Кабель АПвВнг(А)-LS 1-х жильный 20 кВ
Кабель АПвВнг(А)-LS 1-х жильный 20 кВ: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвВнг(А)-LS 1-х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевой токопроводящей жилой, броней из алюминиевых проволок и пониженным дымо- и газовыделением. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая объекты с массовым пребыванием людей.
Расшифровка маркировки кабеля АПвВнг(А)-LS 20 кВ
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
- В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- нг(А) – исполнение по нераспространению горения категории А. Это означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, что подтверждается испытаниями по самым строгим критериям (ГОСТ Р МЭК 60332-3-22).
- LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение. Оболочка и изоляция при горении и тлении выделяют минимальное количество дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов.
- 1-х жильный – кабель имеет одну токопроводящую жилу.
- 20 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы. Может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для больших сечений. Жила соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические и температурные характеристики кабеля. Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что обеспечивает стабильность свойств при температурах от -50°С до +90°С (кратковременно до +130°С) и высокую стойкость к тепловому старению.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле, заключенное внутри изоляции.
- Поясная изоляция. Выполняется из полупроводящих лент или экструдированного полупроводящего слоя. Равномерно обжимает изолированную жилу с экраном, обеспечивая круглую форму.
- Экран (металлический). Состоит из медных или алюминиевых проволок, наложенных поверх поясной изоляции, и медной или алюминиевой ленты. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля, а также служит в качестве нулевой жилы (заземляющего проводника) для пропускания токов короткого замыкания.
- Броня. Выполнена в виде повива алюминиевых проволок круглого или плоского профиля. Защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Алюминий, в отличие от стальной брони, является немагнитным материалом, что снижает дополнительные потери в кабеле.
- Наружная оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ-пластикат нг(A)-LS). Защищает броню от коррозии и внешних воздействий. Оболочка имеет характерную оранжевую окраску для кабелей на напряжение 20 кВ.
- Рабочая температура жилы: от -50°С до +90°С (длительно), кратковременно допустима перегрузка до +130°С.
- Допустимая температура при коротком замыкании: не более +250°С (продолжительность до 5 секунд).
- Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с броней.
- Допустимое растягивающее усилие при монтаже: не более 50 Н/мм² сечения всех жил (для алюминиевых жил).
- Монтаж при температуре: без предварительного подогрева возможен при температуре не ниже -15°С. При более низких температурах требуется подогрев.
- Срок службы: не менее 30 лет.
- Магистральные и распределительные линии 6-20 кВ в городских и промышленных сетях.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (нг(А), LS).
- Прокладка в зембе (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая трассы с наличием блуждающих токов (броня из алюминия коррозионно-стойка).
- Объекты с массовым пребыванием людей (вокзалы, аэропорты, торговые центры, метрополитен) благодаря пониженному дымо- и газовыделению.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°С против +70°С для кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет передавать большие мощности при том же сечении.
- Отличные диэлектрические свойства СПЭ: Высокая стойкость к тепловому старению, влаге, химическим воздействиям.
- Пожарная безопасность: Соответствие категориям нг(А) и LS делает кабель пригодным для групповой прокладки на ответственных объектах.
- Механическая прочность: Наличие алюминиевой брони обеспечивает защиту от повреждений.
- Отсутствие риска течи масла: В отличие от маслонаполненных кабелей, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
- Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой.
- Коррозионная стойкость брони.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции: Требуется аккуратная транспортировка и монтаж.
- Необходимость специального инструмента и обученного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АПвБбШв на аналогичное напряжение, но сравнимая или ниже стоимости кабелей с бумажно-масляной изоляцией в свинцовой оболочке.
- Требуется тщательное заземление экранов с двух сторон для одножильных кабелей, чтобы избежать наведения напряжения на броне и оболочке.
Конструкция кабеля АПвВнг(А)-LS 20 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для наиболее распространенных сечений кабеля АПвВнг(А)-LS 20 кВ.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км | Емкость, мкФ/км | Индуктивное сопротивление, Ом/км |
|---|---|---|---|
| 50 | 0.641 | 0.20 — 0.25 | ~0.13 |
| 70 | 0.443 | 0.22 — 0.27 | ~0.12 |
| 95 | 0.320 | 0.24 — 0.29 | ~0.11 |
| 120 | 0.253 | 0.26 — 0.31 | ~0.10 |
| 150 | 0.206 | 0.28 — 0.33 | ~0.10 |
| 185 | 0.164 | 0.30 — 0.35 | ~0.09 |
| 240 | 0.125 | 0.33 — 0.38 | ~0.09 |
Токовые нагрузки (длительно допустимый ток)
Допустимые токи нагрузки зависят от способа прокладки. Приведены значения для прокладки в зембе (в траншее) и в воздухе (на трассе).
