Кабель АПвП2гнг(А)-HF 150 мм²: полный технический анализ и сфера применения
Кабель АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевыми жилами, броней из двух стальных оцинкованных лент и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6-10 кВ частотой 50 Гц. Его ключевые особенности — высокая пожарная безопасность (категория «нг(А)-HF») и наличие брони, обеспечивающей механическую защиту.
Расшифровка маркировки АПвП2гнг(А)-HF 150 мм²
- А — токопроводящая жила из алюминия.
- Пв — изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
- П — оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- 2г — двойная броня из двух стальных оцинкованных лент.
- нг(А) — не распространяющий горение по категории А. Это означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, что подтверждается испытаниями по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22.
- HF (Halogen Free) — с пониженным дымовыделением и газовыделением (коррозионной активностью) при горении и тлении. Оболочка и изоляция выполнены из материалов, не содержащих галогены (хлор, бром и др.).
- 150 мм² — номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила: Алюминиевая, многопроволочная, секторной или круглой формы, соответствующая классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Сечение 150 мм² является стандартным для сетей среднего напряжения.
- Экран по жиле: Полупроводящий экран (электропроводящий термоусаживаемый или экструдированный полимер) наложенный поверх изоляции каждой жилы. Выравнивает распределение электрического поля и предотвращает микроразряды.
- Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от напряжения (например, для 10 кВ — не менее 3,4 мм). Обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и отличными диэлектрическими свойствами.
- Экран по изоляции: Полупроводящий слой поверх изоляции каждой жилы.
- Нулевая жила (основная): В трехжильных кабелях на 6-10 кВ, как правило, отсутствует. Система экранирования выполняет ее функции.
- Поясная изоляция: Может выполняться из полупроводящих материалов или из медных лент/проволок в зависимости от конструкции экрана.
- Экран (заземляющий): Медные ленты или проволоки, наложенные поверх скрученных изолированных жил. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении.
- Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Обеспечивает защиту от механических повреждений (растяжения, удары, грызуны).
- Внешняя оболочка: Из ПВХ пластиката пониженной горючести, не содержащего галогенов (HF-компаунд). Имеет характерную оранжевую окраску для кабелей на 6-10 кВ. Защищает броню от коррозии и внешних воздействий.
- Точный расчет допустимого тока производится согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов.
- Распределительные сети 6-10 кВ: Питание районных подстанций, трансформаторных пунктов (ТП), распределительных пунктов (РП).
- Промышленные предприятия: Прокладка в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях, эстакадах) для питания мощного оборудования.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
- Установки с высокими требованиями пожарной безопасности: Здания с массовым пребыванием людей (торговые центры, больницы, школы), атомные электростанции, морские платформы. Индексы «нг(А)» и «HF» делают его обязательным к применению в таких объектах согласно СП 6.13130.2020 и ПУЭ.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня обеспечивает защиту от механических повреждений грунтом, строймусором и грызунами. Требуется дополнительная защита от коррозии (бронеленты оцинкованы).
- Прокладка в кабельных каналах, коллекторах, по эстакадам: Групповая прокладка допустима без снижения токовой нагрузки только при условии выполнения требований «нг(А)».
- Пожарная безопасность: Сочетание «нг(А)-HF» минимизирует риск распространения пламени и выделения едкого дыма и коррозионных газов (водород хлористый) при пожаре, что критически важно для эвакуации людей и сохранности электронного оборудования.
- Наличие брони: Защита от механических воздействий расширяет сферу применения, особенно при прокладке в земле без дополнительных защитных труб.
- Высокие электрические характеристики сшитого полиэтилена: Большая допустимая температура, высокая стойкость к токам КЗ, низкие диэлектрические потери, малая толщина изоляции по сравнению с бумажно-масляной.
- Относительно малый вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой (АСБл), что облегчает монтаж.
- Коррозионная стойкость: Оцинкованная броня и галоген-фри оболочка устойчивы к агрессивным средам.
- Стоимость: Выше, чем у кабелей с ПВХ изоляцией или кабелей без индексов «нг-HF».
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Броня защищает от распределенных нагрузок, но точечный удар (например, ковшом экскаватора) может повредить кабель.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходимость тщательной заделки концов (муфтирования) для сохранения свойств экрана и изоляции. Требуется специальный инструмент и обученный персонал.
- Ограничение по температуре монтажа: При температуре ниже -15°C требуется подогрев кабеля.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи — не менее 0,7 м до верха кабеля. Подсыпка и засыпка песком (без камней), укладка сигнальной ленты. Расстояние между параллельно проложенными кабелями 6-10 кВ — не менее 100 мм.
- Групповая прокладка: Допускается без ограничений по количеству кабелей в пучке благодаря индексу «нг(А)». Однако при прокладке в трубах, лотках или земле необходимо вводить понижающие коэффициенты к току нагрузки согласно ПУЭ гл. 1.3.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Обязательно применение специализированных муфт для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Требуется тщательная обработка (зачистка, ступенчатая разделка) экранов и изоляции. Экраны должны быть заземлены с двух сторон.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением выпрямленного тока или переменного напряжения частотой 0,1 Гц (VLF) согласно нормативам (например, 4U0 в течение 15 мин. для выпрямленного тока).
