Кабель АПвБВнг(А)-LS 35 кВ
Кабель силовой АПвБВнг(А)-LS 35 кВ: конструкция, характеристики и область применения
Кабель АПвБВнг(А)-LS 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на номинальное напряжение 35 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях переменного напряжения частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, пожарную безопасность и длительный срок службы в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки кабеля является ключом к пониманию его свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; нг(А) – нераспространяющий горение по категории А; LS – Low Smoke, пониженное дымовыделение при горении.
Конструктивные элементы кабеля АПвБВнг(А)-LS 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим элементы конструкции от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила может быть секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочной для больших сечений, что обеспечивает необходимую гибкость.
2. Экран на жиле (полупроводящей слой)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный экран из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает выдающимися характеристиками: высокими электрической прочностью и рабочими температурами (до 90°C в длительном режиме, до 130°C в режиме перегрузки, до 250°C при коротком замыкании), стойкостью к термодеструкции и влаге. Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 31996-2012) и зависит от номинального напряжения.
4. Экран на изоляции (полупроводящей слой)
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный экран из полупроводящего материала. Он предназначен для симметрирования электрического поля и заключения его внутри изоляционного слоя.
5. Поясная изоляция
В трехжильных кабелях поверх каждого изолированного и экранированного сердечника (фазы) накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полупроводящей бумаги или ленты. Она служит для выравнивания поля в межфазном пространстве.
6. Медные экраны
Каждая жила экранирована медной лентой или оплеткой (в соответствии с конструкцией). Основные функции экранов: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов утечки и, что критически важно, в качестве пути для тока короткого замыкания в системах с эффективно заземленной нейтралью.
7. Заполнитель и поясная оболочка
Пространство между экранированными жилами заполняется негорючим эластичным материалом (например, резиновой смесью или ПВХ-пластикатом). Это придает кабелю круглую форму и механическую стабильность. Поверх заполнения может накладываться поясная оболочка из ПВХ или полиэтилена.
8. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке и эксплуатации. Оцинковка предотвращает коррозию.
9. Наружная оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с индексами «нг(А)-LS». Это означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткие условия испытаний) и выделяет пониженное количество дыма и газа (Low Smoke) при воздействии пламени. Оболочка защищает броню от коррозии и внешних воздействий.
Основные технические характеристики
Характеристики кабеля АПвБВнг(А)-LS 35 кВ регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ» (для общих требований к кабелям с ПВХ оболочкой) и ТУ 16.К71-335-2004 или более новыми. Ключевые параметры представлены в таблицах.
Таблица 1. Электрические и температурные характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20.5 / 35 | U0 – напряжение между жилой и землей/экраном |
| Частота, Гц | 50 | |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | 90 | Длительный режим |
| Допустимая температура жилы при перегрузке, °C | 130 | Продолжительность до 8 ч в сутки, не более 1000 ч за срок службы |
| Максимальная температура при КЗ, °C | 250 | Продолжительность до 5 с |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 | |
| Температура эксплуатации, °C | от -50 до +50 | |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 1000 | При температуре 20°C |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 65 | Продолжительность 10 мин после прокладки |
Таблица 2. Пожаробезопасные характеристики оболочки (нг(А)-LS)
| Параметр | Норма по ГОСТ 31565-2012 (категория П1б.8.2.2.2) | Пояснение |
|---|---|---|
| Распространение горения при групповой прокладке | Категория А | Испытание в лотке с самой высокой тепловой нагрузкой. Горение не распространяется. |
| Кислородный индекс, % | Не менее 30 | Минимальная концентрация кислорода, при которой возможно горение. |
| Дымообразование | Коэффициент светопропускания не менее 50% | Пониженное дымовыделение (Low Smoke). |
| Выделение коррозионно-активных газов (газовыделение) | Значение pH не менее 4,3; проводимость не более 10 мкСм/мм; потеря массы не более 40% | Пониженная коррозионная активность продуктов горения. |
| Токсичность продуктов горения | Индекс токсичности более 40 | Относится к классу малоопасных. |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвБВнг(А)-LS 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и оболочке с улучшенными пожарными свойствами, его применение оптимально в следующих условиях:
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих нагрузок и агрессивности грунта, не опасной для материалов брони и оболочки. Требуется защита от механических повреждений (кирпич, плиты) при прокладке на глубине менее 1 м.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, этажах распределительных устройств, производственных помещениях.
