Кабель силовой АПвВнг(В)-LS на напряжение 10 кВ с сечением жилы 300 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвВнг(В)-LS 10 кВ 300 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в оболочке из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 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 АПвВнг(В)-LS

• А – материал жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции: сшитый полиэтилен (в обозначении «Пв» – полиэтилен вулканизированный).
• В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
• нг(В) – исполнение по нераспространению горения: «нг» – не распространяющий горение, категория «(В)» указывает, что испытания на нераспространение горения проводятся по высшему классу пожарной опасности (кабели, прокладываемые пучками).
• LS (Low Smoke) – низкое дымо- и газовыделение при горении и тлении.
• 10 кВ – номинальное напряжение.
• 300 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ 300 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать пространство в кабельных конструкциях. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 300 мм² включительно или многопроволочной (мн) по требованию заказчика. Для сечения 300 мм² чаще применяется однопроволочная жила.

2. Экран на жиле (полупроводящий слой)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые могут повредить основную изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки) молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокую термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к тепловым ударам и механическую прочность. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31565 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 3,0-4,0 мм.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже с внешней стороны изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с экранами накладывается общий поясной экран. Он может быть выполнен в виде медных или алюминиевых лент, либо в виде продольно наложенной медной проволоки с лентой. Этот слой служит для симметрирования электрического поля и является частью токопроводящего экрана.

6. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между жилами заполняется ПВХ-пластикатом пониженной пожарной опасности или негорючими материалами (например, слюдосодержащими лентами) для придания кабелю круглой формы и повышения огнестойкости. Поверх поясной изоляции может накладываться разделительный слой из ПВХ-ленты.

7. Оболочка

Внешняя защитная оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности с низким дымо- и газовыделением (ПВХнг-LS). Оболочка обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам, влаге и распространению пламени. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	12
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение, кВ/5 мин.	25	Для новых кабелей после прокладки
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме работы
Допустимая температура жилы при КЗ, °C (до 5 сек.)	+250
Допустимая температура жилы при перегрузке, °C	+130
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля	Для одножильных кабелей

Токовые нагрузки (примерные, ориентировочные)

Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Приведенные ниже данные являются справочными. Точные значения должны определяться по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, число рядом проложенных кабелей и т.д.).

Способ прокладки	Допустимый длительный ток, А (для трехжильного кабеля)
В земле (в траншее), один кабель	~ 390 — 420 А
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле), один кабель	~ 360 — 390 А
В кабельном канале (лотке) пучком, несколько кабелей	Требует расчета с понижающими коэффициентами

Характеристики пожарной безопасности

• Категория исполнения по нераспространению горения: нг(В)-LS. Кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории В (наиболее строгие условия испытаний).
• Огнестойкость: Как правило, кабель не является огнестойким (не маркируется индексом FR). При необходимости огнестойкости следует выбирать кабели с маркировкой АПвВнг(В)-FRLS, имеющие дополнительный барьер из слюдосодержащих лент.
• Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения: Индекс pH не менее 4,0; проводимость водного раствора не более 10,0 мСм/мм. Это означает низкую коррозионную активность дыма, что защищает электронное оборудование при пожаре.
• Дымообразование: Коэффициент светопропускания при тлении не менее 50%, при горении – не менее 20%.

Область применения

Кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ 300 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на класс напряжения 10 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10 кВ: Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях) и производственных помещениях для питания районных и промышленных подстанций, крупных потребителей.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, торговые центры – везде, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (категория нг(В)-LS).
• Промышленные предприятия: Питание мощного электропривода, главных понизительных подстанций цехов.
• Жилищное строительство: Для ввода и распределения электроэнергии в многоквартирных домах повышенной этажности.
• Установка в помещениях с массовым пребыванием людей: Благодаря низкому дымо- и газовыделению кабель разрешен к применению в таких зданиях.

Важно: Кабель не предназначен для прокладки непосредственно в земле (траншее) без дополнительной защиты (например, без брони). Для прокладки в земле следует использовать бронированные модификации, например, АПвБбШв или АПвПуг.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл):

• Преимущества АПвВнг(В)-LS: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), большая допустимая токовая нагрузка при том же сечении. Меньший вес и радиус изгиба. Отсутствие риска стекания пропитки при прокладке на вертикальных участках. Высокие пожарные характеристики (нг-LS). Более длительный срок службы (30-40 лет против 25-30).
• Недостатки: Более высокая стоимость. Чувствительность к механическим повреждениям при отсутствии брони (актуально для данной небронированной модификации).

Сравнение с кабелем в ПВХ изоляции (АВВГ):

• Преимущества АПвВнг(В)-LS: Применение на среднее напряжение (10 кВ), в то время как АВВГ – кабель на напряжение до 1 кВ. Качественно лучшие диэлектрические и температурные характеристики изоляции из СПЭ.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Допускается прокладка в кабельных сооружениях, помещениях, на открытом воздухе (с защитой от прямых солнечных лучей). При групповой прокладке необходимо учитывать понижающие коэффициенты к токовой нагрузке.
• Монтаж при низких температурах: Прокладка без подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или прогревать.
• Заделка концов: Требует применения специальных кабельных муфт (концевых и соединительных) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 10 кВ. Обязательна качественная разделка с удалением полупроводящих слоев и установка экрана.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом ввода в эксплуатацию является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением или переменным напряжением частотой 0,1 Гц (VLF).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвВнг(В)-LS от АПвВГ?

Кабель АПвВГ имеет обычную ПВХ оболочку, которая не обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке и имеет высокое дымо- и газовыделение. АПвВнг(В)-LS имеет оболочку из ПВХнг-LS, что позволяет прокладывать его пучками (категория В) в помещениях с массовым пребыванием людей, так как он не распространяет горение и выделяет мало дыма.

Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ в земле?

Нет, напрямую в земле (траншее) прокладывать данную модификацию не рекомендуется, так как она не имеет бронепокрова для защиты от механических повреждений (давление грунта, раскопки). Для прокладки в земле необходимо использовать бронированные кабели, например, АПвБбШвнг(В)-LS или АПвПугнг(В)-LS.

Какое сечение экрана (заземляющего проводника) у данного кабеля?

В трехжильных кабелях на напряжение 6/10 кВ экран (поясная изоляция) обычно выполняется из медных лент или проволок. Сечение экрана нормируется стандартами и для кабеля 300 мм², как правило, составляет 25 мм² или 35 мм². Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя.

Какой срок службы у кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и отсутствии внешних повреждений.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке кабеля на эстакаде?

При прокладке на открытых эстакадах рекомендуется использовать кабели в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (например, марки АПвП) или обеспечивать защиту от прямого ультрафиолетового излучения с помощью гофрированных труб или коробов. ПВХ-оболочка кабеля АПвВнг(В)-LS менее устойчива к длительному воздействию солнечного света.

В чем разница между кабелями с индексом «нг(А)», «нг(В)» и «нг(С)»?

Индексы А, В, С обозначают категорию испытаний кабеля на нераспространение горения при групповой прокладке. Категория «А» – наивысшая, подразумевает испытание при самом высоком тепловом воздействии. «В» – высокий уровень (испытание при меньшей тепловой мощности, чем для А). «С» – стандартный уровень. Кабель АПвВнг(В)-LS испытан по категории В, что соответствует большинству требований для общественных зданий и промышленных объектов.

Можно ли использовать этот кабель во взрывоопасных зонах?

Сам по себе кабель АПвВнг(В)-LS не является специальным кабелем для взрывоопасных зон (например, не имеет маркировки «Кл.I» или «Ex»). Для взрывоопасных зон необходимо применять кабели, специально предназначенные для таких условий, с соответствующими сертификатами и конструктивными особенностями.