Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 240 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке пониженной горючести, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 6 кВ. Его конструкция и характеристики регламентируются серией технических стандартов, основным из которых является ГОСТ 31996-2012 (кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ). Для напряжений 6 кВ и выше применяются ТУ 16-705.500-2006 и другие ведомственные технические условия, развивающие требования базового ГОСТ.
Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-6 кВ 1х240/35-6
Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе, где каждый символ несет информацию о конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полимерная (в данном контексте – сшитый полиэтилен).
- в – тип изоляции жилы: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
- нг(А) – индекс пониженной горючести: не распространяющий горение при одиночной прокладке по категории А (наибольшая пожарная безопасность, подразумевающая, что при испытании кабеля в пучке общее повреждение по длине не превышает 1.5 м).
- 6 кВ – номинальное напряжение сети, на которое рассчитан кабель.
- 1х240/35-6 – количество и сечение основных жил (1 жила сечением 240 мм²) и сечение жилы заземления (35 мм²) для 6-кВ исполнения.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (мн) согласно требованиям стандартов.
- Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции для напряжения 6 кВ нормируется и составляет, как правило, 3.0-3.4 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу высокие температурные характеристики, стойкость к деформациям и тепловому старению.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое концентрическое электрическое поле в толще изоляции.
- Поясная изоляция. Выполняется в виде обмотки из полупроводящих или электроизоляционных лент. Служит для фиксации экранов и придания сердечнику округлой формы.
- Металлический экран. Выполняется из медных лент или проволок (в виде оплетки). Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание токов однофазного короткого замыкания на землю, обеспечение безопасности при обслуживании. Для кабеля 1х240 мм² экран также является нулевой жилой (заземляющим проводником). Сечение этого проводника нормируется: 35 мм² для кабелей на 6 кВ.
- Оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнг). Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки рассчитывается в зависимости от диаметра кабеля под ней и обеспечивает механическую и химическую защиту.
- Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для кабелей с многопроволочными жилами радиус может быть уменьшен до 10 диаметров после предварительного нагрева.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
- Стойкость к распространению горения: Кабель соответствует категории «нг(А)» – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования).
- Допустимые усилия при протяжке: Регламентируются производителем. Как правило, максимально допустимое тяговое усилие на алюминиевую жилу не должно превышать 15-20 Н/мм² сечения.
- Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, хранения и монтажа.
- Магистральные линии в сетях 6 кВ промышленных предприятий (заводы, фабрики, рудники).
- Питание мощного электроподвижного состава (электровозы, трамваи, троллейбусы) через тяговые подстанции.
- Распределительные сети городской и сельской инфраструктуры.
- Питание крупных насосных, вентиляторных и компрессорных установок.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в производственных помещениях.
- Приемка и хранение: Барабаны должны храниться под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков. Запрещено хранение внахлест. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В).
- Раскатка: Запрещено сбрасывание барабанов с транспортных средств. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, не допуская трения об острые кромки и землю. Соблюдение минимального радиуса изгиба обязательно.
- Монтаж муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо обеспечить чистоту, последовательную зачистку экранов, точную фазировку. Для изоляции сшитого полиэтилена применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
- Заземление: Металлические экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены. Сечение заземляющего проводника должно быть не менее сечения экрана (35 мм²).
- Испытания после монтажа: Обязательным является испытание повышенным выпрямленным напряжением 36 кВ в течение 15 минут. Также производится проверка целостности и правильности соединения жил и экранов.
- По допустимому длительному току нагрузки (табличные значения с поправками на температуру, способ прокладки и количество кабелей).
- По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
- По условиям срабатывания защиты при коротком замыкании (термическая и динамическая стойкость).
Конструкция кабеля АПвВнг(А) 6 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические и электрические характеристики
Электрические параметры (для сечения 240 мм², 6 кВ)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля АПвВнг(А) 6 кВ 1х240/35.
