Кабель АПвКШвнг(А) 95 мм
Кабель АПвКШвнг(А) 95 мм²: полный технический обзор и сфера применения
Кабель АПвКШвнг(А) 95 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медной проволоки, с защитным шлангом из поливинилхлорида пониженной горючести. Данный тип кабельной продукции предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 30 и 35 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)-95
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- Пв – материал изоляции жил: сшитый полиэтилен (ПВС/XLPE) с применением технологии вулканизации.
- К – наличие экрана поверх изолированных жил (обозначает «контрольный», но в контексте высоковольтных кабелей трактуется как экран из медных проволок).
- Шв – тип защитного шланга (оболочки): шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката, впрессованный поверх экрана.
- нг(А) – индекс пониженной горючести: не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгая категория, означающая, что кабель не распространяет горение при испытании в пучке с высоким тепловым воздействием).
- 95 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
- Магистральные линии в распределительных сетях 6-35 кВ.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
- Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, каналах, эстакадах, галереях, по стенам зданий.
- Прокладка в производственных помещениях, в том числе с условиями повышенной пожарной опасности.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (например, плитами или в трубах). Важно: При прямом заглублении в грунт необходима дополнительная защита от коррозии и грызунов, которую ПВХ-оболочка может не обеспечить в полной мере. Чаще для этого используют кабели с бронепокровом (АПвБШв).
- Экономическая эффективность: Использование алюминия вместо меди снижает стоимость кабеля и его вес, что важно для протяженных линий.
- Высокие эксплуатационные характеристики изоляции: Сшитый полиэтилен обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру и токовую нагрузку по сравнению с бумажно-масляной изоляцией или изоляцией из ПВХ.
- Пожарная безопасность: Соответствие категории «нг(А)» и отсутствие горючих масел в конструкции.
- Простота монтажа и обслуживания: Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с системой подпитки маслом, как у маслонаполненных кабелей.
- Высокая стойкость к термоокислительному старению.
- Относительно низкая стойкость к механическим повреждениям: Отсутствие бронепокрова делает кабель уязвимым при прокладке в земле без дополнительной защиты.
- Чувствительность к деформациям и изгибам: Требует соблюдения минимального радиуса изгиба, особенно при низких температурах.
- Гидрофобность восстановления: При повреждении оболочки и попадании влаги в область изоляции, сшитый полиэтилен, в отличие от бумажно-масляной изоляции, не обладает свойством «залечивания» дефекта, что требует тщательного контроля герметичности муфт и концевых заделок.
Конструкция кабеля АПвКШвнг(А) 95 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Жила выполняется из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 95 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Конструкция жилы может быть секторной (сегментной) для трехжильных кабелей, что позволяет оптимизировать общий диаметр кабеля и снизить расход материалов.
2. Экранирование жилы (полупроводящий слой)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирование жилы). Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации полиэтилена, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это придает изоляции исключительные свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), высокие диэлектрические и механические характеристики, стойкость к термоокислительному старению. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения.
4. Экранирование изоляции (полупроводящий слой)
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экранированием жилы, создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции.
5. Поясная изоляция и экран
В трехжильных кабелях поверх всех трех изолированных и экранированных жил обычно накладывается поясная изоляция из полупроводящей ленты. Далее следует основной экран (заземляемый) в виде медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной ленты. В маркировке АПвКШвнг(А) буква «К» указывает на экран из медных проволок. Этот экран выполняет несколько функций: служит для симметрирования электрического поля, отвода емкостных токов, а также является элементом системы защиты (путь для тока короткого замыкания).
6. Заполнитель и разделительный слой
Между экраном и внешней оболочкой могут находиться заполнители из ПВХ-пластиката пониженной горючести или нетканых материалов, а также подушка (разделительный слой) из полимерной ленты.
7. Защитная оболочка (шланг)
Внешняя оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ нг). Индекс «нг(А)» подтверждает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение. Оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, влаге и ультрафиолетовому излучению (в зависимости от состава композиции).
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное сечение жилы | 95 мм² |
| Количество и форма жил | 1, 3 (секторные или круглые) |
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10(12) кВ, 8,7/15(17,5) кВ, 12/20(24) кВ, 18/30(36) кВ, 21/35(40,5) кВ |
| Частота | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C (не более 100 часов в год, 8 часов максимум за сутки) |
| Температура при коротком замыкании | +250°C (максимальная продолжительность 5 секунд) |
| Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил) |
| Строительная длина | Не менее 200 м (может варьироваться по согласованию) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | Для кабеля 10 кВ: 30 кВ (на частоте 49-61 Гц) в течение 10 мин. |
| Параметр | Значение (при +20°C) |
|---|---|
| Электрическое сопротивление постоянному току 1 км жилы, не более | 0,320 Ом (для алюминиевой жилы класса 2) |
| Активное сопротивление 1 км жилы при +90°C, не более | ~0,393 Ом (с учетом температурного коэффициента) |
| Емкость жилы относительно экрана для кабеля 10 кВ | Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км (зависит от конструкции) |
| Индуктивное сопротивление | ~0,1-0,15 Ом/км (зависит от взаимного расположения жил) |
Сфера применения и условия прокладки
Кабель АПвКШвнг(А) 95 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные области применения:
Благодаря индексу «нг(А)» кабель допускается к групповой прокладке в пучках без ограничений по горючести, что критически важно для современных кабельных трасс с высокой плотностью размещения.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки/Ограничения:
Сравнение с кабелем АПвПуг 95 мм²
Часто возникает вопрос отличий от марки АПвПуг. Ключевое различие – в конструкции внешней защиты. АПвПуг имеет герметизированную оболочку из полиэтилена (П) и защитный покров в виде усиленной ленточной брони (г). Такой кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) и обеспечивает лучшую защиту от механических воздействий и коррозии, но полиэтиленовая оболочка поддерживает горение. Кабель АПвКШвнг(А) с ПВХ-оболочкой пониженной горючести предпочтителен для внутренней и групповой прокладки в помещениях и кабельных сооружениях, где на первый план выходит пожарная безопасность.
