Кабель АПвПг 3-х жильный 6 кВ

Кабель АПвПг 3-х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвПг является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6 кВ, предназначенным для стационарной прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в том числе в условиях повышенной влажности. Расшифровка его условного обозначения по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним нормативным документам) является ключом к пониманию его конструкции и назначения.

Расшифровка маркировки АПвПг

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция жил из Полиэтилена сшитого (в обозначении «в» указывает на конкретный тип, см. ниже).
• в – Защитная оболочка из вулканизированного полиэтилена. Наличие двух букв «П» и «в» указывает на то, что и изоляция, и оболочка выполнены из полимерных материалов сшитого типа, что обеспечивает высокие механические и температурные характеристики.
• Пг – Пониженная горючесть. Обозначает, что материалы оболочки (а в современных исполнениях часто и изоляции) обладают свойствами, препятствующими распространению горения при одиночной прокладке.
• 3-х жильный – Конструкция с тремя основными токопроводящими жилами.
• 6 кВ – Номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель. Соответствует классу напряжения 6/10 кВ (между фазой и землей / между фазами).

Конструкция кабеля АПвПг 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ, А99 или аналогичной по ГОСТ), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля, а также более рационально использовать пространство в кабельных линиях. Жилы могут быть однопроволочными (для малых сечений) или многопроволочными (для сечений, как правило, от 50-70 мм²).
• 2. Экран на жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.
• 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий преимущества кабеля. Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу высокую теплостойкость (длительно допустимая температура +90°C), отличные диэлектрические и механические свойства, стойкость к термоциклированию.
• 4. Экран на изоляции (полупроводящий слой). Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции для выравнивания электрического поля.
• 5. Поясная изоляция. Выполняется в виде медных или алюминиевых лент, или проволок, наложенных поверх экрана изоляции каждой жилы. В трехжильных кабелях на 6 кВ экраны жил, как правило, соединяются между собой и заземляются с двух сторон. Назначение – отведение токов утечки и обеспечение симметрии электрического поля, а также защита от электромагнитных помех.
• 6. Заполнитель. Пространство между экранированными жилами заполняется полимерным материалом или жгутами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• 7. Оболочка. Изготавливается из полиэтилена, вулканизированного (сшитого) для повышения прочности, или из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (в зависимости от конкретной модификации и ТУ производителя). Обозначение «Пг» гарантирует, что материал оболочки не распространяет горение при одиночной прокладке по методу ГОСТ 12176 (или аналогичному). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги и агрессивных сред.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры регламентируются ГОСТ 31565-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» (для 6 кВ часто применяются ТУ, разработанные на основе этого ГОСТ и международных стандартов IEC 60502), а также техническими условиями производителей.

Таблица 1. Длительно допустимые токовые нагрузки для кабеля АПвПг 6 кВ при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +25°C, глубина прокладки 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, температура жилы +90°C.

• Сечение жилы, мм²: 3х16 | 3х25 | 3х35 | 3х50 | 3х70 | 3х95 | 3х120 | 3х150 | 3х185 | 3х240
• Допустимый ток, А: 105 | 135 | 165 | 200 | 245 | 295 | 340 | 385 | 435 | 505

Примечание: При прокладке в воздухе значения токов могут отличаться. Для точного расчета необходимо применять поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей в траншее, температуру среды, метод прокладки и т.д., согласно ПУЭ 7-го издания, гл. 1.3.

Таблица 2. Электрические и механические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин.: 15 кВ
• Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний): 22 кВ
• Максимальная допустимая температура жилы при КЗ (длительность до 5 с): +250°C
• Допустимая температура нагрева жилы в длительном режиме: +90°C
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами – 12 диаметров)
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения и назначение

Кабель АПвПг 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные и распределительные линии в городских и промышленных электрических сетях 6 кВ.
• Питание мощных электродвигателей, насосных и компрессорных станций на промышленных предприятиях (нефтегаз, химия, металлургия, машиностроение).
• Кабельные вводы на территории подстанций и ГРУ.
• Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и в галереях, где предъявляются требования по пониженной горючести.
• Устройство ответвлений от воздушных линий (СИП) к подземным кабельным линиям.

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, подверженных растягивающим усилиям, а также в условиях, где возможны частые деформации (динамические нагрузки).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями в бумажно-масляной изоляции (типа АСБл) и кабелями с изоляцией из ПВХ (ВВГ)

Преимущества АПвПг:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропиточного состава и гигроскопичности, присущих бумажной изоляции.
• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей с ПВХ-изоляцией, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с АСБл. Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте (в отличие от маслонаполненных кабелей).
• Простота оконцевания и соединения: Для монтажа муфт не требуется специальная подготовка конца кабеля (разделка «лепестков» бумажной изоляции, контроль уровня масла).
• Устойчивость к влаге: Полная негигроскопичность изоляции и оболочки.
• Отсутствие необходимости в системах подпитки маслом и контроля давления.

