Кабель АПвВнг(В)-LS 3-х жильный 20 кВ

Кабель силовой АПвВнг(В)-LS 3-х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвВнг(В)-LS 3-х жильный 20 кВ представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, безопасности при пожаре и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации. Данный тип кабеля широко применяется для распределения электроэнергии от подстанций к потребителям, в городских кабельных сетях, на промышленных предприятиях, в том числе в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей.

Расшифровка маркировки АПвВнг(В)-LS

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ и ТУ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (ПВХ по старой классификации, но в контексте кабелей на 20 кВ – это полиэтилен вулканизированный/сшитый).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(В) – исполнение по нераспространению горения категории В (при групповой прокладке горение не распространяется).
• LS – Low Smoke – пониженное дымо- и газовыделение при горении и тлении.
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
• 20 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвВнг(В)-LS является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жилы изготавливаются из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы. Для сечений от 50-70 мм² и выше, как правило, применяется секторная или сегментная форма для компактности. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для меньших сечений и многопроволочными для больших.

2. Экранирующий слой над жилой (полупроводящая экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в долговременном режиме) и стойкостью к трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (20 кВ).

4. Экранирующий слой под оболочкой (полупроводящая экран)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранирующей системы кабеля.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция в виде обмотки из полупроводящей бумаги или пленки, которая обеспечивает равномерность электрического поля по скрутке.

6. Экран (заземляющий)

Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной или продольной обмоткой, или в виде проволочных медных жил, скрученных поверх поясной изоляции. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии поля и для пропускания токов короткого замыкания на землю.

7. Разделительный слой

Под оболочкой обычно находится слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, который защищает экран от контакта с оболочкой и обеспечивает легкое разделение слоев при монтаже.

8. Оболочка

Наружная защитная оболочка изготавливается из ПВХ-пластиката пониженной пожарной опасности. Этот материал обеспечивает стойкость к механическим повреждениям, влаге, агрессивным средам и, что критически важно, соответствует требованиям «нг(В)-LS»: не распространяет горение при групповой прокладке и выделяет минимальное количество дыма и галогенов при пожаре.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 кВ (24 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Частота: 50 Гц.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 45 кВ (в течение 10 мин после монтажа).
• Испытательное постоянное напряжение: 84 кВ (в течение 15 мин на изготовленном кабеле).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.

Допустимые токовые нагрузки (таблица примерных значений для прокладки в земле)

Приведены ориентировочные значения. Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд., гл.1.3 с учетом условий прокладки, температуры грунта и т.д.

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А (в земле)	Допустимый длительный ток, А (в воздухе)
3×50	175	155
3×70	210	190
3×95	255	230
3×120	295	265
3×150	340	305
3×185	385	350
3×240	450	410

Термические характеристики

• Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации: +90°C.
• Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки: +130°C.
• Допустимая температура нагрева жил в аварийном режиме (короткое замыкание, не более 5 сек): +250°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Области применения и условия прокладки

Кабель АПвВнг(В)-LS 20 кВ предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Благодаря исполнению «нг(В)-LS» его применение является предпочтительным и часто обязательным в следующих случаях:

• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) совместно с другими кабелями (групповая прокладка).
• Прокладка в зданиях и помещениях с массовым пребыванием людей (вокзалы, аэропорты, торговые центры, метро, многоэтажные жилые и административные здания).
• Прокладка на промышленных предприятиях внутри цехов и распределительных устройств.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Для непосредственной прокладки в земле без дополнительной защиты чаще применяется бронированная модификация – АПвВБбШвнг(В)-LS.

Важно: Прокладка в воздухе (по фасадам, на опорах) возможна, но требует учета воздействия солнечного излучения и механических нагрузок (ветер, гололед). Для открытой прокладки рекомендуется кабель с защитным покровом, устойчивым к УФ-излучению.

Отличия от аналогов (АПвВ, АПвВГ, АПвБбШв)

Понимание различий между модификациями кабелей критически важно для корректного выбора:

• АПвВнг(В)-LS vs АПвВ: Базовая версия АПвВ имеет обычную ПВХ оболочку без гарантий нераспространения горения и пониженного дымовыделения. Она дешевле, но ее применение в групповых прокладках внутри зданий строго ограничено ПУЭ и противопожарными нормами.
• АПвВнг(В)-LS vs АПвВГ: Маркировка «Г» означает «голый». Фактически, АПвВГ и АПвВ – это часто один и тот же кабель. «Г» лишь подчеркивает отсутствие брони. Таким образом, сравнение аналогично предыдущему пункту.
• АПвВнг(В)-LS vs АПвБбШвнг(В)-LS: Модификация «БбШв» содержит броню из двух стальных оцинкованных лент («Бб») и защитный шланг из ПВХ («Шв»). Это кабель для прокладки в земле без дополнительных защитных конструкций, а также в местах с риском механических повреждений. Исполнение «нг(В)-LS» в бронированном кабеле обеспечивает те же пожаробезопасные свойства.
• АПвВнг(В)-LS vs АПвПнг(В)-LS: Иногда встречается маркировка «П» вместо второго «В». «П» может обозначать изоляцию из силанольносшитого полиэтилена. Технически это близкие аналоги, и различие часто заключается в технологии производителя.