- Допустимые усилия при тяжении: Не более 50 Н/мм² сечения для алюминиевых жил. Необходимо использовать вращающиеся кабельные чулки и линейную смазку.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² является многослойной и включает в себя следующие обязательные элементы:
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² на 10 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ или 8,7/10 (12) кВ |
| Количество и сечение жил | 3 x 150 мм² |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C (длительно), +130°C (в режиме перегрузки), +250°C (при КЗ, не более 5 с) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Допустимый радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (после прокладки) | 2U0 + 1 кВ в течение 5 мин. (для 10 кВ — 21 кВ) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) при прокладке в земле* | ~250-280 А (зависит от условий: температуры земли, глубины прокладки, удельного теплового сопротивления грунта) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C (не более) | 0,206 Ом/км (для многопроволочной жилы класса 2) |
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важно: Прокладка в воздухе (по фасадам, на тросах) возможна, но требует учета УФ-излучения. ПВХ-оболочка HF не является стойкой к прямым солнечным лучам, рекомендуется защита (гофрорукава, короба).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Сравнение с ближайшими аналогами
Таблица 2. Сравнение кабеля АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² с аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная сфера применения |
|---|---|---|
| АПвПгнг(А)-HF 150 мм² | Отсутствие брони (индекс «2г»). Более гибкий и легкий, но требует защиты в земле (трубы, лотки). | Прокладка внутри зданий, в кабельных каналах, где исключены механические повреждения. |
| АПвБбШпнг(А)-HF 150 мм² | Броня из стальных оцинкованных проволок (индекс «Бб»), что обеспечивает лучшую защиту от растягивающих нагрузок. Наружная оболочка — полиэтилен («Шп»). | Прокладка в грунтах с высокой вероятностью смещений, в сейсмически активных зонах. |
| АСБл 150 мм² | Бумажная изоляция, пропитанная вязким составом, свинцовая оболочка, броня. Не имеет индексов «нг-HF». Тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по перепаду высот). | Существующие сети, где требуется замена старого кабеля такого же типа. Уступает по пожарной безопасности и экологичности. |
| ПвП2гнг(А)-HF 150 мм² | Медная токопроводящая жила (отсутствует буква «А» в начале марки). Более высокая проводимость, меньший нагрев, но значительно более высокая стоимость. | Объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и компактности (меньшее сечение при том же токе), взрывоопасные зоны. |
Требования к монтажу и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок» и инструкциями завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между «нг(А)» и просто «нг»?
Категория «нг» означает, что одиночный кабель не распространяет горение при вертикальной прокладке. Категория «нг(А)» — более строгая: кабель не распространяет горение при групповой прокладке (в пучке) по специальной методике испытаний. Для объектов с массовым пребыванием людей и ответственных сооружений требуется именно «нг(А)».
2. Можно ли проложить кабель АПвП2гнг(А)-HF в земле без защитной трубы?
Да, можно. Наличие брони из двух стальных лент (2г) как раз и предназначено для защиты от механических повреждений при прокладке в траншеях. Однако, при высокой вероятности внешних повреждений (например, в местах возможных земляных работ) или в агрессивных грунтах рекомендуется дополнительная защита в виде асбестоцементных или полиэтиленовых труб.
3. Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвП2гнг(А)-HF, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения токовых нагрузок, качества монтажа муфт и отсутствия внешних повреждений.
4. Почему важно заземлять экраны кабеля с двух сторон?
Заземление экранов (металлических оболочек) с двух сторон обеспечивает протекание тока однофазного КЗ на землю, что необходимо для корректной работы релейной защиты. Также оно выравнивает потенциал, устраняет опасность поражения персонала и предотвращает возникновение перенапряжений. Для исключения циркулирующих токов в нормальном режиме рекомендуется заземление в одной точке, но современные нормы ПУЭ для сетей 6-35 кВ требуют двухстороннего заземления экранов.
5. Чем отличается изоляция «Пв» (XLPE) от «П» (ПВХ) в контексте кабелей на 6-10 кВ?
«П» (ПВХ) в маркировке относится к материалу наружной оболочки. Изоляцией жил в кабелях на среднее напряжение всегда служит специальный материал: в данном случае «Пв» — сшитый полиэтилен. ПВХ не используется в качестве основной изоляции для напряжений выше 1 кВ из-за худших диэлектрических и термических характеристик по сравнению с XLPE.
6. Как определить необходимое сечение 150 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается по допустимому длительному току нагрузки (Iдл) с учетом способа прокладки и поправочных коэффициентов (ПУЭ гл. 1.3). Также выполняется проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Для ориентира: кабель 3х150 мм² на 10 кВ может передавать мощность около 5-6 МВА при полной нагрузке.
7. Допускается ли совместная прокладка с кабелями более низкого напряжения (0,4 кВ)?
Согласно ПУЭ (п. 2.1.16, 2.3.86), совместная прокладка в одной траншее или кабельном сооружении разрешена, но при этом кабели до 1 кВ должны располагаться выше кабелей 6-10 кВ. Обязательно наличие разделительного слоя из земли или песчаной подсыпки. При прокладке в лотках рекомендуется разделение перегородкой.
Заключение
Кабель АПвП2гнг(А)-HF 150 мм² является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, бронезащиты и материалов, не распространяющих горение и не выделяющих галогены, делает его универсальным для ответственных объектов промышленной и гражданской энергетики. Корректный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с нормативной документацией являются залогом долговечной и безаварийной работы электроустановки.