Кабель АПвВнг(В)-LS 35 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвВнг(В)-LS 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям к надежности, пожарной безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации в энергетических системах.

Расшифровка маркировки кабеля АПвВнг(В)-LS 35 кВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтина (ПВС) с применением технологии вулканизации.
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение с пониженной пожарной опасностью, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории В (наибольшая пожарная нагрузка).
• LS (Low Smoke) – с пониженным дымо- и газовыделением при горении и тлении.
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для больших сечений. Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать монтажное пространство.

2. Экранирующий слой над жилой

Поверх изолированной жилы накладывается экран в виде проводящего сшитого полиэтина или проводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой теплостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими характеристиками, а также стойкостью к трекингу по сравнению с традиционным ПВХ или бумажно-масляной изоляцией.

4. Экранирующий слой под оболочкой

Состоит из полупроводящего слоя и медных проволок или лент. Медный экран выполняет функцию заземления и защиты от внешних электромагнитных воздействий, а также служит для пропускания токов короткого замыкания.

5. Разделительный слой

Поясная изоляция в виде лент или обмотки, которая предохраняет экран от повреждения и обеспечивает дополнительную герметизацию.

6. Оболочка

Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с низким дымо- и газовыделением (ПВХнг-LS). Она обеспечивает механическую и химическую защиту внутренних элементов кабеля, а также отвечает за пожаробезопасные характеристики изделия.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 35 кВ (междуфазное). Для сети с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, кабель может эксплуатироваться в сети с напряжением до 38,5 кВ.

Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.

Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность не более 4 сек): +250°C.

Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C.

Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.

Минимальная температура эксплуатации: -50°C.

Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 1000 МОм·км.

Пожарная безопасность (соответствие ГОСТ 53315 и ГОСТ 31565)

Кабель соответствует высшим категориям пожарной опасности:

• Не распространяет горение при групповой прокладке (нг): Испытания проводятся по категории В (наиболее жесткие условия).
• Пониженное дымо- и газовыделение (LS): Удельная оптическая плотность дыма не более 50 ед.
• Не распространяет горение при одиночной прокладке.

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвВнг(В)-LS 35 кВ (проложенных в земле и воздухе)

Примечание: Значения приведены ориентировочно. Окончательные расчеты должны проводиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом конкретных условий прокладки, температуры грунта/воздуха и количества рабочих кабелей в траншее.

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (в земле)*	Длительно допустимый ток, А (в воздухе)*
50	165	150
70	200	180
95	240	215
120	275	245
150	310	280
185	350	315
240	405	365
300	455	410

*Условия: температура земли +15°C, температура воздуха +25°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвВнг(В)-LS 35 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на класс напряжения 35 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи от подстанций 35/10(6) кВ к распределительным пунктам.
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, горно-обогатительные комбинаты, нефтегазовые объекты).
• Прокладка в кабельных сооружениях энергетических объектов (ГЭС, ТЭЦ, АЭС).
• Устройство вводов в трансформаторы 35 кВ.
• Прокладка в городских кабельных коллекторах и туннелях.

Способы прокладки:

• В кабельных блоках, трубах и тоннелях.
• В кабельных этажах и по эстакадам.
• В производственных помещениях (при условии защиты от механических повреждений).
• В земле (траншеях) с обязательной песчаной подушкой и защитой кирпичом или сигнальной лентой. Прямая прокладка в земле допустима при отсутствии механических нагрузок и коррозионной активности грунта.

Важно: Прокладка в воздухе (по опорам) без дополнительной защиты от солнечного излучения не рекомендуется, так как ПВХ-оболочка подвержена УФ-деградации. Для воздушных линий следует применять кабели с защитным покровом из полиэтилена (АПвП) или с тросом.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБ):

• Преимущества АПвВнг-LS: Отсутствие риска утечки масла, более высокая допустимая температура работы, меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа (не требуется специальная арматура для остановки масла), экологическая безопасность, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
• Недостатки: Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже, требующая аккуратной работы.

Сравнение с кабелем в свинцовой оболочке (АПвПу, АПвП):

• Преимущества АПвВнг-LS: Значительно меньший вес, отсутствие свинца (экологичность), лучшие показатели пожарной безопасности (нг-LS), гибкость.
• Недостатки: Меньшая стойкость к внешним механическим воздействиям по сравнению со свинцом, меньшая герметичность в условиях постоянной высокой влажности без дополнительных мер.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Радиус изгиба при монтаже должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных исполнений с секторными жилами.
• При прокладке в траншеях необходимо обеспечить «змейку» для компенсации температурных деформаций.
• Концы кабеля должны быть защищены от увлажнения на время монтажа. После разделки требуется оперативная установка концевых муфт.
• При прокладке группой кабелей в земле необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки в зависимости от расстояния между ними.
• Обязательно выполнение полного комплекса высоковольтных испытаний после монтажа (мегаомметром и повышенным напряжением выпрямленного тока).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля АПвВнг-LS от АПвВГ?

Основное отличие – уровень пожарной безопасности. Кабель АПвВГ является кабелем общего назначения и может распространять горение при групповой прокладке. Кабель АПвВнг-LS имеет исполнение «нг» (не распространяющее горение) и низкое дымо- и газовыделение (LS), что допускает его применение в многокабельных трассах, зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей.

Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(В)-LS 35 кВ в одном лотке с кабелями на 0,4 кВ?

Да, такая прокладка допустима с точки зрения пожарной безопасности, так как кабель имеет индекс «нг(В)», означающий нераспространение горения при групповой прокладке в самых жестких условиях. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ (п. 2.1.16) по разделению кабелей на разные напряжения. Кабели до 1 кВ и выше 1 кВ, как правило, рекомендуется прокладывать раздельно. При совместной прокладке должны быть выполнены мероприятия по защите кабелей на 0,4 кВ от повреждения в случае пробоя изоляции кабеля на 35 кВ (например, экранированием или разделением несгораемой перегородкой).

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвВнг(В)-LS 35 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий прокладки, режимов работы (температурные перегрузки, токи КЗ), коррозионной активности среды и механических воздействий.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

При прокладке в траншеях обязательна защита от механических повреждений на всем протяжении. Обычно для этого используют сигнальную пластиковую ленту на глубине 250 мм от поверхности земли, а над самим кабелем – защитные плиты или кирпич. В местах пересечения с дорогами, коммуникациями кабель необходимо прокладывать в трубах или блоках.

Чем обоснован выбор алюминиевой жилы вместо медной?

Алюминиевая жила существенно снижает стоимость и вес кабеля, что критически важно для магистральных линий большого сечения и протяженности. Для напряжения 35 кВ, где основным требованием является передаваемая мощность, а не гибкость (как в монтажных проводах), алюминий является экономически оптимальным решением. Современные технологии соединения и оконцевания алюминиевых жил (с использованием специальной пасты, смазок и контактных накладок) позволяют обеспечить надежный и долговечный контакт.

Как правильно выбрать сечение жилы для конкретного объекта?

Выбор сечения производится на основе расчета по следующим критериям в соответствии с ПУЭ гл. 1.3:

• По длительно допустимому току нагрузки (нагрев).
• По экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки).
• По потере напряжения (должна быть в пределах нормы).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.
• По способу прокладки и количеству кабелей в траншее/лотке (с применением поправочных коэффициентов).

Окончательный выбор должен быть сделан на основе технико-экономического расчета проектной организацией.