Кабель силовой АПвВнг(В)-LS 1-х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвВнг(В)-LS 1х… 6 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, пожарной безопасности и длительного срока службы в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтина, В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, нг(В) – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории В, LS – Low Smoke, с пониженным дымовыделением.

Конструкция кабеля АПвВнг(В)-LS

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Точное соответствие каждого слоя требованиям технических условий гарантирует заявленные характеристики.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше выполняется секторной или сегментной формы для компактности. Жила может быть как однопроволочной (для меньших сечений), так и многопроволочной, что обеспечивает гибкость.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтина или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, сохраняет эластичность и механическую прочность полиэтина, но приобретает стойкость к высоким температурам (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции для создания равномерного цилиндрического электрического поля и предотвращения поверхностных разрядов.
• Поясная изоляция: Выполняется из электропроводящих бумаг или лент. Обеспечивает контакт между экраном по изоляции и металлическим экраном.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание тока на землю в случае пробоя изоляции (функция нулевого провода в сетях с изолированной нейтралью), механическая защита. Для одножильных кабелей является обязательным элементом для компенсации индуктивности и снижения потерь.
• Оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести с пониженным дымовыделением (ПВХнг(В)-LS). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, влага, химикаты) и является барьером от распространения пламени.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвВнг(В)-LS предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Питающие и распределительные сети промышленных предприятий (шахты, заводы, нефтехимические комплексы).
• Электроснабжение объектов инфраструктуры (насосные станции, вентиляционные установки, тяговые подстанции).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в производственных помещениях и электрощитовых.
• Прокладка в блоках и по стенам (с учетом требований к нераспространению горения).

Условия эксплуатации: Кабель рассчитан для работы в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. Допустимая температура нагрева жилы: +90°C в длительном режиме, +130°C в режиме перегрузки (не более 100 часов в год), +250°C в режиме короткого замыкания (максимум 4 секунды). Кабель устойчив к воздействию относительной влажности воздуха до 98% при температуре до +35°C. Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с секторными жилами.

Технические характеристики и параметры

Основные электрические и механические параметры регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и ТУ 16.К71-335-2004 (для 6 кВ).

Таблица 1. Номинальные сечения жил и электрические параметры (при температуре жилы +90°C)

Номинальное сечение жилы, мм²	Максимальное сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км	Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе, А	Примерная масса 1 км кабеля, кг
50	0.641	175	1100
70	0.443	215	1350
95	0.320	260	1650
120	0.253	300	1900
150	0.206	340	2200
185	0.164	385	2550
240	0.125	450	3100

Испытательные напряжения: Кабель должен выдерживать испытание переменным напряжением частотой 50 Гц величиной 15 кВ в течение 10 минут после пребывания в воде в течение 24 часов. Также проводится испытание импульсным напрячением 60 кВ.

Особенности прокладки и монтажа одножильных кабелей 6 кВ

Прокладка одножильных кабелей на среднее напряжение имеет критически важную особенность – наличие вихревых токов и повышенной индуктивности из-за переменного магнитного поля вокруг каждой жилы. При неправильной прокладке это приводит к значительным потерям мощности, перегреву и выходу кабеля из строя.

• Расположение фаз: При прокладке вплотную в одной плоскости рекомендуется использовать расположение «в треугольник». При прокладке «в ряд» потери максимальны. Для их снижения расстояние между кабелями должно быть не менее диаметра кабеля, а для больших сечений – применяются специальные немагнитные разделители.
• Заземление экранов: Металлические экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с двух концов. В противном случае, при обрыве или отсутствии заземления на одном конце, на экране может наводиться опасное для жизни напряжение, достигающее нескольких киловольт. В длинных линиях для снижения циркулирующих токов может применяться одноточечное или кросс-соединение экранов, однако такая схема требует детального расчета и обоснования.
• Монтаж концевых заделок: Обязательно применение специализированных концевых муфт (КНСт) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Муфта обеспечивает плавный градиент электрического поля, герметизацию торца кабеля и надежное соединение экрана с землей.

