Кабель АПвВнг(А)-LS 35 кВ 150 мм
Кабель силовой АПвВнг(А)-LS 35 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвВнг(А)-LS 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям по пожарной безопасности, надежности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ по старой классификации, но в современном понимании – вулканизированный полиэтилен), В – оболочка из поливинилхлорида, нг(А) – не распространяющий горение по категории А (при групповой прокладке), LS – Low Smoke, с пониженным дымовыделением при горении.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция кабеля АПвВнг(А)-LS 35 кВ 150 мм² является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей) или аналогичной. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать пространство в кабельных линиях. Секторная форма улучшает теплоотвод и обеспечивает более плотную укладку в муфтах и коробах.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов у поверхности жилы, что критически важно для кабелей высокого напряжения.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу химической или радиационной вулканизации, обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами. Он сохраняет стабильность при высоких температурах (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу. Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 18410 или ТУ 16.К71-335-2004) и для 35 кВ составляет несколько миллиметров.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичный слой, наносимый поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, обеспечивая симметричность поля и защищая от внешних воздействий.
- Поясная изоляция: Выполняется из полупроводящих или изоляционных материалов в виде лент. Служит для фиксации и выравнивания поверхности экрана перед наложением металлического экрана.
- Металлический экран: Один из наиболее ответственных элементов. Для кабеля 35 кВ 150 мм² обычно выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно с нахлестом, или в виде оплетки из медных проволок. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание тока короткого замыкания (токов КЗ) и обеспечение безопасного монтажа (заземление). Для сечения 150 мм² сечение медного экрана нормируется и обычно составляет не менее 25 мм².
- Оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг(А)-LS). Эта оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, влаге, ультрафиолету. Индексы «нг(А)» и «LS» указывают, что материал не поддерживает горение при групповой прокладке и выделяет минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов (галогенов) при пожаре.
- Точное значение Iдоп определяется по ПУЭ 7-го изд., глава 1.3, с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха и количества работающих кабелей вплотную.
- Магистральные и распределительные линии в сетях 35 кВ.
- Подключение мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в производственных помещениях и электростанциях.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Важно: базовая конструкция АПвВнг(А)-LS не имеет брони, поэтому для прямой прокладки в земле без защитных труб или лотков требуется заказывать модификацию с броней – АПвБбШвнг(А)-LS.
- Высокая пропускная способность: Благодаря сшитому полиэтилену и повышенной рабочей температуре.
- Надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки, стойкость к влаге и термическому старению.
- Безопасность: Соответствие современным нормам пожарной безопасности (ГОСТ Р 53315-2009, ГОСТ Р 53769-2010).
- Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями.
- Экономичность: Снижение потерь электроэнергии, меньшие эксплуатационные расходы.
- Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции, измерить сопротивление изоляции.
- При прокладке в зимнее время при температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в тепляках.
- Радиус изгиба должен строго соблюдаться во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Металлический экран подлежит обязательному заземлению с двух сторон для обеспечения его защитных функций и безопасности персонала. В схемах с односторонним заземлением экрана необходимо обеспечить его защиту от наведенного напряжения.
- При переходе из среды с одной температурой в другую (например, из земли в помещение) необходимо предусмотреть сальниковые вводы для предотвращения образования конденсата.
- Для оконцевания и соединения должны использоваться специальные муфты (концевые и соединительные), рассчитанные на напряжение 35 кВ и совместимые с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- sqrt(t) / K, где Iкз – ток КЗ, t – время его действия, K – коэффициент (для меди ~ 250). Производители, как правило, предлагают кабели с увеличенным сечением экрана по специальному заказу.
Основные технические и электрические характеристики
Параметры кабеля регламентируются техническими условиями завода-изготовителя, разработанными на основе ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 30 и 35 кВ) и других стандартов.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20,6/35 |
| Сечение основной жилы, мм² | 150 |
| Количество и форма жил | 1 жила, секторная/сегментная |
| Материал жилы | Алюминий |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Длительно допустимая температура токопроводящей жилы, °C | +90 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева), °C | -15 |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км | Не менее 1000 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время | 65 кВ / 10 мин. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км | Не более 0,206 (для алюминия) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~320-350 А (зависит от условий прокладки) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвВнг(А)-LS 35 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Благодаря индексам «нг(А)» и «LS» кабель разрешен к групповой прокладке (категория А по нераспространению горения) в помещениях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в метрополитенах, на объектах энергетики, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
Сравнение с аналогами и ключевые преимущества
По сравнению с кабелями старой конструкции, например, с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) или с изоляцией из ПВХ, кабель АПвВнг(А)-LS обладает рядом преимуществ:
| Критерий | АПвВнг(А)-LS (XLPE) | Кабель с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) |
|---|---|---|
| Допустимая температура жилы | Выше (+90°C) | Ниже (+70°C) |
| Токовая нагрузка | Выше на 20-30% при равном сечении | Ниже |
| Монтаж | Проще, нет ограничений по перепадам высот, не требует специальных муфт для остановки масла | Сложнее, ограничения по укладке |
| Эксплуатация | Не требует контроля уровня масла, практически не требует обслуживания | Требует контроля масляной системы |
| Пожарная безопасность | Высокая (негорючий, с низким дымовыделением) | Низкая (горючая пропитанная бумага, масло) |
Преимущества АПвВнг(А)-LS 35 кВ:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок» и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые моменты:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвВнг(А)-LS от АПвПнг(А)-LS?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. В АПвВнг(А)-LS оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), а в АПвПнг(А)-LS – из полиэтилена (ПЭ). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным химическим средам, но, как правило, менее устойчива к распространению горения. Кабель с ПЭ оболочкой чаще применяется для прокладки в земле (в модификации с броней), а с ПВХ – в помещениях и коллекторах.
Можно ли прокладывать данный кабель в земле без защиты?
Нет, категорически не рекомендуется. Базовая конструкция АПвВнг(А)-LS не имеет бронепокрова (обозначаемого буквой «Б» в маркировке). Для прямой прокладки в земле (траншее) требуется кабель в броне из стальных оцинкованных лент, например, АПвБбШвнг(А)-LS. Прокладка незащищенного кабеля в земле допустима только в трубах или блоках, обеспечивающих механическую защиту.
Как правильно выбрать сечение медного экрана для данного кабеля?
Сечение медного экрана нормируется техническими условиями. Для кабеля 35 кВ 150 мм² оно обычно составляет не менее 25 мм². При выборе кабеля для проектов с высокими токами короткого замыкания необходимо выполнить проверочный расчет по термической стойкости экрана, используя формулу Sэкр >= Iкз
Каков срок службы кабеля АПвВнг(А)-LS 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режима нагрузки, условий окружающей среды (температуры, наличия агрессивных сред) и качества проведенных монтажных работ.
Что означает индекс (А) в маркировке нг(А)?
Индекс (А) обозначает высшую категорию по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ Р 53315-2009. Кабель, испытанный по категории А, гарантированно не распространяет горение при прокладке пучком (в несколько рядов) с общим приведенным объемом горючих материалов 7 литров на 1 метр длины. Это позволяет прокладывать его в любых количествах без дополнительных противопожарных отсечек, в отличие от кабелей с индексом нг(B), нг(C) или нг(D), для которых существуют ограничения.
Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?
Да, монтаж муфт на кабели высокого напряжения 35 кВ является высокотехнологичной операцией, требующей специального оборудования (для зачистки изоляции, наложения полупроводящих и изоляционных слоев, термоусадки или заливки компаундом), а также квалифицированного персонала, прошедшего обучение у производителя муфт. Работы должны выполняться в строгом соответствии с технологической картой.