Кабель АПвЭВнгд 3х185: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвЭВнгд 3х185 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в исполнении с пониженным дымо- и газовыделением, не распространяющий горение при групповой прокладке. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой традиционным кабелям с бумажной и ПВХ-изоляцией, предназначенной для работы в электрических сетях среднего класса напряжения.
Расшифровка маркировки АПвЭВнгд 3х185
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ и содержит полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
- Э – наличие экрана по изоляции жилы.
- В – материал оболочки: поливинилхлорид.
- нгд – исполнение по пожарной безопасности: не распространяющий горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением.
- 3х185 – количество и номинальное сечение основных токопроводящих жил: три жилы сечением 185 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвЭВнгд 3х185
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
1. Токопроводящая жила
- Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
- Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1-й – однопроволочная). Для сечения 185 мм² жила может быть как однопроволочной, так и многопроволочной, что зависит от конкретного ТУ производителя и требований к монтажному изгибу.
- Форма: секторная или круглая. Секторная форма жил применяется для оптимизации заполнения внутреннего пространства кабеля, что приводит к уменьшению общего диаметра и веса, а также экономии материалов оболочки.
2. Экранированная изоляция жилы
- Изоляция: выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему повышенные температурные и механические характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а допустимая температура при коротком замыкании достигает +250°C.
- Экран по жиле: выполнен в виде электропроводящего слоя (например, из сшитого полиэтилена с добавлением сажи) или медной ленты, наложенной поверх изоляции. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение тангенциальных составляющих электрического поля и защита от внешних электромагнитных воздействий.
3. Поясная изоляция и заполнение
- Между изолированными и экранированными жилами укладывается заполнение из невулканизированной резиновой смеси или другого эластичного материала. Оно придает кабелю круглую форму и механическую стабильность.
- Поверх скрученных жил с заполнением может накладываться поясная изоляция (электропроводящая или полупроводящая лента) для дополнительного выравнивания поля.
4. Общий экран
- Представляет собой медную ленту или оплетку из медных проволок, наложенную поверх поясной изоляции. Служит для защиты от внешних наводок, является элементом системы безопасности (замыкает токи утечки на землю) и обеспечивает симметрию электрического поля.
5. Оболочка
- Материал: поливинилхлоридный пластикат пониженной пожарной опасности (ПВХнгд). Данный материал специально разработан для замедления распространения горения, снижения количества дыма и выделения коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов) при пожаре. Это ключевое отличие от кабелей в обычной ПВХ оболочке.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для условий эксплуатации при температуре +90°C)
Приведенные данные являются типовыми и должны уточняться по паспорту конкретного производителя.
Таблица 1. Электрические характеристики кабеля АПвЭВнгд 3х185
| Параметр |
Значение |
Примечание / Стандарт |
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ |
6/10; 8,7/15; 12/20; 18/30 |
Наиболее распространено исполнение на 10 кВ (8,7/15 кВ) |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C |
+90 |
Длительный режим |
| Допустимая температура жилы при КЗ (до 5 сек), °C |
+250 |
Для сшитого полиэтилена |
| Допустимая температура при перегрузке, °C |
+130 |
Ограниченное время |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C |
-15 |
Зависит от материала оболочки и изоляции |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее |
1000 |
При температуре +20°C |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ |
От 18 до 60 |
В зависимости от номинального напряжения, время испытания – 10 мин. |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км |
~0.11 – 0.13 |
Зависит от конструкции и расстояния между жилами |
| Емкостное сопротивление, Ом/км |
~0.10 – 0.12 |
Зависит от толщины изоляции |
Механические и геометрические параметры
Таблица 2. Механические и геометрические характеристики (пример для 8,7/15 кВ)
| Параметр |
Примерное значение |
Комментарий |
| Наружный диаметр кабеля, мм |
60 – 70 |
Зависит от производителя и конструкции (секторные/круглые жилы) |
| Масса 1 км кабеля, кг |
4500 – 5500 |
Значительный вес обусловлен сечением жил и наличием экранов |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже |
15 – 20 наружных диаметров |
Для однопроволочных жил – 15D, для многопроволочных – 20D |
| Допустимое растягивающее усилие при прокладке, кН |
До 30 |
Точное значение указывает производитель |
| Строительная длина, м |
Не менее 150 – 200 |
Оговаривается в заказе |
Пожарная безопасность (исполнение «нгд»)
- Не распространяющий горение при групповой прокладке (нг): Кабель проходит испытания по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (категория А), когда несколько пучков кабеля горят в вертикальной камере с принудительной подачей пламени. После удаления горелки горение должно самостоятельно затухнуть.
- Пониженное дымо- и газовыделение (д): При горении и тлении оболочка из ПВХнгд выделяет значительно меньше дыма (показатель светопропускания при испытаниях более 40-60%) и меньше коррозионно-активных галогеносодержащих газов (значение pH и проводимости водного раствора продуктов горения нормируется). Это критически важно для объектов с массовым пребыванием людей и сложной электроникой.
Область применения кабеля АПвЭВнгд 3х185
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях на переменное напряжение до 35 кВ включительно частотой 50 Гц.