Преимущества и недостатки кабеля АПвВнг(В)-LS 6 кВ

Преимущества:

• Высокая пропускная способность и термостойкость изоляции из сшитого полиэтина.
• Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (БПИ) того же напряжения и сечения.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке, в отличие от кабелей с БПИ.
• Пожаробезопасность: нераспространение горения при групповой прокладке, низкое дымо- и газовыделение.
• Длительный срок службы (не менее 30 лет).

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к механическим повреждениям (забоинам, надрезам) при монтаже, которые могут стать очагом частичных разрядов и привести к пробою.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ.
• Сложность ремонта в полевых условиях после повреждения изоляции из СПЭ.
• Обязательность применения специального инструмента и обученного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВнг(В)-LS и АВВГнг(В)-LS на 6 кВ?

Разница фундаментальна и заключается в материале изоляции. У АВВГнг изоляция жил выполнена из поливинилхлорида (ПВХ), который имеет максимальную допустимую температуру нагрева жилы всего +70°C. Кабель АПвВнг имеет изоляцию из сшитого полиэтина (+90°C). Это позволяет при одинаковом сечении пропускать на 20-30% больше тока. Кроме того, кабели с ПВХ-изоляцией на напряжение 6 кВ морально устарели, имеют больший диаметр и вес, и их производство значительно сокращено. Кабель с СПЭ является современным стандартом для сетей среднего напряжения.

Почему для одножильного кабеля 6 кВ так важен металлический экран? Можно ли его не заземлять?

Металлический экран выполняет несколько жизненно важных функций: замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, защищает от внешних электромагнитных наводок, а в аварийном режиме (пробой изоляции) обеспечивает путь для тока короткого замыкания на землю. Не заземлять экран категорически запрещено. При отсутствии заземления на одном из концов, на экране наводится высокое напряжение, опасное для персонала и оборудования. Также это приводит к возникновению циркулирующих токов, дополнительным потерям и перегреву.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвВнг(В)-LS 6 кВ?

Выбор сечения проводится в строгом соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), гл. 1.3. Он включает следующие этапы:
1. По допустимому длительному току (табличные значения, как в Таблице 1, с поправками на условия прокладки).
2. По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для силовых сетей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что кабель не разрушится за время срабатывания защиты).
4. По экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).
Окончательное сечение принимается по наибольшему значению, полученному в результате этих расчетов.

Допускается ли прокладка кабеля АПвВнг(В)-LS в земле (траншее)?

Нет, стандартная модификация кабеля с оболочкой из ПВХнг(В)-LS не предназначена для непосредственной прокладки в земле. Для прокладки в грунте необходимо использовать кабели с защитным покровом (броней), например, АПвБбШв или АПвПуг. Оболочка «Внг» не обладает достаточной механической прочностью для сопротивления нагрузкам от грунта, давлению камней и возможным повреждениям при раскопках.

Что означает индекс (В) в маркировке нг(В)?

Индекс (В) указывает на категорию по нераспространению горения при групповой прокладке согласно ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория В является наиболее строгой для отечественных кабелей и означает, что при испытании пучка кабелей (имитация групповой прокладки) горение не распространяется на верхнюю часть испытательной камеры. Это позволяет прокладывать кабель в пучках практически любого размера без дополнительных огнезащитных мероприятий, что критически важно для кабельных эстакад и тоннелей.

Заключение

Кабель АПвВнг(В)-LS 1х… 6 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения на промышленных и инфраструктурных объектах. Его эксплуатационные преимущества, такие как высокая пропускная способность, пожаробезопасность и долговечность, делают его предпочтительным выбором по сравнению с устаревшими аналогами. Однако для реализации этих преимуществ необходимо строгое соблюдение правил выбора сечения, прокладки (особенно касающейся расположения фаз и заземления экранов) и монтажа с применением квалифицированного персонала и специализированной кабельной арматуры. Грамотное применение данного кабеля обеспечивает высокий уровень бесперебойности и безопасности системы электроснабжения.