Кабель АПвКШвнг(А) 3-х жильный на напряжение 3 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвКШвнг(А) представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 3 кВ. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в сложных условиях, включая объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Расшифровка маркировки АПвКШвнг(А) дает полное представление о его устройстве: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция жил из сшитого полиэтина; К – экран из круглых медных проволок поверх каждой жилы; Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести; нг(А) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наивысшие требования).

Конструкция и материалы

Конструкция кабеля АПвКШвнг(А) 3х… 3 кВ является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Жила может быть однопроволочной (для меньших сечений) или многопроволочной.
• Экран по жиле (электропроводящий слой): Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной ленты, или комбинированный. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг изолированной жилы, предотвращая локальные перенапряжения, и служит для пропуска токов утечки и токов однофазного короткого замыкания.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящего или изоляционного материала, обеспечивающая круглую форму готовой скрутки.
• Общий экран (металлическая оплетка): В конструкции кабеля АПвКШвнг(А) поверх поясной изоляции накладывается общий экран в виде медной оплетки. Его основная функция – защита от электромагнитных помех, а также выполнение функций защитного проводника (PE) в схемах заземления.
• Разделительный слой: Представляет собой обмотку из полимерной пленки или аналогичного материала, предотвращающую адгезию оболочки к экрану.
• Наружная оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ нг). Оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам и, что критически важно, соответствует требованиям нераспространения горения при групповой прокладке по высшей категории А.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвКШвнг(А) 3 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Распределительные сети напряжением 3 кВ (3000 В) переменного тока частотой 50 Гц.
• Питание мощного электрооборудования на промышленных предприятиях (насосы, вентиляторы, компрессоры).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в производственных помещениях, на специально оборудованных кабельных этажах и по стенам.
• Объекты с массовой прокладкой кабелей: ТЭЦ, АЭС, метрополитен, крупные торговые центры, где предъявляются жесткие требования к пожарной безопасности (категория нг(А)).

Эксплуатационные параметры и ограничения:

• Номинальное напряжение: 3 кВ (3000 Вольт).
• Температурный режим: Длительно допустимая температура нагрева жил +90°C. Максимальная температура при коротком замыкании (продолжительностью не более 5 сек) +250°C.
• Минимальная температура прокладки: Без предварительного подогрева -15°C.
• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
• Условия прокладки: Допускается прокладка в сырых помещениях, а также в помещениях с повышенной влажностью. Прокладка в земле (траншеях) не рекомендуется без дополнительных мер защиты (например, в ПНД-трубах), так как оболочка из ПВХ нг не предназначена для длительного прямого контакта с грунтовыми водами и агрессивными почвами.

Технические характеристики и таблица сечений

Основные электрические и механические параметры кабеля АПвКШвнг(А) регламентируются техническими условиями завода-изготовителя, разработанными на основе ГОСТ 18410-73 (на кабели с пластмассовой изоляцией) и стандартов МЭК. Ключевые характеристики включают электрическое сопротивление жил, сопротивление изоляции, емкость, индуктивность.

Таблица 1. Примерный перечень сечений и массо-габаритные показатели кабеля АПвКШвнг(А) 3 кВ.

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизит.)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизит.)	Допустимый длительный ток нагрузки (в воздухе), А*
3х16	30-35	1100-1300	95-105
3х25	35-40	1500-1700	125-135
3х35	38-43	1800-2000	155-165
3х50	42-48	2300-2600	190-200
3х70	47-53	3000-3400	235-250
3х95	52-58	3800-4300	285-300
3х120	56-63	4600-5200	330-345
3х150	61-68	5600-6300	375-390
3х185	66-74	6800-7600	425-445
3х240	73-81	8600-9600	495-520

• Точные значения токовой нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (температура окружающей среды, количество кабелей в пучке, способ прокладки) и должны определяться по актуальным расчетным таблицам ПУЭ 7 изд. или методикам производителя.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение кабеля АПвКШвнг(А) с другими типами кабелей на 3 кВ, такими как АВВГ или СБШв, позволяет четко определить его нишу.

