Кабель АПвКШвнг(А) 120 мм
Кабель АПвКШвнг(А) 120 мм²: полный технический обзор и область применения
Кабель АПвКШвнг(А) 120 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности.
Расшифровка маркировки АПвКШвнг(А) 120 мм²
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- Пв – материал изоляции жил: сшитый полиэтилен (ПВС/XLPE) с вулканизацией пероксидным способом.
- К – наличие экрана поверх изолированных жил: экран из медных проволок.
- Шв – тип защитного покрова (оболочки): защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката.
- нг(А) – индекс пожарной безопасности: не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наивысшая требовательность по нераспространению горения).
- 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Повышенная стойкость к тепловому старению и перегрузкам (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C).
- Высокая стойкость к коротким замыканиям (до +250°C).
- Отличные диэлектрические характеристики и низкие диэлектрические потери.
- Стойкость к влаге и трекингу.
- Распределительные сети 6-20 кВ: Вводы на подстанции, межподстанционные связи, питание районных трансформаторов.
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, распределение энергии по цехам.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
- Коммерческая и многоэтажная жилая застройка: Для вертикальной и горизонтальной разводки в этажных распределительных щитах.
- Взрыво- и пожароопасные зоны (при соблюдении дополнительных условий ПУЭ): Благодаря наличию экрана и оболочки «нг(А)».
- В кабельных сооружениях: В туннелях, галереях, эстакадах, кабельных этажах и двойных полах. Групповая прокладка разрешена благодаря индексу «нг(А)».
- В помещениях: В производственных цехах, технических этажах, подвалах.
- На специальных кабельных конструкциях: По стенам, колоннам, фермам.
- Прокладка в земле (траншеях) НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ стандартной модификацией АПвКШвнг(А), так как оболочка из ПВХ-нг не предназначена для длительного контакта с грунтом и агрессивными почвенными водами. Для прокладки в земле необходимо применять кабели с бронепокровом (например, АПвБШв или АПвПг).
- Более низкая допустимая температура эксплуатации (+70°C).
- Меньшая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
- Меньший срок службы (25-30 лет против 40+ у АПв).
- Более низкая стоимость.
- Вывод: АПвКШвнг(А) предпочтительнее для ответственных объектов, линий с высокой нагрузкой и где важен длительный срок службы.
- Оболочка из полиэтилена обеспечивает лучшую защиту от влаги и может использоваться для прокладки в земле (в траншеях).
- Однако полиэтилен горюч, поэтому кабель АПвПг не имеет индекса «нг» и его групповая прокладка в помещениях и кабельных сооружениях строго ограничена ПУЭ.
- Вывод: АПвКШвнг(А) – для групповой прокладки внутри зданий и сооружений; АПвПг – преимущественно для одиночной прокладки в земле.
- Медный кабель: Имеет меньшее электрическое сопротивление, более высокую токовую нагрузку (Iдоп ~300 А), большую стойкость к коррозии, лучшую гибкость, но существенно более высокую стоимость и массу.
- Алюминиевый кабель АПвКШвнг(А): Обладает оптимальным соотношением цена/производительность, значительно легче, что облегчает монтаж. Требует более внимательного подхода к соединению и оконцеванию жил для предотвращения окисления.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвКШвнг(А) 120 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, выполняется многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Жила может быть как секторной, так и круглой формы. Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля, уменьшить расход материалов и облегчить монтаж в условиях ограниченного пространства.
2. Изоляция
Каждая жила изолируется слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) изменяет молекулярную структуру полиэтилена, превращая его из термопластичного в термореактивный материал. Это обеспечивает ряд преимуществ:
Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.
3. Поясная изоляция
Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из специальной полупроводящей или изоляционной ленты. Она служит для выравнивания электрического поля и создания ровной цилиндрической поверхности для последующего экранирования.
4. Экранирование
Кабель АПвКШвнг(А) имеет два обязательных экрана:
Экран по жиле: Выполнен в виде полупроводящего слоя (экструдированный или в виде ленты), наложенного поверх изоляции каждой жилы. Он необходим для выравнивания электрического поля и предотвращения локальных перенапряжений.
Общий экран: Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и является элементом системы безопасности — при повреждении основной изоляции он обеспечивает путь для тока короткого замыкания на землю, что приводит к срабатыванию защитных устройств.
5. Заполнение и разделительный слой
Пространство между экранированными жилами заполняется негорючим эластичным материалом (например, резиновой смесью или ПВХ-пластикатом). Это придает кабелю круглую форму и дополнительную механическую стабильность. Поверх заполнения может накладываться разделительный слой из полимерной ленты.
6. Защитная оболочка (шланг)
Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ-нг(А)). Этот материал обеспечивает:
— Механическую защиту от ударов, истирания, агрессивных сред.
— Защиту от проникновения влаги.
— Основные противопожарные свойства: нераспространение горения при групповой прокладке, низкое дымо- и газовыделение, отсутствие галогенов (в модификациях «нг(А)-HF»).