Требования нормативных документов

Производство и применение кабеля АПвВнг(В)-LS регламентируется рядом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502-1:2004) – Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1 кВ до 30 кВ включительно. Общие технические условия.
• ТУ 16.К71-335-2004 (или более новые технические условия производителя) – Детализируют технические требования конкретного изготовителя.
• Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ, 7 издание) – Главы 1.3, 2.3, 7.3, регламентирующие выбор сечений, условия прокладки и защиты кабелей.
• Своды правил по пожарной безопасности (СП 6.13130.2013) – Определяют требования к кабельным изделиям по нераспространению горения, дымообразованию и токсичности.
• Федеральный закон № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» – Устанавливает классификацию кабелей по пожарной опасности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(В)-LS 20 кВ напрямую в земле (траншее)?

Ответ: Прямая прокладка в земле кабеля в данной конструкции (без брони) не рекомендуется и, как правило, запрещена проектной документацией. Для прокладки в земле необходимо использовать бронированные модификации, такие как АПвВБбШвнг(В)-LS, или помещать данный кабель в защитные трубы (полиэтиленовые, асбоцементные) или короба, что значительно увеличивает стоимость и сложность монтажа. Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта и грызунов.

Вопрос: В чем принципиальная разница между кабелями на 10 кВ и 20 кВ? Можно ли использовать кабель 20 кВ в сети 10 кВ?

Ответ: Ключевое отличие – толщина изоляции из сшитого полиэтилена и уровень испытательных напряжений. Для 20 кВ изоляция толще. Использовать кабель, рассчитанный на 20 кВ, в сети 10 кВ технически допустимо и безопасно с электрической точки зрения. Однако, это экономически нецелесообразно, так как кабель на более высокое напряжение имеет большую стоимость и наружный диаметр, что усложняет монтаж. Обратная замена (кабель 10 кВ в сети 20 кВ) категорически запрещена.

Вопрос: Что означает индекс (В) в маркировке «нг(В)» и чем он отличается от «нг(А)»?

Ответ: Индекс (А), (В), (С) обозначает категорию по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332-3). Категория (А) – наивысшая, предъявляет самые строгие требования (горение не распространяется при испытании с самой высокой тепловой мощностью пламени). Категория (В) – средняя, (С) – менее строгая. Для большинства внутренних электроустановок зданий согласно СП 6.13130 требуется применение кабелей категории не ниже (В). Кабели с индексом (А) используются на особо ответственных объектах с высокой плотностью прокладки кабелей (АЭС, крупные ТЭЦ, метрополитен).

Вопрос: Обязательно ли заземлять экран (оплетку) кабеля 20 кВ? И с двух сторон, или с одной?

Ответ: Да, экран (металлическая оболочка) силового кабеля на напряжение 6 кВ и выше подлежит обязательному заземлению. Это требуется для безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), обеспечения нормальной работы релейной защиты и симметрии электрического поля. Согласно ПУЭ (п. 1.7.83, гл. 3.1), заземление должно выполняться с обоих концов кабеля. В исключительных случаях, для кабелей с односторонним питанием и небольшой длиной, допускается заземление с одной стороны, но это требует специального обоснования и мер по защите от наведения напряжения на втором конце.

Вопрос: Каков срок службы кабеля АПвВнг(В)-LS 20 кВ и от чего он зависит?

Ответ: Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный (потенциальный) срок службы при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствии перегрузок достигает 30 лет и более. На долговечность негативно влияют: длительные перегрузки по току, работа в условиях повышенной температуры окружающей среды (выше +50°C), механические повреждения, вибрация, воздействие агрессивных сред (кислот, щелочей, масел), неправильный монтаж муфт и концевых заделок.

Вопрос: Как определить необходимое сечение жил для конкретного объекта?

Ответ: Выбор сечения производится на основе расчета по следующим критериям (в порядке приоритета по ПУЭ):
1. По допустимому длительному току (нагреву). Токовая нагрузка объекта не должна превышать значений из таблиц ПУЭ для выбранного способа прокладки с поправками на температуру среды и количество совместно проложенных кабелей.
2. По потере напряжения. Особенно важно для протяженных линий. Потеря напряжения от шин РУ до конечного потребителя не должна превышать установленных норм (например, 5% для внутренних сетей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ). Сечение должно быть таким, чтобы при прохождении расчетного тока КЗ в течение времени срабатывания защиты, температура жилы не превысила допустимую +250°C.
4. По экономической плотности тока. Для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки.
Расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.

Вопрос: Какие муфты и концевая арматура применяются для монтажа этого кабеля?

Ответ: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 20 кВ применяется специализированная арматура:
Соединительные муфты – для соединения двух отрезков кабеля. Тип: стопорные или соединительные, изоляция – литая эпоксидная или термоусаживаемые комплекты.
Концевые муфты (заделки) – для подключения кабеля к шинам РУ, трансформаторам или аппаратам. Типы: наружной установки (КНВ) или внутренней (КНВ(и)), также на основе термоусаживаемых или холодноусаживаемых элементов.
Концевые заделки с полимерным изолятором – современный и компактный вариант для КРУ.
Важно: Все элементы арматуры должны быть рассчитаны на напряжение 20 кВ и соответствовать типу изоляции кабеля (XLPE). Монтаж должен производиться обученным персоналом с соблюдением технологии производителя муфт.