Преимущества:

• Пожарная безопасность: Исполнение нг(А) – главное преимущество. Кабель не распространяет горение при групповой прокладке, что критически важно для объектов с массовой прокладкой кабельных трасс.
• Надежность изоляции: Сшитый полиэтилен (XLPE) сохраняет эластичность в широком температурном диапазоне, обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.
• Наличие экранов: Индивидуальные и общий экраны обеспечивают симметричность электрического поля, защищают от внешних помех и делают кабель пригодным для использования в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.
• Относительная легкость: По сравнению со свинцовыми бронированными кабелями (АСБл) кабель АПвКШвнг(А) значительно легче и проще в монтаже.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Кабель не имеет металлической брони, что делает его уязвимым к механическим повреждениям (удары, сдавливание, грызуны). Не предназначен для прямой прокладки в земле без защитных коробов или труб.
• Стоимость: Выше, чем у кабелей с ПВХ-изоляцией (например, АВВГ) ввиду более сложной конструкции и использования сшитого полиэтилена.
• Чувствительность к ультрафиолету: ПВХ оболочка требует защиты от прямого солнечного излучения при прокладке на открытом воздухе.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвКШвнг(А) требует соблюдения ряда правил. При прокладке группой необходимо учитывать снижающие коэффициенты для токовой нагрузки. Крепление кабеля должно осуществляться с помощью негорющих хомутов или лотков. При проходе через стены и перекрытия обязательна герметизация огнестойкими материалами для сохранения предела огнестойкости конструкции.

Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые) на 3 кВ, рассчитанные на работу с экранированными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Критически важно обеспечить качественную заделку экранов: их необходимо соединить между собой и надежно заземлить. Для снятия изоляции и экрана применяются специализированные инструменты, предотвращающие повреждение основной изоляции жилы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвКШвнг(А) от АПвКШпнг(А)?

Отличие заключается в материале внешней оболочки. В маркировке АПвКШвнг(А) буква «В» означает оболочку из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. В маркировке АПвКШпнг(А) буква «П» означает оболочку из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими диэлектрическими и механическими свойствами, более стойка к влаге и агрессивным средам, но, как правило, имеет более низкие показатели по огнестойкости и нераспространению горения, хотя исполнение «нг(А)» также достигается за счет специальных добавок.

Можно ли использовать кабель АПвКШвнг(А) для прокладки в земле (траншее)?

Прямая прокладка в земле не рекомендуется производителем. ПВХ оболочка не обладает достаточной стойкостью к длительному воздействию грунтовых вод, химически агрессивных сред и механическому давлению грунтов. Для подземной прокладки следует выбирать бронированные кабели (например, АПвБбШв или АПвПуг) либо прокладывать АПвКШвнг(А) в защитных трубах (ПНД, металлических) или коробах, обеспечивающих механическую защиту и отвод воды.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвКШвнг(А) на 3 кВ?

Выбор сечения осуществляется в два этапа. Первый – по допустимому длительному току нагрузки с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, групповую прокладку). Второй – проверка по потере напряжения, особенно на длинных линиях. Исходными данными являются мощность подключаемого оборудования, напряжение, длина трассы, способ прокладки и количество параллельных кабельных линий. Окончательный расчет должен выполняться по нормам ПУЭ гл. 1.3.

Требуется ли дополнительное заземление экранов кабеля?

Да, это обязательное требование. Медные экраны (индивидуальные по жилам и общий) должны быть надежно соединены и заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность при повреждении изоляции (отвод токов короткого замыкания), снижает уровень электромагнитных помех и предотвращает появление на экране опасного потенциала.

Каков срок службы кабеля АПвКШвнг(А) и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, стабильности напряжения, отсутствия механических повреждений, коррозионной агрессивности среды. Критически важно, чтобы кабель эксплуатировался в рамках своих технических характеристик, указанных в паспорте.

В чем разница между исполнениями нг, нг(А), нг(В) и т.д.?

Обозначения относятся к категориям нераспространения горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3 (серия испытаний на вертикальном пучке кабелей):

• нг – не распространяет горение при одиночной прокладке.
• нг(А) – наивысшая категория, не распространяет горение при групповой прокладке в условиях самого жесткого испытания (большая мощность пламени горелки).
• нг(В), нг(С), нг(D) – категории с последовательно снижающимися требованиями по объему горючего материала (соответственно, количеству кабелей в пучке) при испытании. Кабель нг(А) удовлетворяет всем более низким категориям.

Заключение

Кабель АПвКШвнг(А) 3х… 3 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения на промышленных и гражданских объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и двойном экранировании, обеспечивает высокие электрические характеристики и стабильность работы. Применение алюминиевых жил делает его экономически эффективным для проектов с большими длинами линий. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа и эксплуатации, а также использование совместимой кабельной арматуры являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы.