Кабель АПвКВнг(А) 10 кВ: полный технический обзор
Кабель АПвКВнг(А) на напряжение 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтина (СПЭ), алюминиевыми жилами, экранированный, с защитным покровом и пониженной пожарной опасностью. Его конструкция и характеристики регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-304-2001 (или более новыми редакциями) и соответствуют требованиям ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502-2:2005) для кабелей на номинальное напряжение от 6 до 30 кВ. Данный тип кабеля является одним из наиболее востребованных для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения в стационарных установках.
Расшифровка буквенно-цифровой маркировки
Маркировка АПвКВнг(А)-10 кВ раскрывает ключевые особенности конструкции и свойств кабеля:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – индекс, указывающий на тип полиэтина: вулканизированный (сшитый), т.е. изоляция из сшитого полиэтина (XLPE).
- К – наличие экрана по изоляции жилы в виде медной ленты или проводящего слоя.
- В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
- нг(А) – исполнение по пожарной безопасности: не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая требовательность). Это означает, что при испытании пучка кабелей пламенем горелки, горение не распространяется, а суммарная теплотворная способность кабелей ограничена.
- 10 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.
- Полупроводящий экран (по изоляции): слой полупроводящего сшитого полиэтина или ленты, контактирующий с изоляцией.
- Медный экран: Поверх полупроводящего слоя накладывается экран в виде медных лент или медных проволок (оплетки). Его функция – замыкание емкостных токов, защита от внешних электромагнитных помех и обеспечение безопасного монтажа заземления. Для трехжильных кабелей экран выполняется индивидуально на каждой жиле.
- Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C.
- Допустимая температура нагрева жил:
- Длительно: +90°C
- При перегрузке (не более 100 ч/год): +130°C
- При коротком замыкании (до 4 с): +250°C
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 10 для трехжильных.
- Допустимое растягивающее усилие: Зависит от сечения, рассчитывается по силе 50-70 Н/мм² сечения всех жил. Для монтажа с использованием лебедок требуются специальные захваты.
- Нераспространению горения при групповой прокладке (нг(А)): Испытание проводится на пучке кабелей общей высотой 3.5 м, горение не должно распространяться выше верхней отметки.
- Пониженному дымо- и газовыделению: Индекс дымообразования (прозрачность) не менее 40%.
- Некорродирующей кислотности газов выделяющихся при горении: pH > 4.3, проводимость < 100 мкСм/мм.
- Распределительные сети 10 кВ в городах и поселках (воздушные линии, переустройство в грунте).
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (категория «нг(А)»).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Важно: стандартный АПвКВнг(А) не имеет брони, поэтому для прямой прокладки в земле рекомендуется бронированная модификация – АПвКШп или АПвКВБбШп.
- По допустимому длительному току нагрузки: Сравнивается расчетный ток линии с табличными значениями допустимых токов для конкретных условий прокладки (в воздухе, в земле, количество кабелей в пучке, температура окружающей среды).
- По потере напряжения: Особенно актуально для протяженных линий.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ): Проверяется, что сечение выдержит ожидаемый ток КЗ за время его отключения защитой.
- Проверить сопроводительную документацию: сертификат соответствия, паспорт качества, протоколы испытаний.
- Визуально осмотреть оболочку: она должна быть гладкой, без впадин, вздутий, повреждений.
- Проверить маркировку на оболочке: она должна быть четкой, содержать полное наименование производителя, марку кабеля, сечение, напряжение, год изготовления, длину.
- Измерить геометрические параметры (диаметр жилы, толщину изоляции и оболочки) и сравнить с требованиями ТУ. Для этого используются штангенциркуль и микрометр.
- Запросить у поставщика возможность проведения независимых испытаний в аккредитованной лаборатории (проверка электрического сопротивления жилы, испытание изоляции повышенным напряжением).
Конструкция кабеля АПвКВнг(А) 10 кВ
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА по ГОСТ 22483), что обеспечивает легкость и экономичность по сравнению с медными аналогами. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной (круглой) для больших сечений. Класс гибкости – 1 или 2.
2. Экранирование жилы
Поверх жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтина или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение частичных разрядов.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации, обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C), стойкостью к тепловому старению и влаге. Толщина изоляции стандартизирована и для 10 кВ составляет, как правило, 4.5 мм.
4. Экранирование изоляции
Состоит из двух обязательных элементов:
5. Поясная изоляция и заполнение
В трехжильных кабелях поверх индивидуально экранированных жил накладывается поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты. Межжильное пространство заполняется жгутами из невулканизированной резиновой смеси или аналогичным материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
6. Оболочка
Внешняя защитная оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг). Этот материал обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, кислоты, щелочи), а также отвечает требованию «нг» – нераспространение горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более | Емкость, мкФ/км, не более | Индуктивность, мГн/км |
|---|---|---|---|
| 50 | 0.641 | 0.23 — 0.28 | ~0.4 — 0.5 |
| 120 | 0.253 | 0.28 — 0.35 | ~0.3 — 0.4 |
| 240 | 0.125 | 0.35 — 0.42 | ~0.2 — 0.3 |
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц после монтажа – 21 кВ (продолжительность 10 мин.). Импульсное испытательное напряжение грозового импульса 1,2/50 мкс – 75 кВ.