| Сечение жилы, мм² | Длительно допустимый ток при прокладке в зембе (1 кабель в траншее, грунт — песок, температура +20°C), А | Длительно допустимый ток при прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C), А |
|---|---|---|
| 50 | 190 | 180 |
| 70 | 235 | 220 |
| 95 | 285 | 265 |
| 120 | 330 | 305 |
| 150 | 375 | 345 |
| 185 | 425 | 395 |
| 240 | 495 | 460 |
Примечание: Значения являются справочными. При проектировании необходимо применять поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, температуру грунта/воздуха, удельное тепловое сопротивление грунта, согласно ПУЭ и методическим указаниям.
Условия эксплуатации и монтажа
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важно: Для прокладки в зембе в одной траншее трех одножильных кабелей одной фазы необходимо учитывать взаимное влияние и нагрев, применяя уменьшающие коэффициенты. Для компенсации индуктивных сопротивлений и потерь рекомендуется применять перекрестную перекладку кабелей в смежных участках или треугольную укладку с фиксацией.
Преимущества и недостатки кабеля АПвВнг(А)-LS 20 кВ
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвВнг(А)-LS принципиально отличается от кабеля АПвБбШв на 20 кВ?
Ключевые отличия заключаются в материале брони и свойствах оболочки. У кабеля АПвБбШв броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (Бб), а оболочка — из ПВХ пластиката Шв (шлангового исполнения), который может не иметь свойств нг(A)-LS. Кабель АПвВнг(А)-LS имеет броню из алюминиевых проволок (что снижает потери и повышает коррозионную стойкость) и специальную оболочку с пониженной пожарной опасностью, что обязательно для групповой прокладки в зданиях и сооружениях.
Обязательно ли заземлять экран (металлический экран) одножильного кабеля с двух сторон?
Да, это обязательное требование ПУЭ (пункт 1.7.83, 3.1.14). Заземление экрана с обоих концов кабельной линии необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), обеспечения нормального режима работы сети (замыкание циркулирующих токов) и для правильной работы устройств релейной защиты, использующих токи нулевой последовательности. При этом в земле или в оболочке будут протекать уравнительные токи, что необходимо учитывать при выборе сечения заземляющих проводников.
Можно ли прокладывать несколько кабелей АПвВнг(А)-LS в одной траншее вплотную?
Прокладка вплотную не рекомендуется, особенно для одножильных кабелей. Это приводит к значительному взаимному нагреву и снижению допустимой токовой нагрузки. Согласно ПУЭ, расстояние между кабелями напряжением 6-20 кВ в траншее должно быть не менее 100 мм. Для снижения потерь в оболочках и броне при параллельной прокладке трех одножильных кабелей одной фазы рекомендуется выполнять их в «треугольник» или применять перекрестную перекладку с определенным шагом.
Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Гарантийный срок службы, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки превышает 30 лет. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: длительные перегрузки по току, работа при температуре, превышающей +90°С, механические повреждения изоляции при монтаже, прокладка в агрессивных средах без дополнительных защитных мер, некачественный монтаж соединительных и концевых муфт.
Что означает индекс (А) в обозначении нг(А)?
Индекс (А) обозначает категорию по нераспространению горения. Категория А — самая строгая. Она означает, что одиночный кабель не распространяет горение, а при групповой прокладке (испытание пучком кабелей) горение не распространяется на высоту более 2.5 метров. Испытания проводятся по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 с подачей пламени мощностью 20.5 кВт. Это позволяет прокладывать такие кабели в пучках практически любого размера без дополнительных противопожарных отсечек.
Заключение
Кабель АПвВнг(А)-LS 1-х жильный 20 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой брони и оболочки с пониженной пожарной опасностью, делает его универсальным для прокладки в различных условиях — от кабельных коллекторов до траншей. При проектировании и монтаже необходимо строго учитывать особенности одножильных кабелей среднего напряжения: обеспечение двухстороннего заземления экранов, правильный выбор схемы укладки для снижения потерь и применение соответствующих поправочных коэффициентов на токовую нагрузку. Соблюдение нормативных требований (ПУЭ, ГОСТ, рекомендаций производителя) гарантирует долговечную и безаварийную эксплуатацию кабельных линий на основе АПвВнг(А)-LS.