Кабель АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридных композиций пониженной пожарной опасности, с медными экранами в виде оплетки. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66/1 кВ частотой 50 Гц. Кабель соответствует современным требованиям пожарной безопасности, что делает его ключевым элементом проектирования надежных и безопасных электросетей.
Расшифровка маркировки АПвВГнг(А)-1 кВ 150 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ, указывающее на вулканизированный полиэтилен).
- В – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ).
- Г – гибкий (относительно алюминиевого кабеля, но не в классе гибкости медных жил).
- нг(А) – нераспространяющий горение по категории А. Это означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, что подтверждается испытаниями по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория А – наивысшая для испытаний пучком кабелей (горение не распространяется при суммарном удельном тепловыделении от всех горючих материалов кабелей в пучке мощностью 7 кВт на 1 метр длины).
- 1 кВ – номинальное напряжение 1000 Вольт.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила: Алюминиевая, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает достаточную гибкость для монтажа.
- Экран по жиле: В конструкции кабеля присутствует медная экранующая оплетка, наложенная поверх изолированной жилы. Экран служит для выравнивания электрического поля вокруг жилы, защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасности при повреждении основной изоляции.
- Изоляция жил: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Данный материал обладает высокой термостойкостью (допустимая длительная температура нагрева жил +90°C), отличными диэлектрическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам и растрескиванию.
- Скрутка: Изолированные экранированные жилы скручены в сердечник. Для удобства монтажа и идентификации изоляция жил имеет соответствующую цветовую маркировку или нанесение цифровой маркировки.
- Поясная изоляция: В качестве разделительного слоя между скрученными жилами и оболочкой может накладываться поясная изоляция из ПВХ-пластиката или специальных лент.
- Оболочка: Выполнена из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам и, благодаря составу «нг», не поддерживает горение при групповой прокладке.
- Номинальное напряжение U0/U: 0.66/1 кВ.
- Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C (в аварийном режиме допускается до +130°C, в режиме перегрузки до +130°C, при коротком замыкании до +250°C).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Рабочий температурный диапазон: от -50°C до +50°C.
- Сопротивление изоляции: Не менее 10 МОм·км при температуре +20°C.
- Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 3.5 кВ в течение 10 минут.
- Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C.
- Допустимая плотность тока при КЗ (J): Для алюминиевых жил сечением 150 мм² при длительности КЗ 1 секунда составляет примерно 94 А/мм². Расчетный допустимый ток КЗ (Iкз) вычисляется по формуле: Iкз = J S, где S – сечение жилы. Для 150 мм²: Iкз ≈ 94 150 = 14100 А (1 сек).
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, каналы, эстакады, галереи, этажи и двойные полы. Категория «нг(А)» разрешает групповую прокладку без ограничений по горючей массе.
- Прокладка в земле (траншеях): Допускается, при условии защиты от механических повреждений (бронированный кабель АПвБбШвнг(А) предпочтительнее для прямого заглубления).
- Прокладка в помещениях: Производственные цеха, насосные станции, распределительные пункты, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
- Взрывоопасные зоны: Может применяться во взрывоопасных зонах классов В-Iг, В-IIг (кроме особо опасных по условиям взрыва), при условии выполнения требований ПУЭ и проекта.
- Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже составляет не менее 10 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил.
- Соединение и оконцевание: Соединение алюминиевых жил сечением 150 мм² должно производиться с помощью специальных кабельных сжимов, соединительных или ответвительных муфт, рассчитанных на данное сечение и материал жилы. Обязательна обработка жил кварцевазелиновой пастой для удаления окисной пленки и предотвращения ее повторного образования. Для оконцевания используются кабельные наконетели опрессовочные или болтовые (например, серии ТА или ТМ).
- Экран: Медные экраны всех жил подлежат заземлению с обеих сторон кабельной линии для обеспечения эффективной защиты и выравнивания потенциалов.
- Поддержка при вертикальной прокладке: При прокладке по вертикальным трассам кабель должен быть зафиксирован специальными креплениями для предотвращения сползания под собственным весом.
- Потери напряжения (ΔU): Должны быть в пределах норм ПУЭ (например, для силовых нагрузок ±5% в нормальном режиме).
- Ток короткого замыкания: Сечение должно быть термически стойким к ожидаемому току КЗ.
- Экономическая плотность тока: Для промышленных предприятий с большим количеством часов использования максимума нагрузки (Тmax > 5000 ч) сечение может выбираться по экономическим соображениям для минимизации потерь электроэнергии.
