Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ сечением 400 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке, с защитным покровом, не распространяющим горение по категории А. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Он является современной и надежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в электросетях среднего напряжения.
Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-6 кВ 400 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
- В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- нг(А) – исполнение, не распространяющее горение по категории А (наибольшая пожарная безопасность при групповой прокладке).
- 6 кВ – номинальное напряжение.
- 400 мм² – номинальное сечение основной жилы.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Может быть однопроволочной (ож) для сечений до 400 мм² включительно или многопроволочной (мн) согласно стандартам.
- 2. Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх 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. Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 6 кВ составляет 3,0 мм (по ГОСТ 15150). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме) и отличными механическими свойствами.
- 4. Экран по изоляции (полупроводящий). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле внутри изоляции.
- 5. Поясная изоляция. Выполняется в виде медных или алюминиевых лент, или в виде медной проволоки, наложенных поверх экрана по изоляции. Предназначена для выравнивания потенциала и обеспечения безопасности при касании оболочки в аварийном режиме (замыкание на землю). Для кабелей с алюминиевой оболочкой часто выполняет также роль дренажа.
- 6. Заполнитель. Пространство между изолированными жилами заполняется ПВХ-поясной изоляцией или невулканизированными резиновыми жгутами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- 7. Алюминиевая оболочка. Гладкая или гофрированная герметичная оболочка из алюминиевой ленты, наложенной продольно и сварной. Обеспечивает абсолютную защиту от проникновения влаги и газов (радиальная герметизация), а также механическую защиту от сдавливания и грызунов.
- 8. Защитный покров (шланг) типа Внг(А). Наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Защищает алюминиевую оболочку от коррозии и механических повреждений. Индекс (А) означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, что подтверждается испытаниями по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22.
- Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C.
- Максимальная температура жилы: +90°C – в длительном режиме; +130°C – в режиме перегрузки; +250°C (в течение 5 сек) – в режиме короткого замыкания.
- Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля при прокладке (для одножильных кабелей – 25 диаметров).
- Стойкость к тропическому климату: Кабели с индексом «Т» (АПвВнг(А)-Т) стойки к плесневым грибам.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Питание мощных электроприемников промышленных предприятий (компрессорные, насосные станции, печи).
- Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры.
- Кабельные линии в шахтах, рудниках, на взрывоопасных территориях (при наличии дополнительных средств защиты).
- Вводы на подстанции и ГРУ.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (благодаря индексу «нг(А)»).
- Разделке концов: Необходимо аккуратно снять наружный ПВХ-шланг, не повредив алюминиевую оболочку. Алюминиевая оболочка зачищается, закругляется и заземляется. Полупроводящие экраны снимаются ступенчато.
- Установке концевых муфт (КНС) или соединительных муфт: Применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ и алюминиевой оболочкой (типа 6ST, 6SS). Процесс включает монтаж изоляционных деталей, восстановление экрана, установку герметичного корпуса и заземление оболочки и экрана.
- Заземлению: Алюминиевая оболочка и экранирующие проводники на обоих концах кабельной линии должны быть надежно заземлены в соответствии с ПУЭ.
Важно отметить, что в обозначении часто подразумевается наличие алюминиевой герметизирующей оболочки, которая располагается под внешним ПВХ-шлангом. Полное обозначение по ГОСТ 18410-73 может звучать как «Кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой оболочке, с защитным покровом типа Внг(А)».
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвВнг(А) 6 кВ 400 мм² многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля АПвВнг(А) 6 кВ 1х400 мм² (одножильного) и 3х400 мм² (трехжильного).
| Параметр | Ед. изм. | Значение для 1х400 | Значение для 3х400 | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Наибольшее допустимое рабочее напряжение | кВ | 7,2 | Междуфазное | |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | кВ | 15 | В течение 10 мин. после прокладки | |
| Испытательное постоянное напряжение | кВ | 36 | В течение 15 мин. после монтажа | |
| Сопротивление изоляции, не менее | МОм·км | 1000 | При температуре +20°C | |
| Емкость | мкФ/км | ~0,25 | ~0,30 | Приблизительные значения |
| Индуктивное сопротивление | Ом/км | ~0,15 | ~0,12 | Приблизительные значения, зависят от конструкции |
Токовые нагрузки (длительно допустимый ток)
Допустимые токи нагрузки зависят от условий прокладки. Приведены значения для кабеля 3х400 мм².
| Условия прокладки | Iдоп, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C) |
|---|---|
| В земле (в траншее), один кабель, теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт | ~520 А |
| В воздухе (на открытом воздухе или в помещении), один кабель, температура воздуха +25°C | ~560 А |
| В воздухе, группа из 2-х кабелей с расстоянием между ними | ~500 А (с поправочным коэффициентом 0.9) |
Примечание: Точные значения Iдоп должны приниматься по актуальным ПУЭ, ГОСТ Р 52796-2007 или расчетным методикам с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, групповую прокладку, глубину заложения и т.д.).
Механические и климатические характеристики
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ 400 мм² применяется для создания магистральных и распределительных линий в сетях 6 кВ. Основные сферы использования:
Особенности прокладки: Благодаря алюминиевой оболочке, кабель обладает абсолютной радиальной герметичностью, что позволяет прокладывать его в местах с повышенной влажностью, в грунтах с высокой коррозионной активностью (при условии защитного ПВХ-шланга) и даже под водой. Однако необходимо тщательно защищать концы кабеля от проникновения влаги до монтажа концевых муфт. Прокладка в земле требует устройства песчаной подушки и засыпки, а также защиты кирпичом или плитами в местах с риском механических повреждений.