Механические и климатические параметры
Пожарная безопасность
Кабель соответствует требованиям пожарной безопасности по:
Кабель не является огнестойким (не маркируется индексом FR, FRLS и т.д.). Для питания систем безопасности при пожаре требуется кабель с огнестойкой изоляцией (например, ПвПнг(А)-FR).
Области применения
Кабель АПвКВнг(А) 10 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10(12) кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Прокладка: Допускается прокладка в помещениях, кабельных сооружениях, на открытом воздухе (с защитой от УФ-излучения, так как оболочка из ПВХнг подвержена солнечному старению). Прокладка в земле без защиты – не рекомендуется.
2. Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, ступенчаой снятие экранов, правильный монтаж изоляции муфты и надежное заземление медных экранов с обеих сторон. Для кабелей с изоляцией из СПЭ обязательна технология термоусадки или холодной усадки.
3. Заземление: Медные экраны кабеля на обоих концах должны быть надежно заземлены. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты. При большой длине линии (> 1-2 км) может применяться поперечное заземление или заземление в одной точке с изоляцией в другой (зависит от схемы сети).
4. Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания выпрямленным напряжением или переменным напряжением 0.1 Гц (VF-метод) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
Сравнение с аналогами
| Тип кабеля | Материал жилы | Изоляция | Броня | Пожарная опасность | Основное применение |
|---|---|---|---|---|---|
| АПвКВнг(А) 10 кВ | Алюминий | СПЭ (XLPE) | Нет | нг(А) | Кабельные сооружения, помещения, эстакады |
| АПвБбШп 10 кВ | Алюминий | СПЭ (XLPE) | Да (2 стальные ленты) | стандарт | Прямая прокладка в земле |
| АПвПуг 10 кВ | Алюминий | СПЭ (XLPE) | Нет | стандарт | Прокладка в земле и воде |
| ЦАПвКВнг(А) 10 кВ | Медь | СПЭ (XLPE) | Нет | нг(А) | Аналогично, где требуется медь (высокая токовая нагрузка, ограничение по сечению) |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКВнг(А) принципиально отличается от АПвВнг(А)?
Основное отличие – в конструкции экрана. В маркировке АПвКВнг(А) буква «К» означает экран поверх изоляции каждой жилы в виде медной ленты/проволоки. В маркировке АПвВнг(А) (встречается реже) эта буква отсутствует, что может указывать на кабель без индивидуальных экранов на жилах, только с поясным экраном. Для напряжения 10 кВ экранирование каждой жилы является обязательным требованием безопасности и надежности, поэтому корректной и распространенной маркой является именно АПвКВнг(А).
Можно ли прокладывать кабель АПвКВнг(А) 10 кВ в земле (траншее)?
Стандартная модификация АПвКВнг(А) не имеет броневой защиты (стальных лент). Поэтому для прямой прокладки в земле, где существует риск механических повреждений при раскопках, давлении грунтов, активности грызунов, его применение не рекомендуется. Для прокладки в земле следует выбирать кабели с броней, например, АПвБбШвнг(А) или АПвКШп. Допускается прокладка АПвКВнг(А) в земле только при условии дополнительной защиты (укладка в трубах, защитных плитах или лотках).
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКВнг(А) 10 кВ?
Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям:
Окончательный выбор должен быть сделан на основе проектного расчета в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок).
Требуется ли дополнительная защита при прокладке на открытом воздухе?
Да, требуется. ПВХ-пластикат оболочки «нг» подвержен разрушающему воздействию ультрафиолетового излучения. При прокладке на открытом воздухе, эстакадах, фасадах зданий кабель должен быть защищен от прямого солнечного света. Это достигается прокладкой в неметаллических трубах, лотках с крышками или использованием кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой (специальная маркировка, например, «нг-HF» или «нг-LS»).
Как отличить качественный кабель АПвКВнг(А) при приемке?
Необходимо:
Каков срок службы кабеля АПвКВнг(А) 10 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и зависит от условий работы (температурные режимы, наличие перегрузок, агрессивность среды, качество монтажа соединений).
Заключение
Кабель АПвКВнг(А) 10 кВ представляет собой современное, надежное и экономичное решение для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – использование легкой алюминиевой жилы, высоконадежной изоляции из сшитого полиэтина и оболочки, обеспечивающей нераспространение горения при групповой прокладке. Правильный выбор данной марки кабеля, учет условий прокладки (отсутствие брони ограничивает применение в земле), профессиональный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом долговечной и безопасной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.