- Способ прокладки: Одинаковое сечение в земле и в воздухе имеет разную токовую нагрузку.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвВГнг(А) является многослойной и обеспечивает высокие электротехнические и противопожарные характеристики.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Для кабеля АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм² (на примере 3-жильного исполнения):
Токовые нагрузки (длительно допустимый ток)
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от условий прокладки. Данные приведены согласно ПУЭ 7-го издания и ГОСТ 31996-2012.
| Условия прокладки | Количество и сечение жил | Длительно допустимый ток, А (Iж = +90°C, Iв = +25°C) |
|---|---|---|
| В воздухе (в каналах, туннелях) | 3х150 мм² | 274 А |
| В земле (в траншеях, теплопроводность грунта 1.2 К·м/Вт) | 3х150 мм² | 308 А |
Примечание: При изменении условий прокладки (группировка, температура окружающей среды, глубина залегания) применяются соответствующие поправочные коэффициенты.
Параметры короткого замыкания
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм² применяется для питания мощных электроприемников, распределительных устройств, в качестве вводов и выводов на подстанциях, магистральных линий в промышленных электросетях.
Запрещается: Прокладка по сгораемым основаниям без дополнительной защиты (например, в лотках по деревянным конструкциям). В таких случаях требуется применение кабеля с индексом «LS» (пониженное дымо- и газовыделение) или дополнительная защита.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор между АПвВГнг(А) и другими марками зависит от условий проекта и бюджета.
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| АПвВГнг(А) | Алюминиевая жила, сшитый полиэтилен, экран, негорючий ПВХ. Оптимальное соотношение цена/качество для сетей 1 кВ. | Промышленные сети, распределительные сети 6-35/0.4 кВ, магистрали. |
| АВВГнг(А) | Изоляция и оболочка из ПВХ, без экрана. Более низкая термостойкость жил (+70°C), меньшая стойкость к тепловым перегрузкам. | Сети с меньшими требованиями к нагрузке и перегрузочной способности. |
| ПвВГнг(А)-1 кВ | Медная жила. Более высокая проводимость, коррозионная стойкость, гибкость и цена. Допустимый ток для 3х150 мм² в воздухе ~ 385 А. | Критически важные объекты, объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и надежности. |
| АПвБбШвнг(А) | Наличие брони из стальных оцинкованных лент и защитного шланга. Повышенная механическая защита. | Прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, в местах с риском механических повреждений. |
Монтаж и соединение
При монтаже кабеля АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм² необходимо соблюдать следующие требования:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвВГнг(А) и АВВГнг(А)?
Основное отличие – материал изоляции жил. В АПвВГнг(А) используется сшитый полиэтилен (XLPE), что позволяет повысить допустимую температуру эксплуатации с +70°C до +90°C, увеличить перегрузочную способность и стойкость к токам короткого замыкания. Кабель с изоляцией из XLPE имеет больший срок службы и повышенную надежность в условиях тепловых нагрузок.
Можно ли прокладывать кабель АПвВГнг(А) 150 мм² в земле напрямую?
Прямая прокладка в земле (траншее) без дополнительной защиты не рекомендуется, так как кабель не имеет броневой защиты. Для прокладки в земле следует использовать бронированные аналоги, например, АПвБбШвнг(А). Прокладка АПвВГнг(А) в земле допускается только в трубах ПНД, асбоцементных или иных коробах, обеспечивающих механическую защиту от повреждений при раскопках и давления грунта.
Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На что ориентироваться кроме тока нагрузки?
Помимо длительно допустимого тока (с учетом всех поправочных коэффициентов), сечение выбирается по следующим критериям:
Нужно ли заземлять экраны кабеля АПвВГнг(А) с двух сторон?
Да, экраны (оплетки) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает путь для циркуляции токов, наведенных в экране, предотвращает возникновение опасных потенциалов на экране и улучшает условия работы релейной защиты. В случае большой длины линии (обычно более 500-1000 м для кабелей 1 кВ) может потребоваться применение специальных схем заземления (например, поперечное соединение экранов) для снижения циркулирующих токов.
Что означает индекс «нг(А)» и чем он отличается от «нг-LS»?
Индекс «нг(А)» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке по высшей категории испытаний (А). Это требование пожарной безопасности, предотвращающее распространение пламени по кабельной трассе. Индекс «нг-LS» (Low Smoke) дополнительно к нераспространению горения означает пониженное дымо- и газовыделение при пожаре. Кабели «нг-LS» применяются в местах с массовым пребыванием людей, в метро, на объектах транспортной инфраструктуры, где опасность представляет не только огонь, но и продукты горения.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвВГнг(А) с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения токовых нагрузок, отсутствия механических повреждений и корректности монтажа соединений и оконцеваний.
Заключение
Кабель АПвВГнг(А) 1 кВ 150 мм² является современным, надежным и экономически эффективным решением для построения магистральных и распределительных сетей среднего напряжения в промышленности и инфраструктуре. Его ключевые преимущества – использование алюминиевых жил, обеспечивающих снижение капитальных затрат, изоляция из сшитого полиэтилена для высокой термостойкости и перегрузочной способности, наличие экрана и оболочки из материалов пониженной пожарной опасности, соответствующей высшей категории «нг(А)». Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ и техническими условиями гарантируют долговечную и безопасную работу энергетической системы.