Кабель АПвБбШнг(А)-LS 4х120: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвБбШнг(А)-LS 4х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 0,66 и 1 кВ частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой пожарной безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), Бб – броня из двух стальных оцинкованных лент, Шнг – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести, (А) – категория пожарной безопасности по нераспространению горения при одиночной прокладке, LS (Low Smoke) – пониженное дымовыделение при горении и тлении, 4х120 – четыре жилы сечением 120 мм² каждая.
Конструктивные элементы кабеля АПвБбШнг(А)-LS 4х120
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее детально, начиная от центра.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для электрических целей) или аналогичной по ГОСТ. В кабеле сечением 120 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает достаточную гибкость для монтажа. Алюминий выбран как материал, обеспечивающий оптимальное соотношение проводимости, массы и стоимости.
2. Изоляция жилы
Каждая жила изолирована слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Данный материал, в отличие от традиционного ПВХ, обладает существенно более высокой термостойкостью (допустимая длительная температура нагрева жил +90°C) и стойкостью к перегрузкам (кратковременный нагрев до +130°C). Процесс сшивания (образования поперечных связей между молекулами) придает полиэтинуу отличные механические и электрические характеристики даже при повышенных температурах.
3. Скрутка и заполнение
Изолированные жилы скручиваются в сердечник. Межжильное пространство заполняется негорючим или трудно горючим материалом (например, мелованной резиной или ПВХ-компаундом). Это обеспечивает круглую форму кабеля, дополнительную термомеханическую защиту и препятствует распространению пламени внутри конструкции.
4. Поясная изоляция
Поверх скрученного сердечника может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полимерной пленки или талькодобной ленты, которая служит барьером между сердечником и броней, предотвращая повреждение изоляции жил.
5. Броня
Броневой покров выполнен из двух стальных оцинкованных лент (обозначение «Бб» – «броня из лент»), наложенных спирально с перекрытием. Оцинковка обеспечивает защиту от коррозии. Основное назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны) и от растягивающих нагрузок при прокладке.
6. Внешняя оболочка
Броня покрыта защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с пониженным дымовыделением (Шнг(А)-LS). Эта оболочка обеспечивает защиту брони от коррозии, выполняет функцию изоляции от земли и, что критически важно, соответствует современным требованиям пожарной безопасности: не распространяет горение при одиночной прокладке, выделяет минимальное количество дыма и газов (индекс дымообразования не более 50).
Основные технические и электрические параметры
Параметры регламентируются ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-310-2001 и другими нормативными документами.
Таблица 1. Ключевые электрические характеристики
| Параметр | Значение для кабеля 4х120 мм² | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 0.66/1 | Между жилой и землей/между жилами |
| Максимальная длительная рабочая t° жилы, °C | +90 | Для изоляции из сшитого полиэтилена |
| Допустимая t° при коротком замыкании, °C | +250 | Продолжительность не более 5 сек |
| Допустимая t° при перегрузке, °C | +130 | Продолжительность не более 8 часов в сутки |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 100 | При температуре +20°C |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.253 | Для алюминиевой жилы 120 мм² |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.08 — 0.1 | Зависит от способа прокладки |
Таблица 2. Механические характеристики и условия эксплуатации
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | от -50°C до +50°C |
| Относительная влажность воздуха (при t° до +35°C) | до 98% |
| Прокладка без предварительного подогрева | Допускается при t° не ниже -15°C |
| Стойкость к распространению горения | Категория П1б.8.2.2.2 (нераспространение при одиночной прокладке) |
| Удельная теплота сгорания, МДж/кг, не более | Определяется по ГОСТ Р МЭК 60332-3-24 |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвБбШнг(А)-LS 4х120 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его основная сфера применения – сети электроснабжения промышленных предприятий, жилых и общественных зданий, объектов инфраструктуры.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня обеспечивает защиту от механических повреждений грунтом, камнями, при раскопках. Обязательна укладка на песчаную подушку и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Не рекомендуется прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты (например, в трубах).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, эстакадах, по стенам зданий: Показания LS критичны для закрытых пространств с возможной эвакуацией людей. Кабель может прокладываться одиночно без дополнительных мероприятий по пожарной безопасности.
- Прокладка в помещениях с повышенной пожароопасностью: Благодаря индексу (А) и LS, кабель допускается к использованию в таких помещениях.
- Не рекомендуется для прокладки по подвижным конструкциям, в блоках, а также для подвеса на тросах (для этого существуют специальные марки с несущим тросом).
- АВБбШв-ЛС 4х120: Ключевое отличие – изоляция жил из ПВХ пластиката. Рабочая температура +70°C. Токовая нагрузка ниже на 15-20%. Более низкая стоимость, но и меньшая стойкость к перегрузкам и термическому старению. Применяется в сетях, где нет требований к высокой термостойкости.
- АПвБбШв 4х120: Отсутствует индекс «нг(А)-LS». Может распространять горение при групповой прокладке и выделять больше дыма. Применяется для одиночной прокладки вне помещений или в производственных помещениях с низкими требованиями к пожарной безопасности.
- АСБл 4х120: Кабель со свинцовой оболочкой и бумажной пропитанной изоляцией. Устаревшая конструкция, требует особых условий монтажа (ограничение по перепаду высот), но обладает высокой электрической прочностью и долговечностью в стабильных условиях. Не соответствует современным требованиям по пожарной безопасности и экологии.
