Кабель АПвКПг 120 мм

Кабель АПвКПг 120 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвКПг с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и алюминиевыми жилами, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 35 кВ включительно. Данный тип кабеля является современной и высокоэффективной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется при строительстве и реконструкции кабельных линий электропередачи, в распределительных сетях, для питания крупных промышленных объектов и городской инфраструктуры.

Расшифровка маркировки АПвКПг 120 мм²

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции жилы: полиэтилен вулканизированный (сшитый).
• К – тип защитного покрова: броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
• Пг – тип наружной оболочки: полиэтиленовая оболочка повышенной горючести (защитный шланг).
• 120 – номинальное сечение основной токопроводящей жилы в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля АПвКПг 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность работы в различных условиях.

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, многопроволочная (скрученная из отдельных проволок), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Жила может быть как секторной, так и круглой формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) под высоким давлением, что придает ему выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к термодеформациям и влаге. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экраном на жиле, создает идеально гладкое цилиндрическое электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с их экранами может накладываться поясная изоляция в виде лент или экструдированного слоя.

6. Медный экран (заземляющий)

Поверх поясной изоляции или экранов жил накладывается экран в виде медных лент, медной проволоки, или их комбинации (чаще всего – медные проволоки с медной лентой поверх). Этот экран выполняет несколько ключевых функций: служит для симметрирования электрического поля, является элементом, обеспечивающим стекание токов утечки и токов короткого замыкания на землю, а также выполняет роль заземляющего проводника. Для сечения 120 мм² сечение медных проволок экрана строго нормируется.

7. Броневой покров

Броня выполняется из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (обозначение «К» в маркировке). Этот слой обеспечивает механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, проколов и повреждений грызунами. Оцинковка проволок защищает сталь от коррозии.

8. Наружная оболочка

Внешний слой – оболочка из полиэтилена повышенной горючести (Пг). Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), к воздействию плесневых грибов и солнечного излучения (УФ-лучей). Оболочка защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры кабеля АПвКПг 1х120

Примечание: Параметры могут незначительно варьироваться в зависимости от производителя и конкретного ТУ. Данные приведены для кабеля на напряжение 10 кВ.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ), 8,7/15 кВ (17,5 кВ), 20/35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1×120 мм², 3×120 мм²
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-15°C
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,253 Ом/км (для 1 жилы)
Масса 1 км кабеля (примерная)	Одножильный 10 кВ: ~3500 кг; Трехжильный 10 кВ: ~7500 кг
Наружный диаметр (примерный)	Одножильный 10 кВ: ~45 мм; Трехжильный 10 кВ: ~65 мм

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) для кабеля АПвКПг 3х120 мм² при прокладке в земле

Условия: температура земли +25°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями в траншее 100 мм.

Напряжение, кВ	Iдоп, А	Мощность при 10 кВ (S=√3·U·I), кВА
6/10	~320 А	~5540 кВА
8,7/15	~310 А	~5370 кВА
20/35	~290 А	~5020 кВА

Важно: Токовые нагрузки являются справочными. Точный расчет I_доп должен производиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех реальных условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, наличие искусственного охлаждения и т.д.).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКПг 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.

• Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ прокладки. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при подвижках грунта, давлении и раскопках. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и агрессии почвы. Обязательна засыпка песком и укладка сигнально-защитной ленты.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям: Кабель может использоваться в этих условиях благодаря негорючей изоляции из СПЭ и бронепокрову. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки.
• Прокладка в помещениях и тоннелях: Допускается, но необходимо учитывать, что оболочка «Пг» не распространяет горение при одиночной прокладке. При групповой прокладке могут потребоваться дополнительные меры пожарной безопасности (например, использование кабелей с индексом «нг(А)-HF» или противопожарные перегородки).
• Прокладка в условиях агрессивных сред: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к большинству химических воздействий.

Запрещена прокладка по воздуху (по опорам) без дополнительных несущих элементов (тросов), так как кабель не предназначен для значительных растягивающих нагрузок в течение длительного времени.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКПг 120 мм²

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл):

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки, стойкость к увлажнению. Срок службы – не менее 30 лет.
• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у АСБ, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Меньший вес и радиус изгиба: Облегчает транспортировку и монтаж.
• Простота монтажа и соединения: Не требует специальной подготовки концов (за исключением снятия экранов) для монтажа муфт, как это необходимо для бумажных кабелей.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте.
• Высокая стойкость к коротким замыканиям.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с АСБ на низкие напряжения.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при неаккуратном монтаже), которые могут стать очагом развития электрического дерева.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность соединения.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, не допускается волочение кабеля по грунту или асфальту. Использование лебедок должно контролироваться, чтобы не превысить допустимое тяговое усилие.
• Подогрев: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов прогрева.
• Монтаж муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важным является тщательная зачистка полупроводящих экранов, обработка изоляции, обеспечение плавного перехода экранирующего слоя и герметизация.
• Заземление: Медные экраны и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это требование безопасности и условие корректной работы релейной защиты.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с нормами (например, для кабеля 10 кВ – напряжением 60 кВ в течение 10 минут).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между АПвКПг и АПвПуГ?

Основное отличие – в конструкции брони и наружной оболочки. У АПвКПг броня из круглых проволок и полиэтиленовая оболочка (Пг). У АПвПуГ броня из плоских стальных оцинкованных лент (Пу) и полиэтиленовая оболочка (Г). Броня из проволок (К) лучше защищает от растягивающих нагрузок и используется на участках с сложным рельефом или риском смещения грунта. Броня из лент (Пу) защищает в основном от сдавливающих нагрузок и ударов.

2. Можно ли проложить кабель АПвКПг 120 мм² в воде?

Прямая прокладка в воде (реки, озера) не рекомендуется и не является стандартной практикой для данной марки. Хотя полиэтиленовая оболочка и броня обладают высокой влагостойкостью, для постоянной прокладки в водной среде существуют специальные кабели с усиленной гидрозащитой (например, с алюминиевой герметичной оболочкой). АПвКПг может быть проложен в коллекторах, подверженных затоплению, или через водные преграды в герметичных защитных трубах (футлярах).

3. Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКПг, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель и достигает 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, норм нагрузки и отсутствия внешних повреждений.

4. Нужна ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, обязательно. Рекомендуется: укладка на подготовленную песчаную подушку толщиной не менее 100 мм; засыпка сверху слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной не менее 100 мм; укладка сигнально-защитной ленты из пластика на глубине 250-300 мм от поверхности земли; окончательная засыпка грунтом. При высокой коррозионной активности грунта или наличии блуждающих токов может потребоваться прокладка в ПНД/ПВХ трубах.

5. Как выбрать между одножильным (1х120) и трехжильным (3х120) исполнением?

Выбор зависит от схемы электроснабжения и экономических расчетов.
Одножильный кабель (1х120): Используется для прокладки фазных линий пофазно (три кабеля в треугольнике или плоском разложении). Чаще применяется для сетей высокого напряжения (110 кВ и выше), но может использоваться и на 10-35 кВ. Требует учета взаимного влияния и наведения токов в броне, что требует специальных схем перекрестного соединения экранов и заземления.
Трехжильный кабель (3х120): Классическое решение для сетей 6-35 кВ. Все три фазы находятся в общей оболочке, что упрощает прокладку (одна траншея вместо трех), монтаж и заземление экранов. Более компактный, но тяжелый и требующий больших радиусов изгиба.

6. Как маркируются концы кабеля для фазировки?

Жилы и экраны кабеля АПвКПг не имеют стандартной цветовой маркировки. Фазировка (определение принадлежности жилы к фазе A, B, C) осуществляется после прокладки с помощью мегомметра или специального прибора-прозвонки. После определения жилы маркируются неснимаемыми бирками или термоусаживаемыми трубками с соответствующими буквенными обозначениями.

7. Каковы требования к заземлению брони и экранов?

Согласно ПУЭ, металлическая броня и медные экраны должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала (снятие потенциала), обеспечения пути для токов короткого замыкания и корректной работы устройств релейной защиты, реагирующих на однофазные замыкания на землю. В длинных линиях (обычно более 1-2 км) для снижения потерь в экранах может применяться схема с поперечным соединением экранов и их заземлением в одной точке, но это требует специального расчета и обоснования.