Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКВнг(А)-6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвКВнг(А) 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном из медных проволок и защитным покровом, не распространяющим горение по категории А. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Он является современной, надежной и экономичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в распределительных сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКВнг(А) 6 кВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• К – экран по изоляции жилы из медных проволок (концентрических).
• В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• нг(А) – исполнение, не распространяющее горение по категории А (наивысшая пожарная безопасность при групповой прокладке).
• 6 кВ – номинальное напряжение сети.

Конструкция кабеля АПвКВнг(А) 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и пожарную безопасность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА) по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (секторными или круглыми) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторными или круглыми) для сечений от 120 мм². Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства, уменьшая общий диаметр кабеля.

2. Экран по жиле (полупроводящий)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой, выполняемый из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу повышенные термические и механические свойства. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура в режиме перегрузки может достигать +130°C. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (для 6 кВ обычно 3,0-3,4 мм).

4. Экран по изоляции (полупроводящий)

Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции для выравнивания электрического поля и обеспечения гладкого контакта с металлическим экраном.

5. Металлический экран

Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Может также выполняться в виде медной ленты, но проволочный экран предпочтительнее для кабелей, подверженных изгибам, так как он более гибкий. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции, использование в качестве заземляющего проводника.

6. Поясная изоляция

Выполняется из полупроводящих или изолирующих лент. Служит для фиксации металлического экрана и предотвращения его контакта с оболочкой.

7. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката пониженной горючести. Пластикат имеет специальный состав, обеспечивающий нераспространение горения при групповой прокладке по категории «нг(А)». Оболочка защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает требуемые пожарные характеристики.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 6/10 кВ (между жилой и землей/между жилами). Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 15 кВ в течение 10 минут. Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C. Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.

Минимальный радиус изгиба при прокладке

• Для одножильных кабелей: 15 наружных диаметров.
• Для многожильных кабелей: 7.5 наружных диаметров.

Строительная длина

Рекомендуемая строительная длина составляет не менее 250 метров. Допускаются отрезки не менее 100 метров, составляющие не более 10% от общей партии.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвКВнг(А) 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Широко применяется в следующих сферах:

• Распределительные сети 6 кВ (воздушные линии, перекладка в грунт, туннели).
• Питание мощных электродвигателей на промышленных предприятиях (насосные, компрессорные станции).
• Прокладка в кабельных сооружениях (лотках, эстакадах, галереях, блоках) совместно с другими кабелями.
• Прокладка в помещениях, включая производственные цеха и электростанции, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.

Условия эксплуатации: Прокладка без предварительного подогрева возможна при температуре не ниже -15°C. Допустимая температура эксплуатации от -50°C до +50°C. Относительная влажность воздуха при температуре до +35°C может достигать 98%. Кабель может прокладываться в земле (в траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и при условии дополнительной защиты от механических повреждений (например, с помощью плит или защитных труб).

Таблица основных сечений и массо-габаритных показателей (пример для трехжильного исполнения)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм (прибл.)	Масса 1 км кабеля, кг (прибл.)	Максимальный ток нагрузки (в земле), А*
3×50	45	2500	190
3×70	49	3100	235
3×95	53	3800	285
3×120	57	4500	325
3×150	62	5400	375
3×185	66	6300	425
3×240	72	7700	500

*Значения приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт. Точные значения определяются расчетом для конкретных условий.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей 6 кВ

Преимущества перед кабелями с бумажной изоляцией (АСБ, АСБл):

• Высокая влагостойкость: Отсутствие гигроскопичной бумажной изоляции исключает необходимость герметизации концов и ограничений по перепаду высот при трассировке.
• Большая допустимая температура: +90°C против +70-80°C, что позволяет увеличить пропускную способность.
• Меньший вес и радиус изгиба: Облегчает транспортировку и монтаж.
• Упрощенный монтаж и обслуживание: Не требуется контроль уровня масла или мастики, проще подготовка концов для монтажа соединительных и концевых муфт.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.

Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляции:

• Более высокие диэлектрические и температурные характеристики. Сшитый полиэтилен — материал для изоляции среднего напряжения, в то время как ПВХ используется преимущественно на низкое напряжение (до 1 кВ).

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (надрезы, задиры): Требует аккуратного обращения при монтаже.
• Чувствительность к частичным разрядам: Некачественная установка муфт или повреждение экрана может привести к развитию «древесных» разрядов и постепенному выходу кабеля из строя.
• Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-пропитанными кабелями на начальном этапе, но часто более низкая стоимость жизненного цикла.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвКВнг(А) 6 кВ требует соблюдения ряда правил:

1. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В).
2. Следует строго соблюдать минимальный радиус изгиба.
3. При прокладке в траншеях необходима песчаная подушка и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой.
4. Для соединения и оконцевания используются специальные муфты (соединительные и концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6 кВ. Технология монтажа включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, установку заземления экрана.
5. Металлические экраны всех трех жил должны быть надежно соединены и заземлены с двух концов линии для обеспечения нормального протекания токов утечки и безопасности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКВнг(А) от АПвПг(А)?

Основное отличие в конструкции металлического экрана. В кабеле АПвКВнг(А) экран выполнен из медных проволок (К), что обеспечивает лучшую гибкость и удобство при монтаже муфт. В кабеле АПвПг(А) экран выполнен в виде одной или двух медных лент (П), наложенных продольно с перекрытием. Проволочный экран предпочтительнее для линий со сложной трассировкой.

Можно ли прокладывать кабель АПвКВнг(А) 6 кВ в земле (траншее) без защиты?

Прокладка в земле допускается, но согласно ПУЭ (Глава 2.3), кабели напряжением выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений (броней или защитными покрытиями). АПвКВнг(А) не имеет брони, поэтому при прокладке в траншеях без труб его необходимо защитить сверху кирпичом или железобетонными плитами по всей длине. Более надежным решением для прокладки в земле является бронированный вариант кабеля — АПвБбШв.

Что означает индекс «нг(А)» и в чем его важность?

Индекс «нг(А)» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А. Это наивысший уровень пожарной безопасности по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Кабель, испытанный по этой категории, гарантирует, что при горении в пучке (вертикально) пламя не распространится выше, и огонь не перекинется на соседние конструкции. Это критически важно для прокладки в кабельных сооружениях, тоннелях и на электростанциях.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКВнг(А) 6 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры окружающей среды и количества работающих кабелей вплотную. Используются таблицы ПУЭ или расчетные методы. 2) По потере напряжения (для протяженных линий). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.

Требуется ли дополнительное заземление, кроме экрана?

Металлический экран (оплетка) является основным элементом, подлежащим заземлению. Он должен быть надежно соединен и заземлен с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала (снятие потенциала), защиты от электромагнитных помех и обеспечения пути для токов утечки. Отдельный заземляющий проводник, как правило, не требуется, так как медная оплетка имеет достаточное сечение для токов короткого замыкания.

Каков срок службы кабеля АПвКВнг(А) 6 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть значительно больше и определяется качеством монтажа, отсутствием внешних повреждений и стабильностью параметров сети.

Заключение

Кабель АПвКВнг(А) 6 кВ является современным, технологичным и надежным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества — высокая электрическая прочность, отличные температурные характеристики, удобство монтажа и соответствие строгим требованиям пожарной безопасности при групповой прокладке. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и качественный монтаж муфт являются залогом долговечной и бесперебойной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 6 кВ данный тип кабеля следует рассматривать как один из основных вариантов.