- ПвБбШнг(А)-LS 4х120: Аналогичная конструкция, но с медными жилами. Имеет существенно более высокую токовую нагрузку (до 300 А для одного кабеля в воздухе), меньшее электрическое сопротивление, но многократно более высокую стоимость и массу. Выбор в пользу меди оправдан при необходимости минимизации потерь энергии, при высоких нагрузках или при ограничениях по сечению.
- Раскрой и разделка: Броня должна быть заземлена. При разделке необходимо обеспечить защиту края бронелент от коррозии (обмотка термоусаживаемой трубкой или изолентой).
- Заземление: Бронеленты соединяются между собой и подключаются к контуру заземления с помощью медного проводника и наконечника. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ.
- Соединение и ответвление: Производится с помощью кабельных муфт (соединительных, ответвительных, концевых). Для изоляции сшитого полиэтилена применяются специальные муфты, обеспечивающие герметичность и электрическую прочность соединения.
- Контроль изоляции: После прокладки и монтажа муфт обязателен контроль изоляции мегаомметром на напряжение 2500 В.
- Учет растягивающих нагрузок: При прокладке в туннелях с большим уклоном необходимо крепить кабель, чтобы избежать сползания и нагрузки на соединения.
Расчетные данные по токовой нагрузке
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от способа прокладки и количества работающих кабелей в группе. Приведены данные для наиболее распространенных условий.
Таблица 3. Длительно допустимые токи нагрузки (Iдоп)
| Способ прокладки | Количество кабелей в группе | Iдоп, А (при tземли +25°C, tвозд +25°C) |
|---|---|---|
| В земле (в траншее) | Один | 265 |
| В земле (в траншее) | Два (с расстоянием 100 мм) | 235 (с коэффициентом 0.9) |
| В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном канале) | Один | 240 |
| В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном канале) | Два (вплотную) | 216 (с коэффициентом 0.9) |
Примечание: При изменении температуры окружающей среды или грунта, а также при ином количестве кабелей в группе применяются соответствующие поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ 7 изд. Глава 1.3.
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Выбор кабеля всегда обусловлен проектом и условиями эксплуатации. Рассмотрим основные аналоги АПвБбШнг(А)-LS 4х120.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается изоляция «Пв» от «Вв»?
Изоляция «Пв» (сшитый полиэтилен, XLPE) является термореактивным материалом с поперечными молекулярными связями, что обеспечивает стабильность свойств при температурах до +90°C и кратковременно до +250°C. Изоляция «Вв» (ПВХ пластикат) – термопластичный материал, размягчающийся уже при +70°C, что ограничивает его стойкость к перегрузкам и токам КЗ. Кабель с изоляцией Пв имеет на 20-30% более высокую длительно допустимую токовую нагрузку при одинаковом сечении.
Можно ли прокладывать кабель АПвБбШнг(А)-LS 4х120 в пучке (в группе)?
Да, можно. Индекс «нг(А)» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А, которая является высшей по требованиям (ГОСТ Р МЭК 60332-3-22). Однако при групповой прокладке необходимо применять понижающие коэффициенты к току нагрузки (см. ПУЭ, табл. 1.3.23-1.3.26), так как ухудшаются условия охлаждения.
Что означает буква (А) в скобках в маркировке?
Это категория пожарной безопасности по нераспространению горения при групповой прокладке, установленная Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования». Категория «А» – наивысшая, предполагающая испытание кабеля в самом жестком режиме (пучок с высоким удельным тепловыделением). Кабель, соответствующий категории (А), можно применять в любых зданиях и сооружениях без ограничений по групповой прокладке с точки зрения распространения пламени.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвБбШнг(А)-LS, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, температурного режима, коррозионной активности среды, механических воздействий. Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена обладает повышенной стойкостью к старению по сравнению с ПВХ-изоляцией.
Требуется ли для прокладки кабеля в земле дополнительная защита (трубы, лотки)?
Броня типа «Бб» сама по себе является достаточной защитой от механических повреждений при прокладке в обычном грунте. Однако в местах с повышенной внешней нагрузкой (под дорогами, в местах вероятных раскопок), в агрессивных грунтах или при пересечении с другими коммуникациями рекомендуется дополнительная защита в виде асбоцементных, пластиковых или стальных труб. Прокладка в трубах также облегчает возможную замену кабеля без вскрытия грунта.
Почему для такого кабеля важно заземление брони и как его правильно выполнить?
Заземление брони необходимо для электробезопасности. При повреждении изоляции жилы может произойти пробой на броню, и она окажется под опасным потенциалом. Надежное заземление обеспечивает срабатывание защитной аппаратуры (автоматов, предохранителей) и отвод тока, защищая персонал. Бронеленты должны быть соединены между собой медной оплеткой или проводником и присоединены к контуру заземления с помощью болтового соединения или сварки в концевой или соединительной муфте.
В чем разница между «Шнг» и «Шв» в маркировке оболочки?
«Шнг» – защитный шланг из ПВХ пластиката пониженной горючести. «Шв» – защитный шланг из ПВХ пластиката обычной горючести. Кабель с оболочкой «Шв» не имеет индекса «нг» и может распространять горение при групповой прокладке, что ограничивает его применение в современных зданиях и сооружениях, где действуют строгие противопожарные нормы.