Кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 50 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 10 кВ, выполненный по современным стандартам с учетом требований пожарной безопасности. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения надежной передачи электроэнергии в распределительных сетях среднего напряжения в условиях повышенных требований к огнестойкости и газодымовыделению. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его свойств: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), В – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), нг(В) – нераспространяющий горение при групповой прокладке по категории В (наибольшая пожарная опасность по ГОСТ 31565), LS – Low Smoke, пониженное дымо- и газовыделение, 10 кВ – номинальное напряжение, 50 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ), что обеспечивает достаточную гибкость для монтажа. Жила может быть как однопроволочной (класс 1) для жестких условий, так и многопроволочной – это уточняется в заказе.
• Экран по жиле. Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 10 кВ.
• Экран по изоляции. Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор с равномерным радиальным электрическим полем.
• Поясная изоляция. Накладывается поверх экрана по изоляции. Обычно представляет собой ленты из полупроводящего материала или медные ленты в сочетании с полупроводящими.
• Медный экран (заземляющий). Выполнен в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции, или в виде медной ленты. Его назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для кабеля 50 мм² сечение этого экрана нормируется.
• Разделительный слой. Как правило, это поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатных лент, предотвращающая контакт медного экрана с внешней оболочкой.
• Оболочка. Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнг-LS). Эта оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также отвечает за огнезащитные свойства кабеля – нераспространение горения при групповой прокладке и низкое дымообразование.

Основные технические характеристики и параметры

Эксплуатационные параметры кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм² определяются его конструкцией и регламентируются межгосударственными стандартами (ГОСТ 31996-2012 и др.).

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	8,7/10 (12) кВ	ГОСТ 31996
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C	ГОСТ 31996
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250 °C	ГОСТ 31996
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля	ГОСТ 31996
Строительная длина	Не менее 250 м (могут быть укороченные отрезки)	ГОСТ 31996
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для прокладки в земле, кабельных сооружениях, на воздухе)	ГОСТ 15150
Срок службы	Не менее 30 лет	ГОСТ 31996

Таблица 2. Токовые нагрузки для кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм² (ориентировочные значения)*

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А (при +90°C жилы)	Ток односекундного КЗ, кА
В земле (траншее), при температуре грунта +20°C, удельном тепловом сопротивлении 1,2 К·м/Вт	175 — 190	~6,5 кА (зависит от конкретной конструкции экрана)
В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном канале), при температуре воздуха +25°C	190 — 210
В помещении (в кабельном лотке, этажерке)	180 — 200

• Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, групповую прокладку и пр.).

Область применения и особенности монтажа

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

• Питающие и распределительные линии в городских и промышленных электрических сетях 6-10 кВ.
• Кабельные вводы на подстанции и распределительные пункты.
• Питание мощных электродвигателей (насосных станций, вентиляторов, компрессоров).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажерках), где предъявляются высокие требования к пожарной безопасности (объекты инфраструктуры, метрополитен, ТЭЦ, АЭС).
• Прокладка в производственных помещениях с высокой категорией пожарной опасности.

Особенности монтажа и эксплуатации:

• Прокладка допускается в земле (траншеях), при условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, трубами) в местах с повышенной нагрузкой. Не является бронированным, поэтому при прямом заглублении требует особой осторожности.
• При групповой прокладке в лотках, коробах, по конструкциям необходимо соблюдать расстояния между пучками кабелей, регламентированные ПУЭ и СП, для обеспечения условий нераспространения горения.
• Обязательно требуется заземление медного экрана с двух сторон кабельной линии. Способы заземления (одностороннее, двухстороннее, поперечное) выбираются проектом в зависимости от длины линии и требований к защите.
• При монтаже необходимо строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба, чтобы не повредить изоляцию и экраны.
• Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и соответствовать их напряжению и сечению.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм²:

• Пожарная безопасность: Сочетание индексов «нг(В)» и «LS» делает его предпочтительным для прокладки в местах массового скопления людей и на ответственных объектах, где критично снижение токсичности и плотности дыма при пожаре.
• Надежность изоляции: Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает высокой стойкостью к тепловому старению, влаге, термодеформациям. Допустимая температура жилы на 30°C выше, чем у кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБ).
• Отсутствие пропитки: В отличие от кабелей с бумажной изоляцией, не имеет ограничений по перепаду высот при прокладке, так как нет риска стекания пропитки.
• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с бронированными кабелями (АВБбШв) аналогичного напряжения и сечения, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Коррозионная стойкость: Отсутствие стальной брони исключает риск ее коррозии.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Не предназначен для прокладки в земле без дополнительной защиты в местах с высокой активностью землеройных работ или риском механических повреждений.
• Чувствительность к ультрафиолету: ПВХ оболочка подвержена старению под воздействием прямых солнечных лучей, поэтому при открытой прокладке на воздухе рекомендуется защита (например, в гофре или лотке с крышкой).
• Стоимость: Выше, чем у кабелей с ПВХ изоляцией на среднее напряжение, но, как правило, ниже, чем у бронированных аналогов с XLPE изоляцией.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость специального инструмента и обученного персонала для разделки и монтажа муфт, критически важна чистота поверхностей изоляции при соединениях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВнг(В)-LS и АПвПг(В)-LS?

Разница в материале внешней оболочки. В маркировке «Пг» означает, что оболочка выполнена из полимерной композиции без галогенов (обычно полиолефиновой). Такие кабели, помимо низкого дымовыделения (LS), не выделяют коррозионно-активные галогеносодержащие газы (хлористый водород) при пожаре. Кабель с индексом «Пг» предъявляет более высокие требования к пожарной безопасности и используется на особо ответственных объектах (метро, атомные станции, высотные здания).

Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм² в земле (траншее)?

Да, можно, но с обязательным соблюдением мер защиты от механических повреждений. Согласно ПУЭ, кабели без брони на напряжение до 20 кВ при прокладке в земле должны быть защищены от механических повреждений путем укладки в трубы, тоннели, короба или покрытия сверху плитами. Прямое заглубление без защиты допускается только на участках, где повреждения маловероятны (например, под газонами), и при глубине заложения не менее 1 м.

Как правильно выбрать сечение заземляющего проводника, связанного с медным экраном этого кабеля?

Сечение заземляющего проводника, присоединяемого к медному экрану, должно быть выбрано по требованию ПУЭ (гл. 1.7) и с учетом возможности протекания токов короткого замыкания. Как правило, оно должно быть не менее сечения жил основного заземляющего контура, но на практике для кабеля 10 кВ часто используют медный проводник сечением не менее 50-70 мм². Точный расчет должен выполнять проектировщик.

Что означает категория «нг(В)» и чем она отличается от «нг(А)»?

Категории «нг(А)», «нг(В)», «нг(С)» и «нг(D)» определяют способность кабеля не распространять горение при групповой прокладке. Категория устанавливается по результатам специальных испытаний на пламенное горение. «нг(В)» – кабели, испытанные при самой высокой удельной пожарной нагрузке (7 л/м), что соответствует наиболее опасным условиям прокладки (большое количество кабелей в пучке). «нг(А)» – высшая категория, где испытания проводятся при еще более жестких условиях (использование дополнительного источника пламени). Для большинства промышленных объектов достаточно категории В.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Гарантированный срок службы, установленный стандартом, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать эту цифру и сильно зависит от условий прокладки и режима работы. Критическими факторами являются: превышение допустимой температуры жилы, термические циклы, воздействие влаги на поврежденную оболочку, механические напряжения, качество монтажа соединительных муфт. Регулярный мониторинг и диагностика (например, измерение частичных разрядов) позволяют продлить ресурс кабельной линии.

Чем отличается алюминиевая жила (А) от медной в кабелях на 10 кВ?

Основные отличия: 1) Электропроводность: Медь имеет более высокую проводимость, поэтому для одного и того же тока сечение алюминиевой жилы должно быть примерно на 60% больше, чем медной. 2) Вес и стоимость: Алюминиевый кабель легче и дешевле, что критично для протяженных линий. 3) Склонность к окислению: Алюминий образует на поверхности тугоплавкую окисную пленку, что требует применения специальных контактных паст или покрытий в местах соединений. 4) Ползучесть: Алюминий более склонен к «текучести» под длительным механическим давлением, поэтому контактные соединения требуют особого внимания (использование пружинных шайб, правильное усилие затяжки).

Заключение

Кабель АПвВнг(В)-LS 10 кВ 50 мм² является современным, технологичным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, где приоритет отдается пожарной безопасности и надежности. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, а оболочка из ПВХнг-LS позволяет безопасно применять его при групповой прокладке. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех требований нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, СП) являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы.