Кабель силовой АПвВнг(А)-LS на напряжение 10 кВ, сечением 400 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитном шланге из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Данный тип кабеля является современным, высокотехнологичным решением для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и безопасность при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности. Ниже представлен детальный разбор всех аспектов данного кабельного изделия.

Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм²

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции жил: сшитый полиэтилен (в обозначении «Пв» – полиэтилен вулканизированный).
• В – материал оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
• нг(А) – исполнение по нераспространению горения: не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожаробезопасность, испытание проводится при прокладке 7-ми кабелей с высокой удельной тепловой нагрузкой).
• LS (Low Smoke) – с пониженным дымо- и газовыделением при горении и тлении.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
• 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвВнг(А)-LS является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 400 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила может быть как однопроволочной, так и многопроволочной в зависимости от требований стандарта и заказчика.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокую термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к механическим нагрузкам и влаге. Толщина изоляции нормируется стандартами на напряжение 10 кВ.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции жилы.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх экранированных изолированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя, которая объединяет жилы в единый сердечник.

6. Металлический экран

Поверх поясной изоляции (или непосредственно на экраны жил для одножильных кабелей) накладывается металлический экран. Для кабеля АПвВнг(А)-LS это, как правило, медные или алюминиевые ленты в виде спиральной или продольной обмотки, либо оплетка из медных проволок. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Создание симметричного электрического поля вокруг кабеля.
• Защита от внешних электрических влияний.

7. Дренажная жила

В конструкции присутствует неизолированная медная жила малого сечения, укладываемая поверх металлического экрана. Она служит для соединения металлических экранов отрезков кабеля между собой и заземления, обеспечивая нулевой потенциал на экране по всей длине линии.

8. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг(А)-LS). Эта оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, влаге, а также отвечает за огнестойкие свойства кабеля: нераспространение горения при групповой прокладке и низкое дымо- и газовыделение.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ
Количество и сечение жил	1, 3 жилы сечением 400 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)*	~450-480 А (для 1 жилы в земле)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0778 Ом/км (для многопроволочной)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	30 кВ (в течение 10 мин. после монтажа)
Стойкость к распространению горения	Соответствует ГОСТ Р МЭК 60332-3-22, категория А (F/R)
Коррозионная активность продуктов горения	pH ≥ 4,3, проводимость ≤ 10 мСм/мм (по ГОСТ 12176)
Срок службы	Не менее 30 лет

• Точное значение I_дл.доп. зависит от конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, температура грунта, количество кабелей в траншее и т.д.) и должно определяться по актуальным ПУЭ и расчетным таблицам.

Область применения и условия прокладки

Кабель АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10 кВ: питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: электроснабжение мощного оборудования, главные питающие линии цехов.
• Объекты инфраструктуры: аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, торговые центры.
• Системы собственных нужд электростанций и подстанций.

Условия прокладки и эксплуатации:

• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), в производственных помещениях, а также на специальных кабельных конструкциях.
• Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Важно: стандартная модификация АПвВнг(А)-LS не имеет брони, поэтому для прямой прокладки в земле без защитных труб или лотков следует применять бронированные версии, например, АПвБбШвнг(А)-LS.
• Прокладка в помещениях и коллекторах с массовой прокладкой кабелей, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (категория «нг(А)»).
• Эксплуатация в условиях умеренного и холодного климата.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокие электрические характеристики: сшитый полиэтилен имеет более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C для бумажно-масляной изоляции), что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава: в отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией (АСБл и др.).
• Высокая стойкость к ударным нагрузкам и вибрации.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах по сравнению с маслонаполненными кабелями.
• Пожарная безопасность: исполнение «нг(А)-LS» минимизирует риск распространения пламени и задымления при пожаре.
• Простота монтажа и соединения: возможность изготовления кабеля в длинных строительных длинах, меньшая трудоемкость монтажа муфт.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (надрезам) при монтаже, которые могут стать очагом развития электрического дерева. Требуется аккуратность при работе.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной на низкое напряжение.
• Отсутствие брони в базовом исполнении, что требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле.
• Необходимость тщательного заземления металлических экранов с двух сторон для предотвращения наведения напряжения и обеспечения нормального режима работы.

Сравнение с другими типами кабелей на 10 кВ

Таблица 2. Сравнение кабелей на напряжение 10 кВ

Параметр	АПвВнг(А)-LS (СПЭ)	АСБл (Бумажно-масляная, броня)	АВВГ (ПВХ изоляция)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Пропитанная бумага	Поливинилхлорид (ПВХ)
Макс. t° работы жилы	+90°C	+70°C (длит.)	+70°C
Пожарная опасность	Низкая (нг-LS)	Высокая (горючая пропитка)	Высокая (распространяет горение, выделяет много дыма и HCl)
Влагозащищенность	Высокая	Критична к повреждению оболочки (гидрофобизация)	Высокая
Механическая защита	Только оболочка (ПВХ)	Есть (стальные ленты + подушка)	Только оболочка (ПВХ)
Радиус изгиба	15D	25D и более	10D
Основное применение	Современные сети, объекты с требованиями ПБ, коллекторы	Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты	Распределительные сети (все менее актуально для 10 кВ)

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие АПвВнг(А)-LS от АПвВГ?