Недостатки/особенности АПвПг:

• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и точечным ударам: В отличие от бронированного кабеля (АВБбШв), требует аккуратной прокладки или дополнительной защиты (керамические плиты, сигнальная лента, трубы) при монтаже в земле.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение (ВВГ).
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность зоны соединения, так как попадание влаги или грязи под изоляцию муфты может привести к пробою.
• Ограниченная стойкость к прямому воздействию УФ-излучения: При прокладке на открытом воздухе без защиты требуется кабель с устойчивой к УФ оболочкой (обычно черного цвета).

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки. При прокладке в траншее дно должно быть очищено от камней и строительного мусора, сделана подушка из песка или просеянного грунта толщиной не менее 100 мм. Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки. При пересечении с коммуникациями или дорогами кабель должен быть защищен трубами или блоками. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.

2. Заземление. Экран (поясная изоляция) кабеля подлежит обязательному двухстороннему заземлению. Это требование безопасности (для защиты персонала) и условие нормальной работы защиты от однофазных замыканий на землю. Сечение заземляющих проводников должно соответствовать ПУЭ.

3. Монтаж муфт. Применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6-10 кВ. Процесс требует строгого соблюдения технологии производителя муфт (зачистка, обезжиривание, нанесение полупроводящего слоя и герметика, пошаговая усадка).

4. Испытания. После монтажа кабельная линия подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным постоянным напряжением 22 кВ в течение 5-10 минут. Также измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвПг и АПвПу?

Буква «у» в маркировке АПвПу означает, что кабель имеет усиленную оболочку из полиэтилена, что повышает его стойкость к механическим воздействиям. Кабель АПвПу часто рекомендуется для прокладки в кабельных блоках, трубах, а также в грунтах с повышенной твердостью. АПвПг имеет стандартную оболочку, достаточную для прокладки в обычных траншеях и кабельных сооружениях.

Можно ли прокладывать АПвПг открыто по фасадам зданий?

Да, но с учетом двух факторов: 1) Оболочка должна быть устойчивой к ультрафиолетовому излучению (обычно черный полиэтилен устойчив). В технических условиях на кабель должна быть указана стойкость к УФ. 2) При прокладке на солнце необходимо применять понижающий коэффициент к токовой нагрузке (обычно 0.9), так как условия охлаждения ухудшаются.

Нужна ли дополнительная защита при прокладке в земле?

В обычных грунтах (песок, суглинок) без острых камней и строительного мусора – достаточно сигнальной ленты. При наличии риска механических повреждений (каменистый грунт, зоны возможных земляных работ) рекомендуется защита керамическими или асбестоцементными плитами, либо прокладка в полиэтиленовых или ПНД трубах. Вместо АПвПг также можно рассмотреть бронированный кабель АПвБбШв.

Как правильно выбрать сечение жил?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки). 2) По потере напряжения (особенно для длинных линий). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверочный расчет). Основным является первый пункт. Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ гл. 1.3.

Чем отличается АПвПг от импортных аналогов, например, N2XSY?

Кабель N2XSY (по немецкому стандарту DIN VDE 0276) является прямым аналогом. Основные отличия носят исторический и маркировочный характер. Конструктивно они очень близки: алюминиевая жила, изоляция из XLPE, медный экран, оболочка из ПЭ. Кабель АПвПг, производимый по ГОСТ/ТУ, полностью адаптирован к российским нормам (ПУЭ, СНиП) и климатическим условиям. При выборе важно сравнивать не только маркировку, но и конкретные технические параметры, гарантии и наличие сертификатов соответствия.

Требуется ли подогрев кабеля при прокладке зимой?

Согласно техническим условиям, минимальная температура прокладки без подогрева составляет -15°C. При более низких температурах, а также если кабель хранился на холоде и его температура ниже указанной, необходимо провести его постепенный подогрев в теплом помещении или с помощью специальных трансформаторов подогрева. Прокладка переохлажденного кабеля приводит к растрескиванию изоляции и оболочки при изгибах.

Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше при соблюдении условий эксплуатации (непревышение токовой нагрузки, отсутствие перегрузок по току КЗ, правильный монтаж и заземление). Кабели с бумажной изоляцией имеют аналогичный нормативный срок, но более чувствительны к старению из-за увлажнения и циклов нагрузки.

Заключение

Кабель АПвПг 3х жильный на 6 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, удобство монтажа, негигроскопичность и долгий срок службы, обусловили его широкое распространение в качестве замены кабелей с бумажно-масляной изоляцией. Критически важными для надежной эксплуатации являются правильный выбор сечения, соблюдение технологии прокладки и монтажа соединительных муфт, а также качественное заземление экранов. При работе в сложных грунтах или условиях повышенного механического риска следует рассматривать варианты с усиленной защитой (АПвПу) или бронированные исполнения.