Кабель АПвКаПг 3х150

Кабель АПвКаПг 3х150: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвКаПг 3х150 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, экраном из алюмополимерной ленты, медными проволоками, объединенными экран-проводником, и наружной оболочкой из поливинилхоридного пластиката пониженной горючести. Данная марка кабеля предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля отвечает современным требованиям к надежности, безопасности и долговечности в распределительных сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКаПг 3х150

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
Пв – материал изоляции: сшитый полиэтилен (Пв – обозначение для полиэтилена, сшитого пероксидным способом).
Ка – тип экрана: комбинированный экран в виде алюмополимерной ленты, наложенной продольно, и медных проволок, наложенных поверх нее. Буква «а» указывает на алюминиевый компонент экрана.
Пг – тип наружной оболочки: поливинилхлоридный пластикат пониженной горючести («г» — голый, то есть без защитных покровов, но с оболочкой).
3х150 – количество и номинальное сечение основных токопроводящих жил: три жилы сечением 150 мм² каждая.

Таким образом, полное наименование описывает кабель с тремя алюминиевыми жилами сечением 150 мм², изолированными сшитым полиэтиленом, с комбинированным экраном и оболочкой из ПВХ пластиката пониженной горючести.

Конструкция кабеля АПвКаПг 3х150

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности), многопроволочная, класса 1 или 2 по гибкости. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов.
Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ — 3,0 мм, для 20 кВ — 5,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), механическую прочность и стойкость к трекингу.
Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции также в виде экструдированного слоя. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
Металлический экран (заземляющий): Комбинированный экран типа «Ка». Состоит из двух элементов:
- Алюмополимерная лента (ламинированная лента из алюминиевой фольги и полимерной пленки), наложенная продольно с перекрытием. Обеспечивает 100%-ю продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги и служит элементом экрана.
- Медные проволоки (нулевые проволоки), наложенные поверх ленты. Их количество и сечение нормируются. Проволоки выполняют функцию проводника для тока короткого замыкания и являются основным элементом, объединяющим экран и служащим для его заземления. Часто поверх проволок накладывается медная лента-бандаж.
Поясная изоляция: Может выполняться в виде обмотки из полимерной пленки или нетканого материала для фиксации экрана.
Наружная оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ-Пг) по ГОСТ 5960. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки рассчитывается в зависимости от диаметра кабеля под ней. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред и распространения пламени.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля АПвКаПг 3х150 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ».

Электрические параметры (для Uн=10 кВ)

Номинальное напряжение Uн/U (Uо): 6/10 (6) кВ; 10/10 (8,7) кВ; 20/20 (18) кВ. Где Uн – междуфазное напряжение, U – наибольшее рабочее напряжение, Uо – напряжение между жилой и землей/экраном.
Максимально допустимая температура жилы:
- в длительном режиме работы: +90°C
- в режиме перегрузки (не более 100 ч/год): +130°C
- в режиме короткого замыкания (до 4 сек): +250°C
Допустимый длительный ток нагрузки: Зависит от условий прокладки. При прокладке в земле (траншее) +25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, температура грунта +15°C составляет примерно 280-310 А.
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 0.206 Ом/км.
Емкость: Приблизительно 0.3-0.4 мкФ/км.
Индуктивность: Приблизительно 0.3-0.4 мГн/км.

Таблица 1. Габаритные, весовые и электрические параметры (ориентировочно, для Uн=10 кВ)

Параметр	Ед. изм.	Значение
Наружный диаметр кабеля	мм	45-50
Масса 1 км кабеля	кг/км	4500-5000
Минимальный радиус изгиба при прокладке	мм	15 x Dкаб. ≈ 675-750
Сопротивление изоляции при +20°C	МОм·км	Не менее 1000
Испытательное переменное напряжение (50 Гц, 10 мин) после монтажа	кВ	15 (для Uн=10 кВ)

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвКаПг 3х150 предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения 6-20 кВ. Основные сферы применения:

Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры (питание РП, ТП, КТП).
Питание мощных электроприемников промышленных предприятий (двигатели, печи, трансформаторы).
Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
Прокладка в помещениях, включая производственные цеха.
Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений. Не рекомендуется для прокладки в воде и в грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты.

Условия эксплуатации:

Температура окружающей среды при прокладке: не ниже -15°C (без предварительного подогрева).
Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
Прокладка без ограничения разности уровней по трассе.
Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке по ГОСТ 12176 (категория Пг).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаПг 3х150

Преимущества по сравнению с кабелями старого типа (например, АСБ):

Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C у кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
Отсутствие ограничений по разности уровней: Не требует сложных систем подпитки маслом, может прокладываться на любой трассе.
Высокая стойкость к коротким замыканиям.
Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах, что облегчает транспортировку и монтаж.
Повышенная надежность и долговечность (срок службы не менее 30 лет) благодаря стабильности свойств сшитого полиэтилена.
Простота монтажа и обслуживания: Не требует специальных муфт для остановки масла, более прост в разделке.
Герметичность: Алюмополимерная лента в экране обеспечивает надежную защиту от продольного распространения влаги.

Недостатки и особенности:

Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и влаге: При повреждении оболочки и экрана возможно проникновение влаги в изоляцию с последующим развитием водных древов, ведущих к пробою. Требует аккуратного монтажа.
Необходимость качественного заземления экрана: Для безопасности и правильной работы защит экран должен быть надежно заземлен с двух концов.
Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции, но сопоставима или ниже стоимости маслонаполненных кабелей.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвКаПг требует соблюдения ряда правил:

Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля.
Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева.
При протяжке в кабельных сооружениях необходимо использовать ролики и направляющие, исключающие трение об острые кромки.
Экран должен быть заземлен с обоих концов кабельной линии. В случае большой длины линии (более нескольких км) для снижения токов в экране может применяться одноточечное или перекрестное заземление, что требует специального расчета.
Для соединения и ответвления применяются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Технология монтажа муфт включает ступенчатую разделку изоляции, установку полупроводящих и изоляционных элементов, экранирование и герметизацию.
Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным напряжением переменного тока или выпрямленного напряжения в соответствии с ПУЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвКаПг отличается от АПвПг?

Основное отличие — в конструкции экрана. У кабеля АПвПг экран выполнен только из медных проволок (и, как правило, медной ленты), без алюмополимерной ленты. Кабель АПвКаПг имеет комбинированный экран (индекс «Ка»), включающий алюмополимерную ленту, которая обеспечивает продольную герметизацию. Это делает АПвКаПг более защищенным от проникновения влаги при повреждении оболочки.

Можно ли прокладывать кабель АПвКаПг 3х150 в земле (траншее)?

Да, прокладка в земле разрешена. Однако рекомендуется защита от механических повреждений (укладка в трубы, использование защитных плит или кирпича) на участках с повышенным риском. Прямая прокладка в грунте допустима при условии отсутствия в нем шлаков, строительного мусора и веществ, агрессивных к ПВХ оболочке.

Какой ток короткого замыкания может выдержать данный кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и материалами изоляции и экрана. Для алюминиевой жилы 150 мм² при длительности КЗ 4 секунды допустимый ток короткого замыкания можно ориентировочно оценить в 10-12 кА. Точный расчет должен проводиться по формуле I = S

K / sqrt(t), где S — сечение, t — время, K — коэффициент, зависящий от материала жилы и допустимого нагрева.

Как правильно выбрать сечение экран-проводника (нулевых проволок)?

Сечение медных проволок экрана нормируется стандартом. Для кабелей на 6-35 кВ с сечением основных жил 150 мм², согласно ГОСТ 31996-2012, номинальное сечение медных проволок экрана должно быть не менее 25 мм². Фактически производители часто устанавливают проволоки суммарным сечением 16-25 мм², что обеспечивает проведение токов КЗ и симметрирование поля.

Что означает индекс «Пг» в маркировке оболочки?

Индекс «Пг» означает, что оболочка изготовлена из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Это означает, что при одиночной прокладке кабель не распространяет горение. Это требование обязательно для прокладки в зданиях и кабельных сооружениях согласно ПУЭ и противопожарным нормам.

Каков срок службы кабеля АПвКаПг?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется внешними факторами: механическими воздействиями, циклическими нагрузками, качеством заземления экрана.

Заключение

Кабель АПвКаПг 3х150 является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, комбинированного герметизирующего экрана и нераспространяющей горение оболочки, обеспечивает высокую пропускную способность, долговечность и безопасность эксплуатации. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данной кабельной продукции в соответствии с требованиями нормативных документов (ГОСТ, ПУЭ) являются залогом бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей.