Кабель АПвПГнг(А)-HF 1-х жильный
Кабель АПвПГнг(А)-HF 1-х жильный: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПГнг(А)-HF 1-х жильный представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических установках на номинальное переменное напряжение до 110 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, длительного срока службы и безопасности при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности и экологии. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; П – оболочка из полиэтилена; Г – отсутствие защитного покрова («голый»); нг(А) – нераспространяющий горение по категории А; HF – пониженное газо- и дымовыделение (Halogen Free).
Конструкция кабеля АПвПГнг(А)-HF
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Основные компоненты:
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы. Для сечений от 120 мм² и выше может применяться секторная или сегментная форма для оптимизации диаметра кабеля. Жила однопроволочная (монолитная) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочная для больших сечений.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх изолированной жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (Пв). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, устойчивостью к тепловому старению.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг центральной жилы.
- Экран медный: Выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и использования в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.
- Оболочка: Изготавливается из полимерной композиции, не содержащей галогенов (Halogen Free). Материал оболочки обладает свойствами нераспространения горения при групповой прокладке по категории А (нг(А)) и пониженным дымовыделением (LS) с низкой токсичностью продуктов горения (HF). Цвет оболочки, как правило, черный.
- Крайне низкому выделению коррозионных и токсичных газов (кислотных паров).
- Пониженному дымовыделению (плотность дыма обычно снижена на 40-60% по сравнению с ПВХ-кабелями).
- Образованию диэлектрического зольного остатка, а не проводящей сажи.
- В электрических сетях напряжением 110 кВ для передачи и распределения электроэнергии.
- Для ввода электроэнергии на промышленные предприятия, крупные жилые комплексы, инфраструктурные объекты.
- Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажных коробах, галереях) совместно с другим кабельным оборудованием.
- На атомных и тепловых электростанциях, в системах собственных нужд.
- В условиях, где предъявляются повышенные требования к экологической и пожарной безопасности.
- Раскатка: Производится с помощью специальных механизмов (лебедок, роликов) для предотвращения повреждения оболочки и изоляции. Минимальный радиус изгиба составляет 20-25 наружных диаметров кабеля при температуре выше -15°C.
- Подготовка концов: Тщательная разделка концов с послойным удалением оболочки, экранов и изоляции с использованием специального шаблонного инструмента.
- Монтаж соединительных и концевых муфт: Является наиболее ответственной операцией. Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, рассчитанные на напряжение 110 кВ. Обязательна абсолютная чистота, обезжиривание поверхностей и точное соблюдение геометрии укладки полупроводящих и изолирующих слоев. Для кабелей с алюминиевой жилой особое внимание уделяется качеству контактных соединений для предотвращения окисления и нагрева.
- Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для снятия наведенного потенциала и обеспечения безопасности. Схема заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) выбирается согласно проекту.
- Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 240 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
- По длительно допустимому току нагрузки: Используются таблицы ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) или расчетные методы, учитывающие способ прокладки (в земле, в воздухе, в канале), температуру окружающей среды, количество кабелей в пучке и их взаимное расположение.
- По потере напряжения: Для удаленных потребителей падение напряжения в кабеле не должно превышать нормированных значений (обычно 5% для силовых нагрузок).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания: Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой без недопустимого перегрева.
- По экономической плотности тока: Для объектов с большим количеством кабельных линий и длительным сроком эксплуатации выполняется технико-экономический расчет, минимизирующий суммарные затраты на кабель и потери электроэнергии за срок службы.
Ключевые технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Кабель предназначен для работы в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные электрические характеристики приведены в таблице:
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 64/110 (126) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей; U – между жилами; Um – максимальное рабочее напряжение. |
| Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 15 мин. | 160 кВ | Для приемо-сдаточных испытаний после изготовления. |
| Испытательное постоянное напряжение | 240 кВ | Для испытаний после монтажа на объекте. |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C | Базовая величина для расчета токовых нагрузок. |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность КЗ не более 5 сек. |
| Минимальная температура прокладки | -15°C | Без предварительного подогрева. |
Пожарная безопасность: нг(А)-HF
Индексы «нг(А)-HF» являются критически важными для современных проектов. Кабель соответствует высшей категории нераспространения горения – А. Это означает, что при групповой прокладке (в пучках, кабельных конструкциях) он не распространяет горение при испытании в режиме, имитирующем наиболее тяжелые условия (высокая мощность источника огня). Класс HF (Halogen Free) гарантирует, что материалы оболочки и, как правило, изоляции не содержат хлора, брома и других галогенов. При пожаре это приводит к:
Эти свойства делают кабель обязательным к применению на объектах с массовым пребыванием людей, в метрополитенах, высотных зданиях, больницах, детских учреждениях, промышленных предприятиях с непрерывным циклом работы, дата-центрах.