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Частота, Гц | 50 | |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | 90 | В продолжительном режиме |
| Допустимая температура при коротком замыкании (до 4 сек), °C | 250 | |
| Допустимая температура перегрузки, °C | 130 | Циклы не более 100 часов в году |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.125 | Для алюминиевой жилы 240 мм² |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ | 15 | Продолжительность испытания – 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ | 36 | Продолжительность испытания – 15 мин. (альтернатива переменному) |
| Емкость, мкФ/км | ~0.35 — 0.45 | Приблизительное значение, зависит от конструкции |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 — 0.13 | Приблизительное значение |
Механические и климатические характеристики
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами), в лотках, коробах, по конструкциям. Прокладка в воздухе возможна при отсутствии риска значительных механических воздействий. Запрещена прокладка в блоках, заполненных водой.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор между кабелями разных марок и конструкций определяется проектом, условиями прокладки и экономическими соображениями.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвВнг(А) | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|
| АПвПнг(А)-6 кВ | Внешняя оболочка из полиэтилена (П). Обладает повышенной стойкостью к влаге и агрессивным средам, но менее стойка к распространению пламени. | Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью, в затопляемых коллекторах. |
| АПвБШвнг(А)-6 кВ | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (Б) и защитного шланга из ПВХ (Шв). Значительно выше защита от механических повреждений. | Прокладка в земле (без дополнительной защиты плитами), в местах с риском повреждения грызунами, в зонах с повышенными механическими нагрузками. |
| АСБл-6 кВ | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня. Устаревшая, но надежная конструкция. Тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по перепаду высот). | Реконструкция старых сетей, где уже проложены кабели этого типа. Специфические среды, где проверена долговременная стойкость свинца. |
| ПвПнг(А)-6 кВ | Медная токопроводящая жила (отсутствие буквы «А»). Медь имеет меньшее электрическое сопротивление, большую стойкость к механическим растягивающим нагрузкам, но существенно выше стоимость. | Ответственные объекты с высокими требованиями к токовой нагрузке и надежности, объекты с лимитом по сечению, но высокими токами КЗ. |
Монтаж и эксплуатационные требования
Монтаж кабеля АПвВнг(А) 6 кВ должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и инструкциями завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвВнг(А) от АПвВнг(А)-LS?
Индекс LS (Low Smoke) означает «пониженное дымо- и газовыделение». Кабель АПвВнг(А)-LS при горении выделяет значительно меньше дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов). Он обязателен для прокладки в местах с массовым пребыванием людей (метро, вокзалы, торговые центры, многоэтажные здания), а также в помещениях с электронным оборудованием. Базовая марка АПвВнг(А) таким свойством в полной мере не обладает.
Почему сечение экрана/нулевой жилы именно 35 мм² для кабеля 6 кВ?
Сечение экрана (нулевой жилы) нормируется стандартами (например, ТУ 16-705.500-2006) исходя из двух условий: способности проводить ток однофазного короткого замыкания в течение времени срабатывания защиты (обычно до 4 секунд) без перегрева, и обеспечения механической прочности. Для напряжения 6 кВ и сечения основной жилы 240 мм² установлено типовое значение 35 мм², которое является компромиссом между этими требованиями и экономией материала.
Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(А) 6 кВ в земле без брони?
Да, можно, но при обязательном выполнении мер защиты от механических повреждений. Согласно ПУЭ, кабели без брони в земле должны прокладываться в трубах или блоках, либо быть защищены сверху кирпичной или бетонной плитой на всем протяжении. Прямая прокладка в траншее без защиты не допускается из-за риска повреждения при раскопках или от давления грунта.
Какой срок службы у этого кабеля и от чего он зависит?
Заявленный производителем срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, стабильности напряжения, коррозионной активности среды, отсутствия вибраций и механических напряжений. Критически важным является качество монтажа, особенно установки соединительных муфт.
Как определить необходимое сечение кабеля 6 кВ для конкретной нагрузки?
Сечение выбирается по трем основным критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:
Для сечения 240 мм² допустимый длительный ток при прокладке в земле (один кабель) составляет примерно 355 А, в воздухе – около 365 А (значения могут варьироваться в зависимости от конкретных условий и ТУ).
В чем принципиальное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной (БПИ)?
Изоляция XLPE обладает рядом ключевых преимуществ: более высокая допустимая рабочая температура (90°C против 70°C для БПИ), значительно меньшая масса и диаметр кабеля, отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке (нет риска стекания пропитки), простота монтажа и обслуживания, высокая стойкость к влаге. Кабели с БПИ требуют сложной системы маслоподпитки на больших перепадах и более чувствительны к повреждениям оболочки.
Заключение
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 240 мм² является современным, надежным и экономичным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и оболочке пониженной горючести, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и соответствие строгим требованиям пожарной безопасности при групповой прокладке. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с нормативной документацией являются залогом бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов.