Кабель АПвПг 10 кВ 120 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПг 10 кВ 120 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвПг 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой современное высоковольтное кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают требованиям надежной и долговременной эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ для вулканизированного полиэтилена), П – наружная оболочка из полиэтилена, г – гибкий, без брони. Кабель соответствует ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и аналогичным ТУ для напряжений 6-10 кВ.

Конструкция кабеля АПвПг 10 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения электрической прочности, механической стойкости и долговечности.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы, однопроволочной (ОЖ) или многопроволочной (МЖ), сечением 120 мм². Для сечения 120 мм² чаще применяется многопроволочная жила, что обеспечивает необходимую гибкость. Класс гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Непосредственно на изоляцию жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.
• Основная изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или пероксидной вулканизации. Толщина изоляции нормирована стандартами. Для 10 кВ она составляет, как правило, 4,5-5,0 мм. XLPE обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй слой полупроводящего материала, накладываемый поверх основной изоляции. Совместно с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле.
• Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 6 кВ и выше поверх экрана по изоляции может накладываться поясная изоляция из электропроводящей бумаги или полимерной ленты для выравнивания потенциала.
• Медная экранирующая оплетка: Поверх поясной изоляции накладывается оплетка из медных луженых проволок или медной ленты. Ее функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки. Сечение экрана нормируется в зависимости от сечения жилы.
• Разделительный слой: Слой из полимерной ленты или аналогичного материала, предотвращающий повреждение экрана при наложении оболочки.
• Наружная оболочка: Выполняется из полиэтилена (П) или поливинилхлоридного пластиката (В). В марке АПвПг используется полиэтилен (П). Толщина оболочки нормирована. Полиэтиленовая оболочка обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам, солям), а также к ультрафиолетовому излучению, что критически важно для кабелей, прокладываемых открыто.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Технические параметры кабеля АПвПг 10 кВ 120 мм² определяются его конструкцией и материалами. Ниже приведены ключевые характеристики.

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 кВ (12 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 25 кВ в течение 10 минут после монтажа муфт.
• Испытательное постоянное напряжение: 37 кВ в течение 15 минут на готовом кабеле в оболочке.
• Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимальная допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C (не более 100 часов в год, не более 8 часов подряд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость жилы относительно экрана: Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км (точное значение указывается в паспорте завода-изготовителя).
• Индуктивное сопротивление: Приблизительно 0,1-0,15 Ом/км.
• Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 0,253 Ом/км (для алюминиевой жилы 120 мм²).

Механические и геометрические параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил.
• Примерный наружный диаметр кабеля: 45-55 мм (зависит от конкретной конструкции производителя).
• Примерная масса 1 км кабеля: 2000-2500 кг.

Таблица: Сравнительные данные по допустимым длительным токам нагрузки (I_доп)

Допустимые токи нагрузки зависят от условий прокладки. Данные приведены для кабеля АПвПг 10 кВ 1х120 мм² при температуре земли +25°C и температуре жилы +90°C.

Способ прокладки	Количество рабочих кабелей в траншее	Глубина прокладки, м	Допустимый длительный ток, А (ориентировочно)
В воздухе (в помещении, на открытом воздухе)	1	—	320-350
В земле (траншее) в трубе	1	0,7	270-300
В земле (траншее) непосредственно	1	0,7	290-320
В земле (траншее) непосредственно	2 (с расстоянием между кабелями 100 мм)	0,7	260-290 (на каждый кабель)

Примечание: Точные значения I_доп должны приниматься по актуальным ПУЭ (Глава 1.3) или расчетным данным производителя с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, группирование, тепловое сопротивление грунта и т.д.).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПг 10 кВ 120 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 10 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10 кВ городской и промышленной инфраструктуры: Питание районных подстанций, трансформаторных пунктов (ТП), распределительных пунктов (РП).
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций (ГПП), внутризаводских распределительных сетей.
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности: Благодаря стойкости оболочки к агрессивным средам.
• Кабельные линии в туннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям.
• Прокладка в местах с повышенной влажностью и на открытом воздухе: Полиэтиленовая оболочка не поддерживает горение и устойчива к УФ-излучению.

Способы прокладки:

• В кабельных блоках и трубах.
• В туннелях, галереях, эстакадах, по стенам зданий.
• В земле (траншее) с защитой или без защиты от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента, плиты). Важно: отсутствие брони требует оценки риска механических повреждений при прокладке в земле. В грунтах с повышенной активностью или риском повреждения грызунами рекомендуется прокладка в асбоцементных или полимерных трубах.
• На открытом воздухе по конструкциям.

