Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ 50 мм

Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ 50 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ 50 мм² представляет собой силовой кабель на среднее напряжение 20 кВ с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена и пониженным дымо- и газовыделением. Данная марка предназначена для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6000/10000 В (6/10 кВ) или 8700/15000 В (8,7/15 кВ) с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Фактическое рабочее напряжение 20 кВ указывает на максимальный уровень напряжения, на который рассчитана конструкция кабеля, что соответствует классу напряжения 20 кВ по международной классификации.

Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-LS

А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
Пв – материал изоляции жилы: сшитый полиэтилен (Пв – вулканизированный полиэтилен).
В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
нг(А) – исполнение по нераспространению горения: не распространяющий горение при одиночной прокладке, категория А (наибольшая огневая нагрузка).
LS (Low Smoke) – низкое дымо- и газовыделение при горении и тлении.
20 кВ – номинальное напряжение (U₀/U) 8,7/15 кВ, часто обозначаемое как кабель на 15 кВ, но с запасом по испытательному напряжению до 20 кВ.
50 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвВнг(А)-LS 50 мм² 20 кВ является многослойной и строго регламентированной ГОСТ, ТУ и МЭК.

Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная (секторная или круглая) или многопроволочная (как правило, секторная), соответствующая классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² чаще применяется однопроволочная жила.
Экран по жиле (полупроводящей слой): Экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, выравнивающий электрическое поле вокруг жилы и предотвращающий локальные перенапряжения.
Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 8,7/15 кВ составляет 4,5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу высокую термостойкость (до 90°C в длительном режиме) и стойкость к тепловым ударам.
Экран по изоляции (полупроводящей слой): Экструдированный полупроводящий слой, концентрично наложенный на изоляцию.
Металлический экран: Выполнен в виде медной ленты или проволочных спиралей (медных или алюминиевых). Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов, использование в качестве нулевой жилы в системах с эффективно заземленной нейтралью, а также для прокладки систем защиты от замыканий на землю. Для сечения 50 мм² типично применение медных лент.
Поясная изоляция: Обмотка из ПЭТ-ленты или аналогичного материала, предохраняющая металлический экран от контакта с внешней оболочкой.
Внешняя оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ-пластикат нг(А)-LS). Толщина оболочки рассчитывается в зависимости от диаметра кабеля под ней. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Электрические параметры

Параметр	Значение / Условие
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	8,7/15 кВ (17,5 кВ)
Максимально допустимая рабочая температура жилы	90°C (длительно), 130°C (в режиме перегрузки), 250°C (при коротком замыкании, не более 5 сек)
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Температурный диапазон эксплуатации	от -50°C до +50°C
Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп)*	~160-180 А (зависит от условий прокладки: в земле, воздухе, количестве рядом проложенных кабелей)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более	0,641 Ом/км (для однопроволочной жилы)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 5 мин.	30 кВ (для 8,7/15 кВ)

Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7-го изд., гл.1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов.

Пожаробезопасные характеристики (нг(А)-LS)

Огнестойкость: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке по категории А (наибольшая огневая нагрузка).
Коррозионная активность газовыделений: Индекс pH не менее 4,3, проводимость водного раствора не более 10 мкСм/мм. Показатели кислотности и электропроводности продуктов горения снижены, что минимизирует ущерб электронному оборудованию.
Дымовыделение: Коэффициент светопропускания при горении (дымообразование) не менее 50%.
Токсичность: Относительный индекс токсичности продуктов горения не более 120.

Области применения

Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ 50 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках:

В распределительных сетях 6-10-15 кВ (воздушных и кабельных линиях).
Для питания мощных электроприемников (трансформаторов, двигателей) на промышленных предприятиях.
Для сооружения вводов и ответвлений на подстанциях и распределительных пунктах.
Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях), а также в помещениях, включая зоны с массовым пребыванием людей, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (вокзалы, метро, торговые центры, многоэтажные здания).
В условиях возможного образования коррозионно-активных сред (благодаря оболочке LS).

Важно: Кабель не предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты (например, в трубах или кабельных блоках), так как ПВХ оболочка не обладает стойкостью к прямым механическим воздействиям грунта и может быть повреждена грызунами. Для прямой прокладки в земле предназначены марки с бронепокровом (АПвБбШв, АПвПу).

Сравнение с аналогами и выбор

Марка кабеля	Ключевые отличия	Предпочтительная область применения
АПвВнг(А)-LS	Алюминиевая жила, ПВХ оболочка нг(А)-LS, без брони.	Прокладка внутри помещений, в кабельных сооружениях с высокими требованиями к пожаробезопасности.
АПвБбШвнг(А)-LS	Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент и защитного шланга из ПВХ. Высокая механическая защита.	Прокладка в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений.
АПвПугнг(А)-LS	Герметизированная конструкция с алюмополимерной лентой и полимерной оболочкой, полная водонепроницаемость.	Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в условиях возможного подтопления.
ПвВнг(А)-LS	Медная (Cu) токопроводящая жила.	При необходимости повышенной проводимости, гибкости, стойкости к электрохимической коррозии в особо ответственных соединениях. Более высокая стоимость.