- Прокладка в помещениях и на объектах с массовым пребыванием людей (вокзалы, торговые центры, метро, аэропорты), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (низкое дымовыделение и отсутствие распространения огня).
- Прокладка на электростанциях и промышленных предприятиях.
- Не рекомендуется для прокладки в блоках, трубах, в воде, а также в грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты.
- Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C).
- Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Проще монтаж муфт и концевых заделок.
- Не требуется контроль уровня маслопропитки.
- Пожаробезопасность (оболочка нг(А)-LS).
- Более высокие электрические характеристики и стойкость к тепловому старению.
- Лучшие диэлектрические потери.
- Более высокая чувствительность к механическим повреждениям изоляции при транспортировке и монтаже по сравнению с бумажной изоляцией (требуется аккуратность).
- Чувствительность к точечным воздействиям (удары, зажимы) – риск возникновения деревьев старения.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с АСБл, но часто экономически оправдана за счет упрощения монтажа и эксплуатации.
- Радиус изгиба при прокладке: не менее 20 наружных диаметров кабеля для одножильных и 15 для трехжильных в броне.
- При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и засыпку, а также сигнальную ленту.
- Концевые заделки и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 20.5/35 кВ.
- Обязательно заземление медных экранов и брони с двух концов кабельной линии. В линиях большой длины может применяться поперечное заземление экранов.
- Перед включением под напряжение после монтажа кабельная линия должна быть испытана повышенным напряжением переменного тока 65 кВ в течение 10 минут.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, ЦАСБл):
Преимущества перед кабелем в ПВХ изоляции на 35 кВ:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвБВнг(А)-LS и АПвПуг?
Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвПуг оболочка выполнена из полиэтилена, который обладает отличными влагозащитными свойствами, но горит с выделением большого количества тепла и капель. Кабель АПвБВнг(А)-LS имеет оболочку из ПВХ пониженной пожарной опасности, что делает его применимым внутри помещений и в коллекторах. АПвПуг чаще используется для прокладки исключительно в земле (траншеях).
Можно ли прокладывать кабель АПвБВнг(А)-LS открыто по фасаду здания?
Прямая прокладка по фасадам не рекомендуется без дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения, так как ПВХ оболочка подвержена фотостарению. Для таких целей существуют кабели с УФ-стабилизированной оболочкой (часто обозначаются индексом «нг(А)-HF» или «нг(А)-FR»). Если прокладка неизбежна, необходимо использовать защитные короба или трубы.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, режимов работы (температурных нагрузок, перегрузок), качества монтажа и отсутствия внешних повреждений.
Обязательно ли использовать концевые муфты с заземляющим выводом на экран?
Да, это обязательное требование. Заземление экранов (по концам линии) необходимо для безопасности персонала (снятие потенциала), для обеспечения нормального режима работы кабеля (симметрия поля) и для прохождения тока короткого замыкания в сетях с эффективно заземленной нейтралью.
Чем обусловлено требование по минимальной температуре прокладки без подогрева (-15°C)?
При температурах ниже указанной ПВХ оболочка и изоляция из СПЭ теряют эластичность и становятся хрупкими. При размотке, изгибах и монтаже могут возникнуть микротрещины в изоляции и оболочке, что в дальнейшем приведет к пробою. При необходимости работ в более холодных условиях кабель необходимо предварительно прогреть в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов прогрева.
В чем разница между категориями нераспространения горения «нг(А)» и просто «нг»?
Категория «нг» означает, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Категория «нг(А)» – наиболее строгая, означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке в пучках (испытание проводится в лотке с самой высокой тепловой нагрузкой – категория А по ГОСТ 31565-2012). Для объектов энергетики и инфраструктуры обычно требуется именно категория «нг(А)».
Можно ли использовать этот кабель в туннелях и коллекторах атомных электростанций?
Да, кабель АПвБВнг(А)-LS 35 кВ полностью соответствует требованиям пожарной безопасности для прокладки в кабельных сооружениях АЭС, включая низкое дымовыделение и отсутствие распространения горения при групповой прокладке. Однако окончательный выбор кабеля для конкретного объекта АЭС регламентируется строгими внутренними нормами и проектной документацией.