Запрещается прокладка: В растянутом положении (подвесной монтаж без несущего троса), а также в местах, где возможны значительные растягивающие усилия.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПг по сравнению с аналогами (например, ААБл, АВБбШв)

Преимущества:

• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с бронированными кабелями в свинцовой оболочке (ААБл) или с бумажной пропитанной изоляцией, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокая стойкость к влаге: Полностью полимерная конструкция исключает гигроскопичность.
• Высокая допустимая температура работы жилы: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Простота монтажа и оконцевания: Не требует специальной разделки для удаления пропитки, как бумажная изоляция. Установка муфт и концевых заделок более технологична.
• Отсутствие ограничений по перепаду уровней: Кабели с бумажной пропитанной изоляцией имеют ограничения по разности уровней из-за стекания пропитки.
• Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка не подвержена коррозии.

Недостатки:

• Отсутствие брони: Буква «г» в маркировке указывает на гибкость, но и на отсутствие бронепокрова. Это требует осторожности при прокладке в земле в условиях возможных механических воздействий.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов, защемлений, которые могут повредить изоляцию или экран.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на напряжение до 1 кВ.
• Необходимость использования специальных муфт и оконцевателей, рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и его экранами.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвПг требует соблюдения правил, обеспечивающих сохранение его характеристик.

• Радиус изгиба: Не менее 15 диаметров кабеля при прокладке. Нарушение этого правила может привести к деформации изоляции и экранов, возникновению остаточных механических напряжений.
• Температура монтажа: Прокладка без подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или прогреть трансформатором.
• Соединение и оконцевание: Осуществляется с помощью специальных соединительных и концевых муфт на напряжение 10 кВ, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Технология включает точную ступенчатую разделку изоляции с сохранением полупроводящих экранов, их заземление, установку изоляционного корпуса и герметизацию.
• Заземление экранов: Медные экраны кабеля на обоих концах линии должны быть надежно заземлены. В схемах с односторонним заземлением экранов необходимо применение специальных экранозащитных аппаратов (ЭЗА) для ограничения наводимой продольной ЭДС.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным или выпрямленным напряжением 37 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвПг от АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПг означает «голый» (в контексте отсутствия брони), а «у» в АПвПу – «усиленный» (обычно подразумевается бронирование стальными оцинкованными лентами). АПвПу имеет бронепокров поверх оболочки и, как правило, дополнительный защитный шланг (внешняя оболочка), что делает его пригодным для прокладки в земле без дополнительной защиты от механических повреждений.

Можно ли прокладывать кабель АПвПг 10 кВ 120 мм² в земле (траншее) напрямую?

Да, можно, но с оценкой рисков. Поскольку кабель не имеет брони, при прокладке в земле необходимо обеспечить защиту от механических повреждений на всем протяжении. Это может быть выполено посредством укладки в трубы (ПНД, асбоцементные), присыпки слоем песка и укрытия защитными плитами или кирпичом. Обязательна укладка сигнальной ленты. В каменистых грунтах или на участках с возможными земляными работами рекомендуется обязательное применение защитных труб.

Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?

Сечение медного экрана нормировано. Для кабеля 120 мм² сечение экрана обычно составляет 25 или 35 мм² по меди. Для заземления экрана на концевой или соединительной муфте должна использоваться медная оплетка (косичка) или провод с сечением, равным или превышающим сечение экрана кабеля. Точные данные указаны в технических условиях завода-изготовителя кабеля.

Каков срок службы кабеля АПвПг 10 кВ?

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 существенно больше.

В чем ключевое отличие изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) от ПВХ или бумажной пропитанной?

Сшитый полиэтилен получают путем вулканизации, создавая трехмерную сетку молекул. Это резко повышает его термостойкость: максимальная рабочая температура +90°C против +70°C для бумажной и +70°C для ПВХ изоляции. XLPE не плавится и не течет при перегрузках, обладает более высокой диэлектрической прочностью и стойкостью к влаге по сравнению с бумагой, и большей стойкостью к нагреву по сравнению с ПВХ.

Требуется ли для кабеля АПвПг 10 кВ дублирование заземления экрана по длине трассы?

При длине кабельной линии более 500-1000 метров (точное значение зависит от проектных расчетов и требований ПУЭ) для ограничения наводимой в экране продольной ЭДС при коротком замыкании может потребоваться устройство дополнительного заземления экрана или установка поперечных связей между экранами параллельных кабелей. Это решается на стадии проектирования.

Как маркируется кабель при поставке на барабане?

На бирке барабана указывается: наименование завода-изготовителя, марка кабеля, номинальное напряжение (кВ), число и сечение жил (например, 1х120), длина в метрах, масса барабана брутто (кг), дата изготовления, номер барабана и обозначение стандарта или ТУ. На самой оболочке кабеля через каждые 300-500 мм наносится непрерывная маркировка с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска и имени производителя.