Сравнение с аналогами
Кабель АПвВнг(А) имеет ряд преимуществ и отличий от других типов кабелей на 6 кВ.
| Тип кабеля | Преимущества | Недостатки | Ключевое отличие от АПвВнг(А) |
|---|---|---|---|
| АПвВнг(А) (с алюминиевой оболочкой) | Абсолютная герметичность, высокая механическая прочность оболочки, стойкость к грызунам, не требует металлических лент в броне. | Больший вес и жесткость по сравнению с кабелями без металлической оболочки, требуют специального инструмента для разделки. | – |
| ПвВнг(А) (медный аналог) | Меньшее сечение при той же токовой нагрузке, более высокая гибкость и стойкость к коррозии жилы. | Значительно более высокая стоимость, больший вес. | Материал жилы – медь. Нет алюминиевой герметизирующей оболочки. |
| АПвПнг(А) (с полимерной оболочкой вместо алюминиевой) | Меньший вес, большая гибкость, простота монтажа и разделки. | Отсутствие абсолютной радиальной герметизации, меньшая защита от механических повреждений. | Вместо алюминиевой оболочки – полимерная влагозащитная оболочка. |
| АСБл (с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой) | Отработанная технология, относительно низкая стоимость. | Ограничения по перепадам высот, риск стекания пропитки, меньшая допустимая температура (+70°C), экологические проблемы свинца, больший вес. | Бумажно-масляная изоляция, свинцовая оболочка. Устаревшая конструкция. |
Монтаж и оконцевание
Монтаж кабеля АПвВнг(А) требует специальных знаний и инструмента. Особое внимание уделяется:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное преимущество алюминиевой оболочки перед броней из стальных лент?
Алюминиевая оболочка выполняет две ключевые функции одновременно: обеспечивает радиальную герметизацию (полную защиту изоляции от влаги и газов) и служит эквивалентом брони, защищая от механических повреждений и грызунов. Стальные ленты (броня) типа «Бл» только защищают от механических воздействий, но не герметизируют кабель, для герметизации требуется свинцовая или алюминиевая оболочка.
Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(А) 6 кВ 400 мм² в земле без дополнительной защиты?
Да, можно, так как алюминиевая оболочка и наружный ПВХ-шланг обеспечивают достаточную защиту от коррозии и обычных механических воздействий грунта. Однако, согласно ПУЭ (Глава 2.3), при риске повреждения (раскопки, перемещение тяжелой техники) на глубине до 1 м кабель должен быть защищен плитами или кирпичом. Обязательно устройство песчаной подушки и засыпки.
Какой минимальный радиус изгиба для данного кабеля?
Для многожильных кабелей АПвВнг(А) 6 кВ минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля. Для одножильных исполнений – 25 наружных диаметров. Например, при диаметре кабеля 3х400 мм² ~75 мм, радиус изгиба будет не менее 1125 мм.
Чем обусловлен выбор между кабелем АПвВнг(А) и его медным аналогом ПвВнг(А)?
Выбор основывается на технико-экономическом расчете. Медный кабель при том же сечении имеет более высокую пропускную способность (на 20-30%) и лучшую коррозионную стойкость жилы, но его стоимость в 3-5 раз выше. Алюминиевый кабель существенно дешевле и легче. Для сечения 400 мм², где токи нагрузки высоки, часто решающим фактором является именно стоимость проекта. Также учитывается необходимость экономии цветного металла.
Что означает индекс «нг(А)» и почему он важен?
Индекс «нг(А)» расшифровывается как «не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А». Это наивысший уровень пожарной безопасности по ГОСТ 31565-2012 (ГОСТ Р МЭК 60332-3-22). Кабель с таким индексом, даже будучи уложенным в пучке (группе) с другими кабелями, не распространяет горение при испытании пламенем газовой горелки. Это критически важно для прокладки в кабельных сооружениях, тоннелях, электрощитовых, где находится множество кабелей.
Требуется ли дополнительное заземление алюминиевой оболочки?
Да, обязательно. Алюминиевая оболочка, как и экраны жил, должна быть заземлена с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала при повреждении изоляции (появление на оболочке опасного потенциала) и позволяет работать устройствам защиты от замыканий на землю. Для этого при монтаже концевых муфт устанавливают специальные заземляющие проводники, соединяющие оболочку с контуром заземления.
Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?
Монтаж муфт на кабель с алюминиевой оболочкой сложнее, чем на кабель с полимерной оболочкой. Ключевые этапы: снятие наружного шланга, зачистка и подготовка алюминиевой оболочки (снятие заусенцев), наложение герметизирующих элементов (например, термоусаживаемых трубок с клеевым слоем) для перехода с алюминиевой оболочки на корпус муфты. Требуется строгое соблюдение инструкции производителя муфт и применение специализированного инструмента (труборезы, развертки для алюминия).
Заключение
Кабель АПвВнг(А) 6 кВ сечением 400 мм² является современным, надежным и технически совершенным решением для строительства и модернизации сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – сочетание изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокие электрические и температурные характеристики, и алюминиевой герметизирующей оболочки, гарантирующей долговечность в сложных условиях эксплуатации. Соответствие высшей категории пожарной безопасности «нг(А)» делает его предпочтительным выбором для групповой прокладки. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в соответствии с ПУЭ и инструкциями производителей являются залогом создания безопасной и устойчивой кабельной линии на десятилетия.