Требования к монтажу и эксплуатации

Радиус изгиба: При монтаже минимально допустимый радиус изгиба составляет 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с секторными жилами.
Заземление: Металлические экраны кабелей на напряжение 6 кВ и выше подлежат обязательному заземлению с двух концов для обеспечения нормального режима работы и безопасности. В сетях с изолированной нейтралью возможно применение заземления через ограничители перенапряжений.
Соединение и оконцевание: Должны производиться с использованием специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) на соответствующее напряжение, с обеспечением герметизации и непрерывности экранов.
Прокладка: При групповой прокладке необходимо учитывать поправочные коэффициенты на токовую нагрузку согласно ПУЭ. Прокладка в пучках без соблюдения расстояний приводит к снижению допустимого тока.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель на 20 кВ от кабеля на 10 кВ?

Указание «20 кВ» часто относится к максимальному классу напряжения, на который рассчитана конструкция изоляции. Фактически, кабель маркируется по номинальному напряжению U₀/U. Кабель «20 кВ» обычно соответствует напряжению 8,7/15 кВ (U_m=17,5 кВ), где 8,7 кВ – напряжение между жилой и землей, 15 кВ – между жилами. Кабель «10 кВ» обычно соответствует 6/10 кВ. Основное отличие – большая толщина изоляции (4,5 мм против 3,5-4,0 мм) и более высокое испытательное напряжение.

Можно ли проложить кабель АПвВнг(А)-LS 50 мм² 20 кВ напрямую в земле?

Нет, не рекомендуется. Оболочка из ПВХ нг(А)-LS не является броней и не предназначена для защиты от механических воздействий грунта, камней, давления, а также от грызунов. Для прямой прокладки в земле необходимо использовать бронированные кабели, например, АПвБбШвнг(А)-LS, или защищать данный кабель в трубах/блоках.

Какой токовая нагрузка у этого кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) для кабеля АПвВнг(А)-LS 50 мм² 20 кВ варьируется в зависимости от условий прокладки. Для ориентировочной оценки: при прокладке в земле (в траншее, одном кабеле) – около 180 А; при прокладке на воздухе (в кабельном канале, лотке) – около 160 А. Для точного расчета необходимо руководствоваться ПУЭ гл.1.3, учитывая температуру земли/воздуха, количество рядом проложенных кабелей, теплопроводность грунта и другие поправочные коэффициенты.

Почему важно заземлять экран на обоих концах для кабелей на 20 кВ?

Заземление металлического экрана с двух концов необходимо для: 1) Замыкания емкостных токов, возникающих между жилой и экраном, что предотвращает накопление заряда и опасные перенапряжения. 2) Обеспечения пути для тока короткого замыкания на землю, что гарантирует быстрое и надежное срабатывание релейной защиты. 3) Защиты от поражения персонала электрическим током при касании экрана. В сетях с изолированной нейтралью применяются специальные схемы заземления через ОПН или реакторы для ограничения токов циркуляции в экране.

В чем практическая разница между алюминиевым (АПвВнг-LS) и медным (ПвВнг-LS) кабелем на 20 кВ?

Основные различия носят технико-экономический характер:

Проводимость: Медь имеет удельное сопротивление примерно в 1,68 раза меньше, чем у алюминия. При одинаковом сечении 50 мм² медный кабель будет иметь меньшие потери на нагрев и может пропускать больший ток (I_доп будет выше примерно на 30%).
Механические свойства: Медная жила более гибкая и пластичная, менее хрупкая при частых изгибах.
Электрохимическая коррозия: Медь менее подвержена коррозии в соединениях.
Вес и габариты: Алюминиевый кабель легче и, как правило, дешевле.
Стоимость: Медный кабель значительно дороже. Выбор основан на расчете полной стоимости владения, учитывающем потери электроэнергии, стоимость монтажа и срок службы.

Что означает индекс (А) в обозначении нг(А)?

Индекс (А) обозначает категорию испытания кабеля на нераспространение горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория А – наиболее требовательная, предполагающая испытание пучка кабелей с суммарным тепловыделением 7 кВт на метр длины (огневая нагрузка 20,5 л горючего вещества). Кабель, прошедший испытание по категории А, гарантированно не распространяет горение в самых тяжелых условиях групповой прокладки.

Кабель АПвВнг(А)-LS 20 кВ 50 мм