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10, 8.7/15, 12/20 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C | |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Допустимый ток длительной нагрузки (Iдоп) | ~240-260 А | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе) |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км | При температуре +20°C |
| Индуктивное сопротивление | ~0.1 Ом/км | |
| Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.253 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
Механические и климатические параметры
| Параметр | Значение/Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур эксплуатации | от -50°C до +50°C |
| Допустимая температура монтажа без предварительного подогрева | не ниже -15°C |
| Стойкость к тепловому старению | Сохраняет свойства после длительного нагрева при +90°C и циклических нагрузках |
| Стойкость к распространению горения | Группа А по ГОСТ 53315 (наивысшая) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКШвнг(А) 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АВВГнг(А)-10 кВ 120 мм²
Кабель АВВГ имеет изоляцию из ПВХ-пластиката. Его ключевые отличия:
Сравнение с кабелем АПвПг 120 мм²
Кабель АПвПг имеет экран из медных проволок и оболочку из полиэтилена. Его ключевые отличия:
Сравнение с медным аналогом ПвКШвнг(А)-10 кВ 120 мм²
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Соединение и оконцевание: Для соединения алюминиевых жил необходимо использовать специальные кабельные сжимы, предназначенные для алюминия. Места соединений и ответвлений должны быть заизолированы с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт, соответствующих классу напряжения 10 кВ. Перед монтажом наконечников рекомендуется зачищенные участки жил очистить от оксидной пленки и нанести кварцевазилиновую пасту.
2. Заземление экрана: Медный экран из проволок подлежит обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты. Заземление выполняется с помощью специальных экранозажимов.
3. Учет теплового расширения: При прокладке в замкнутых пространствах и вертикальных шахтах необходимо учитывать возможность теплового линейного расширения алюминиевых жил при нагрузке. Кабель должен быть закреплен с допуском на перемещение или уложен с компенсирующей петлей.
4. Контроль состояния: Перед вводом в эксплуатацию и в процессе обслуживания кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (например, 40 кВ для кабеля 10 кВ) и измерению сопротивления изоляции.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: Можно ли прокладывать кабель АПвКШвнг(А) 120 мм² в земле (траншее)?
Ответ: Нет, стандартная модификация с оболочкой из ПВХ-нг(А) не предназначена для прямой прокладки в земле. ПВХ-оболочка не обладает достаточной стойкостью к длительному воздействию грунтовых вод, химических веществ в почве и механическим нагрузкам от грунта. Для прокладки в земле необходимо использовать кабели с бронепокровом (например, АПвБШв) или с полиэтиленовой оболочкой, но для последних действуют ограничения по групповой прокладке внутри помещений.
Вопрос: В чем принципиальная разница между индексами «нг(А)» и «нг(А)-HF»?
Ответ: Оба индекса означают, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А. Однако индекс «нг(А)-HF» дополнительно указывает, что при горении и тлении оболочка кабеля не выделяет коррозионно-активные галогенные газы (Halogen Free). Это критически важно для прокладки в помещениях с чувствительной электроникой (серверные, ЦОДы, диспетчерские), так как продукты горения обычного ПВХ могут вызвать коррозию оборудования.
Вопрос: Какой допустимый длительный ток для данного кабеля при прокладке в воздухе?
Ответ: Точное значение зависит от множества факторов: температуры окружающей среды, количества кабелей в пучке, расстояния между ними, способа прокладки (в лотке, на перфорированном полке). Ориентировочно, для одиночного кабеля АПвКШвнг(А) 120 мм² на номинальное напряжение 10 кВ, проложенного в воздухе при температуре +25°C, допустимый длительный ток (Iдоп) составляет примерно 240-260 А. Для точного расчета необходимо руководствоваться актуальными редакциями ПУЭ (Глава 1.3) или использовать специализированные расчетные программы.
Вопрос: Требуется ли для монтажа кабеля 10 кВ специальный инструмент и допуски у персонала?
Ответ: Да, безусловно. Монтаж кабельных линий на напряжение 10 кВ относится к работам с повышенной опасностью. Персонал должен иметь соответствующую квалификационную группу по электробезопасности (не ниже III). Для разделки кабеля и монтажа муфт необходим специальный инструмент (монтажные ножи, стрипперы для снятия экрана, труборезы). Установка соединительных и концевых муфт должна производиться обученными специалистами с соблюдением строгой технологии, предписанной производителем муфт.
Вопрос: Что означает «А» в скобках в маркировке «нг(А)» и есть ли другие варианты?
Ответ: Буква «А» обозначает категорию по нераспространению горения согласно ГОСТ Р 53315 (ГОСТ Р МЭК 60332-3). Категория «А» – наивысшая, означающая, что кабель не распространяет горение при испытании в пучке с самым высоким тепловым воздействием (мощность пламени 20,5 кВт). Существуют также менее строгие категории: B, C, D. Использование кабелей категории «А» обязательно для групповой прокладки в зданиях и сооружениях функциональной пожарной опасности класса Ф1.1, Ф1.2, Ф4.1, а также в метрополитенах и на атомных станциях.
Вопрос: Какой срок службы у кабеля АПвКШвнг(А) 120 мм²?
Ответ: Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) составляет не менее 40 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок службы), качества монтажа (особенно соединений) и воздействия внешних факторов.
Вопрос: Можно ли использовать этот кабель для организации ввода в здание (ВЛИ, СИП)?
Ответ: Нет, кабель АПвКШвнг(А) является кабелем для внутренней и наружной стационарной прокладки по конструкциям, но не предназначен для подвески на опорах воздушных линий (ВЛ). Для ввода от ВЛ к зданию используются специальные самонесущие изолированные провода (СИП) или кабели для прокладки в земле. АПвКШвнг(А) может быть использован внутри вводного распределительного устройства (ВРУ) для дальнейшего распределения.