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвПГнг(А)-HF находит применение в качестве магистральных и соединительных линий в стационарных установках:
Способы прокладки: Кабель предназначен для стационарной прокладки без растягивающих усилий. Допускается прокладка в земле (в траншеях), при условии защиты от механических повреждений (например, с помощью асбестоцементных, полимерных или бетонных плит). Наиболее типична прокладка в кабельных сооружениях (лотках, коробах, на полках) как одиночно, так и в группах. При подземной прокладке в траншеях необходимо использовать кабель с бронепокровом (например, АПвБбШпнг(А)-HF), так как оболочка ПГ не предназначена для значительных механических нагрузок от грунта.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и требований проекта. Ниже приведена сравнительная таблица с аналогами.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвПГнг(А)-HF | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| АПвПГ | Отсутствуют требования к нераспространению горения и безгалогенности. Стандартная полиэтиленовая оболочка. | Прокладка одиночно на открытом воздухе, в земле (с защитой), в кабельных сооружениях, где требования пожарной безопасности не столь критичны. |
| АПвБбШпнг(А)-HF | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (Б) и защитного шланга из полиэтилена (Шп). | Прокладка в земле (траншеях) с высоким риском механических повреждений, в том числе в условиях растягивающих нагрузок и вибрации. |
| АПвПу2гнг(А)-HF | Усиленная герметизация: медный экран выполнен в виде непроницаемой оболочки (пу), что исключает продольное распространение влаги. | Прокладка в местах с возможным затоплением, в грунтах с высокой влажностью, на вертикальных и наклонных трассах. |
| СИП, АВБбШв | Принципиально иной класс кабелей (СИП – самонесущий изолированный провод для ВЛ до 35 кВ, АВБбШв – силовой кабель с ПВХ изоляцией до 1 кВ). Не являются прямыми аналогами по напряжению и конструкции. | Распределительные сети среднего и низкого напряжения. |
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабелей на 110 кВ требует высокой квалификации персонала и соблюдения строгих технологических регламентов. Основные этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв) от кабеля с бумажно-масляной изоляцией?
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена не содержит жидкого диэлектрика (масла), что исключает риск утечек, упрощает монтаж (нет необходимости в сложных концевых уплотнениях и системах подпитки маслом) и позволяет прокладывать трассы с большими перепадами по высоте. Он обладает более высокой допустимой температурой эксплуатации (+90°C против +70-80°C), меньшим весом и диаметром при аналогичных параметрах. Кабель АПвПГнг(А)-HF также не требует сложного масляного хозяйства и постоянного мониторинга давления масла.
Почему для прокладки в земле часто рекомендуют бронированный кабель, а не АПвПГнг(А)-HF?
Обозначение «ПГ» (полиэтиленовая оболочка, голый) указывает на отсутствие защитных покровов (брони, бронепокрова). Полиэтиленовая оболочка обладает хорошей стойкостью к влаге и агрессивным средам, но не рассчитана на значительные механические воздействия: давление камней в грунте, растягивающие нагрузки, риск повреждения при раскопках. Броня (стальные ленты или оцинкованные проволоки) принимает эти нагрузки на себя, защищая изоляцию и экраны. Для прокладки в траншеях следует выбирать марки с индексом «Б» (броня), например, АПвБбШпнг(А)-HF.
Что означает категория «нг(А)» и как она проверяется?
Категория «нг(А)» – высшая по нераспространению горения при групповой прокладке. Проверка осуществляется по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 (или аналогичным международным стандартам). Кабель укладывают в пучке определенной конфигурации и плотности (имитация наихудших условий в кабельном канале) и подвергают воздействию мощной газовой горелки в течение заданного времени. Кабель соответствует категории А, если после удаления источника огня горение не распространяется за пределы зоны воздействия, а длина поврежденного участка не превышает установленного предела. Это гарантирует, что при возникновении пожара возгорание не перекинется с одного кабеля на весь пучок.
Можно ли использовать кабель АПвПГнг(А)-HF для прокладки на открытом воздухе?
Да, кабель пригоден для прокладки на открытом воздухе, но с учетом важных оговорок. Полиэтиленовая оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению, однако для длительной (десятки лет) эксплуатации под прямыми солнечными лучами рекомендуется прокладка в защитных коробах, лотках или использование кабеля с оболочкой, содержащей УФ-стабилизаторы. Также необходимо обеспечить защиту от механических повреждений (например, от падения веток) и надежное крепление. При прокладке по фасадам зданий или опорам следует учитывать ветровые и ледовые нагрузки.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвПГнг(А)-HF?
Выбор сечения – комплексная инженерная задача, выполняемая на этапе проектирования. Основные критерии:
Для предварительных оценок на напряжение 110 кВ типовыми являются сечения от 120 мм² до 1000 мм² и более.
Каков ожидаемый срок службы кабеля АПвПГнг(А)-HF?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, установлен нормативной документацией и составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: длительная работа при температурах, превышающих +90°C, частые перегрузки, воздействие вибраций и механических напряжений, некачественный монтаж соединительных муфт, приводящий к локальным перегревам и частичным разрядам в изоляции.