Расчет допустимого тока нагрузки
Допустимый длительный ток нагрузки для кабеля АПвКШвнг(А) 95 мм² зависит от множества факторов: числа жил, номинального напряжения, способа прокладки (в воздухе, в земле, количество кабелей в пучке), температуры окружающей среды, глубины заложения в землю и теплопроводности грунта. Точные значения приведены в ПУЭ (Правила устройства электроустановок), глава 1.3. Приведем ориентировочные значения для наиболее распространенных условий.
| Способ прокладки | Токовая нагрузка, А (при температуре земли +25°C или воздуха +25°C) | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (в траншее), один кабель | ~215 – 230 А | Зависит от удельного теплового сопротивления грунта (1-2 К·м/Вт). |
| В воздухе (на открытом воздухе, в помещении), один кабель | ~200 – 210 А | При температуре воздуха +25°C. |
| В воздухе, групповая прокладка (в пучке) | Снижается на 10-30% | Требуется применение понижающих коэффициентов согласно ПУЭ, табл. 1.3.26. |
Важно: Для точного расчета необходимо учитывать все поправочные коэффициенты, особенно при групповой прокладке или при температурах окружающей среды, отличных от нормативных.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Можно ли прокладывать кабель АПвКШвнг(А) 95 мм² непосредственно в земле (траншее)?
Да, можно, но с серьезными оговорками. ПВХ-оболочка данного кабеля не является бронепокровом и не предназначена для противостояния активным механическим воздействиям (лопата, камни, грызуны). Прокладка в земле допускается только при условии защиты кабеля от механических повреждений: укладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, защита кирпичом или специальными плитами. Для прямого заглубления без дополнительной защиты рекомендуется использовать кабели с броней, например, АПвБШв или АПвПуг.
Вопрос 2: В чем принципиальная разница между изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв) и бумажно-масляной изоляцией?
Бумажно-масляная изоляция требует сложной системы поддержания давления и подпитки маслом, имеет более низкую допустимую рабочую температуру (обычно +70°C), склонна к старению и требует специальных мер при монтаже на вертикальных участках. Изоляция из сшитого полиэтилена – сухая, не требует систем подпитки, допускает нагрев до +90°C, что позволяет пропускать больший ток через то же сечение жилы, обладает высокой стойкостью к старению и более проста в монтаже и эксплуатации.
Вопрос 3: Что означает индекс «(А)» в маркировке «нг(А)» и чем он отличается от «нг(В)» или просто «нг»?
Индекс в скобках указывает категорию испытания на нераспространение горения при групповой прокладке. Категория «(А)» – наивысшая. Кабель, испытанный по категории А, не распространяет горение при прокладке в пучке с самым высоким тепловым воздействием (мощность пламени горелки 1,7 кВт/м). Категории «(В)», «(С)», «(D)» соответствуют меньшим тепловым воздействиям. Маркировка просто «нг» (без буквы) считается устаревшей и по современным стандартам (ГОСТ 31565, ГОСТ 53315) должна быть заменена на указание конкретной категории. Кабель «нг(А)» пригоден для прокладки в любых условиях по плотности трасс.
Вопрос 4: Как правильно выбрать сечение 95 мм²? На какой ток и мощность он рассчитан?
Сечение выбирается по расчетному току нагрузки с учетом способа прокладки и условий охлаждения, а также проверяется на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Для ориентировки: при напряжении 10 кВ и токе нагрузки 200 А полная передаваемая мощность составляет около √3 10 200 ≈ 3460 кВА. Однако окончательный выбор сечения должен производиться на основе проектного расчета в соответствии с ПУЭ.
Вопрос 5: Требуется ли для монтажа кабеля АПвКШвнг(А) специальное оборудование для оконцевания?
Да, для монтажа концевых и соединительных муфт требуется специальное оборудование и квалифицированный персонал. Технология разделки кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов, установку экрана. Неправильный монтаж может привести к концентрации электрических напряжений и выходу кабельной линии из строя.
Вопрос 6: Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет, что подтверждается опытом эксплуатации сетей с изоляцией из сшитого полиэтилена, внедренной в 70-80-х годах XX века.
Заключение
Кабель АПвКШвнг(А) 95 мм² является современным, надежным и экономически обоснованным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения (6-35 кВ). Его ключевые преимущества – сочетание алюминиевых жил, обеспечивающих экономию, изоляции из сшитого полиэтилена с высокими эксплуатационными характеристиками и оболочки, соответствующей высшей категории пожарной безопасности «нг(А)». Правильный выбор данного кабеля для проектов внутренней или групповой прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях, а также его грамотный монтаж и эксплуатация гарантируют долговечную и безопасную работу энергетической инфраструктуры.