кВ в земле (траншее)?

Да, прокладка в земле допустима. Однако при этом необходимо учитывать коррозионную стойкость оболочки. ПВХ-пластикат может быть подвержен воздействию блуждающих токов и некоторых химически агрессивных веществ в грунте. Для прокладки в земле часто предпочтительнее кабель в полиэтиленовой оболочке (АПвПуг) или кабель АПвЭВнгд, но с обязательной защитой в виде гофрированной трубы из ПЭ/ПВХ или укладкой в лотки с засыпкой. Прямая укладка в траншею требует оценки агрессивности грунта.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвЭВнгд на 6 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям, указанным в ПУЭ (Глава 1.3):
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Расчетный ток нагрузки должен быть меньше или равен допустимому току для выбранного сечения, способа прокладки и условий окружающей среды (температура грунта или воздуха, количество кабелей в пучке).
2. По потере напряжения. Потеря напряжения в конце линии не должна превышать значений, установленных для питающих сетей (как правило, 5-6%).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверочный расчет). Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой.
Рекомендуется выполнять расчет с привлечением проектных организаций или с использованием специализированного программного обеспечения.

Обязательно ли использовать концевые муфты (концевики) на кабеле АПвЭВнгд 6 кВ?

Да, это обязательное требование. Открытый торец кабеля с незаземленным экраном и неправильно сформированным электрическим полем представляет собой серьезную опасность: риск пробоя, возникновения частичных разрядов, поражения персонала. Концевая муфта обеспечивает:
— Герметизацию торца от влаги и загрязнений.
— Заземление экранов.
— Плавное распределение электрического поля (за счет шайб или слоев из электропроводящего материала).
— Удобное и безопасное подключение к шинам распределительного устройства или клеммам оборудования.

Что означает буква «д» в маркировке «нгд»?

Буква «д» в индексе «нгд» означает «пониженное дымо- и газовыделение». Это свойство оболочки кабеля, которое характеризуется следующими параметрами при горении:
— Пониженное дымообразование: Коэффициент дымопоглощения (оптическая плотность дыма) не превышает установленных норм (обычно не более 50% по ГОСТ Р МЭК 61034).
— Пониженная коррозионная активность газовых продуктов горения: Количество выделяемых галогенов (хлора, фтора и др.) снижено. Это уменьшает ущерб от коррозии металлических конструкций и электронного оборудования в помещении при пожаре.
Таким образом, «нгд» – это более высокий класс пожарной безопасности по сравнению с просто «нг».

Каков срок службы кабеля АПвЭВнгд 6 кВ?

Номинальный срок службы кабеля АПвЭВнгд, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, установлен производителями и стандартами и составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется в первую очередь качеством монтажа (особенно концевых заделок), отсутствием механических повреждений и перегрузок в течение срока эксплуатации. Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.