- Распределительные сети 6-10 кВ: Основная сфера – питание районных и городских подстанций, распределение энергии от ЦТП к зданиям и промышленным объектам.
- Промышленные предприятия: Прокладка в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях, эстакадах, галереях) для питания мощного оборудования (трансформаторы, двигатели, печи).
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, торговые центры – везде, где требуется групповая прокладка большого количества кабелей и предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
- Условия прокладки: Может прокладываться в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (в трубах, блоках), в кабельных сооружениях, на специальных конструкциях. Не предназначен для прокладки в воде и в земле с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты. Не рекомендуется для прокладки по воздуху на тросах (для этого существуют специальные исполнения с несущим элементом).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
- Высокие токовые нагрузки: Благодаря сшитому полиэтилену и рабочей температуре +90°C, допустимый длительный ток для сечения 185 мм² составляет примерно 320-340 А (в зависимости от условий прокладки), что выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией аналогичного сечения.
- Влагостойкость: XLPE негигроскопичен, в отличие от бумажно-масляной изоляции, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
- Механическая прочность и стойкость к деформациям: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства при высоких температурах, не стекает.
- Пожарная безопасность: Исполнение «нгд» позволяет осуществлять групповую прокладку в помещениях и сооружениях с массовым пребыванием людей.
- Относительно малый вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой.
- Простота монтажа и оконцевания: Наличие современных технологий монтажа муфт и концевых заделок.
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое отличие АПвЭВнгд от АПвВнгд?
Буква «Э» в маркировке АПвЭВнгд указывает на наличие экрана по каждой токопроводящей жиле. В марке АПвВнгд (без «Э») экран, как правило, один – общий, поверх всех изолированных жил. Наличие экрана по жиле (концентрического проводника) является обязательным требованием для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, так как оно обеспечивает радиальное электрическое поле и защиту от внешних воздействий. Таким образом, АПвЭВнгд – более современная и корректная для среднего напряжения конструкция.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвЭВнгд 3х185 в земле (траншее)?
Да, можно, но с обязательным соблюдением условий, регламентированных ПУЭ и проектной документацией. Кабель должен быть защищен от механических повреждений (укладка в трубы, в лотки с крышкой, в блоки) и от блуждающих токов. Необходимо использовать песчаную подушку и защитную сигнальную ленту или плиты. При прокладке в агрессивных грунтах требуется дополнительная защита (например, гофротруба из ПЭ).
3. Каков допустимый длительный ток для данного кабеля?
Допустимый длительный ток (Iдоп) не является фиксированной величиной и зависит от множества факторов: номинального напряжения, способа прокладки (в воздухе, в земле, в канале, количество кабелей в пучке), температуры окружающей среды, глубины заложения в земле, удельного теплового сопротивления грунта. Для предварительной оценки, при прокладке одного кабеля в земле (траншее) при температуре грунта +25°C и удельном сопротивлении 1.2 К·м/Вт, Iдоп для АПвЭВнгд 3х185 на 10 кВ может составлять около 325 А. Точный расчет должен проводиться по методике ПУЭ или с использованием специализированного ПО.
4. Требуется ли заземление экранов кабеля АПвЭВнгд, и если да, то как?
Да, заземление экранов (как пофазных, так и общего) является обязательным. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), обеспечения симметрии электрического поля и для работы релейной защиты (в системах с эффективно заземленной нейтралью). Заземление выполняется с обоих концов кабельной линии, а в случае большой длины линии (обычно более 1-2 км для напряжений 10-35 кВ) может потребоваться дополнительное поперечное соединение экранов или применение специальных схем (заземление в одной точке) для снижения токов циркуляции в экранах. Конкретная схема определяется проектом.
5. Что означает маркировка 8,7/15 кВ на кабеле?
Это обозначение номинального напряжения кабеля по ГОСТ:
- U0 = 8.7 кВ – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/оболочкой).
- U = 15 кВ – номинальное междуфазное напряжение.
- Соотношение U/U0 = 15/8.7 ≈ √3 указывает, что кабель предназначен для работы в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где в нормальном режиме напряжение между фазой и землей равно фазному напряжению. Таким образом, данный кабель рассчитан на применение в сетях 10 кВ.
6. Какой аналог у этого кабеля с медными жилами?
Прямым аналогом по конструкции и характеристикам, но с медными токопроводящими жилами, является кабель ПвПнгд 3х185 (ранее часто обозначался как ПвВнгд). Расшифровка: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – вулканизированный, П – оболочка из полимерной композиции, нгд – не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением. Медная жила в маркировке не имеет отдельной буквы (в отличие от «А» для алюминия).
Заключение
Кабель АПвЭВнгд 3х185 представляет собой современное, надежное и безопасное решение для построения распределительных сетей среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене и экранировании каждой жилы, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики. Исполнение с пониженной пожарной опасностью (нгд) делает его предпочтительным выбором для объектов с групповой прокладкой кабелей и повышенными требованиями к безопасности людей и оборудования. Корректный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех нормативных требований (ПУЭ, ГОСТ, проектные решения) являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетической системы.