Основное отличие – в показателях пожарной безопасности. Кабель АПвВГ имеет обычную ПВХ оболочку, которая распространяет горение при групповой прокладке и выделяет большое количество густого черного дыма и хлороводорода при горении. Кабель АПвВнг(А)-LS имеет оболочку из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности, который не распространяет горение при групповой прокладке (категория А) и обладает пониженным дымо- и газовыделением (LS). Это делает его применимым в многолюдных общественных местах и на объектах с массовой прокладкой кабелей.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм² непосредственно в земле (траншее)?

Прямая прокладка в земле не рекомендуется для данной модификации, так как она не имеет броневой защиты (буква «Б» в маркировке). Механические воздействия (напр., при раскопках) могут повредить оболочку и экраны. Для прокладки в земле следует выбирать бронированные кабели, например, АПвБбШвнг(А)-LS, где «Бб» – броня из стальных оцинкованных лент, а «Шв» – защитный шланг из ПВХ. АПвВнг(А)-LS может быть проложен в земле только в случае размещения в трубах, блоках или тоннелях, обеспечивающих механическую защиту.

3. Как правильно выбрать сечение 400 мм²? На какой ток нагрузки оно рассчитано?

Сечение 400 мм² выбирается на основании расчета электрических нагрузок, токов короткого замыкания и потерь напряжения. Допустимый длительный ток для такого кабеля зависит от множества факторов: способа прокладки (в воздухе, в земле), температуры окружающей среды, количества работающих рядом кабелей, удельного теплового сопротивления грунта (для подземной прокладки). Ориентировочное значение для одиночного кабеля, проложенного в земле при температуре грунта +20°C, составляет около 450-480 А. Точный расчет должен производиться по методике, изложенной в главе 1.3 ПУЭ 7-го издания, с использованием соответствующих таблиц и поправочных коэффициентов.

4. Обязательно ли использовать концевые и соединительные муфты именно для кабелей с СПЭ изоляцией?

Да, это строго обязательно. Для монтажа кабельных линий на 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена необходимо применять специальные муфты (концевые КНСт/КНСп, соединительные ПСТ/ПСп), рассчитанные на работу с данным типом изоляции и конкретным сечением. Их конструкция обеспечивает плавный градиент электрического поля, герметизацию и механическую прочность соединения. Использование муфт для бумажной изоляции на СПЭ кабеле недопустимо и приведет к аварии.

5. Как осуществляется заземление экрана кабеля и зачем это нужно?

Металлический экран (обычно в сочетании с дренажной жилой) должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для:

• Стекания емкостных токов на землю в нормальном режиме работы.
• Обеспечения пути для тока короткого замыкания в аварийном режиме для корректной работы релейной защиты.
• Защиты персонала от поражения электрическим током (снятие напряжения с экрана).
• Защиты кабеля от внешних электромагнитных влияний и коррозии, вызванной блуждающими токами.

Способ заземления (глухое, перекрестное, через ограничитель перенапряжений) выбирается в проекте в зависимости от длины линии и параметров сети.

6. Что означает индекс (А) в маркировке «нг(А)» и чем он отличается от «нг(B)»?

Индекс (А), (B), (C) или (D) обозначает категорию испытания кабеля на нераспространение горения при групповой прокладке по ГОСТ Р МЭК 60332-3. Категория А – наиболее жесткая: испытание проводится для пучка из 7-ми кабелей с высоким тепловыделением (эквивалент мощности 45,5 кВт на 1 метр пучка). Категории B, C, D предполагают испытание с меньшим количеством кабелей и меньшей удельной тепловой нагрузкой (39,5; 20,5; 3,5 кВт/м соответственно). Таким образом, кабель «нг(А)» гарантированно не распространяет горение в самых тяжелых условиях, что делает его предпочтительным для ответственных объектов с плотной пучковой прокладкой.

Заключение

Кабель АПвВнг(А)-LS 10 кВ 400 мм² представляет собой современное, надежное и безопасное решение для построения и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, а исполнение с индексом «нг(А)-LS» соответствует самым строгим требованиям пожарной безопасности. Правильный выбор, монтаж с использованием специализированной арматуры и соблюдение правил эксплуатации позволяют создать долговечную и безотказную кабельную линию, отвечающую требованиям современных энергосистем и объектов инфраструктуры.