Кабель АПвПуг 3х120
Кабель АПвПуг 3х120: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвПуг 3х120 – это силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из полиэтилена, обладающий пониженной горючестью. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой традиционным бумажно-масляным кабелям на среднее напряжение. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и удобство монтажа в электрических сетях напряжением до 35 кВ включительно.
Расшифровка маркировки АПвПуг 3х120
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ и четко описывает его ключевые конструктивные особенности:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен. В контексте кабелей на среднее напряжение подразумевается сшитый полиэтилен (СПЭ).
- в – материал защитной оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
- П – тип защитного покрова (броня): плоская стальная оцинкованная проволока.
- уг – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в грунте (упрощенная конструкция). Подразумевает наличие подушки под броней и наружного защитного покрова (например, из битума и полимерных лент).
- 3х120 – количество и сечение основных токопроводящих жил: три жилы сечением 120 мм² каждая.
- Материал: алюминий марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483).
- Класс гибкости: 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 120 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает достаточную гибкость для транспортировки и укладки.
- Форма: секторная или круглая. Секторная форма жил применяется для компактизации общего диаметра кабеля, что экономит материалы и облегчает монтаж.
- Сечение: 120 мм² (номинальное). Фактическое сечение соответствует ГОСТ и имеет допустимые отклонения.
- Экран из полупроводящего сшитого полиэтилена (полупроводящая экранирующая лента или экструдированный слой). Накладывается непосредственно на изоляцию жилы. Выравнивает распределение электрического поля, устраняя микроскопические воздушные включения и неровности на границе «жила-изоляция», предотвращая локальные перенапряжения и частичные разряды.
- Медный или алюминиевый экран (поясной экран). Выполняется в виде медной ленты, наложенной спирально или продольно, или в виде оплетки из медных проволок. Служит для замыкания емкостных токов, отвода возможных токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении (замыкание на экран). Для кабеля АПвПуг 3х120, как правило, применяется медная лента.
- Материал: сшитый полиэтилен (XLPE). Получается путем вулканизации (сшивки) молекул обычного полиэтилена, в результате чего материал приобретает высокую термостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме перегрузки), механическую прочность и стойкость к растрескиванию.
- Толщина изоляции нормируется ГОСТ 18410-73 или ТУ и зависит от номинального напряжения кабеля. Например, для 10 кВ толщина составляет около 3,4 мм.
- Материал: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
- Функция: защита поясной изоляции и экранов жил от механических повреждений, влаги и агрессивных сред. Также служит основой для наложения брони.
- Тип: плоская стальная оцинкованная проволока, наложенная поверх подушки.
- Подушка под броней: выполняется из битумного состава, крепированной бумаги или ПВХ-лент. Предотвращает повреждение внутренней ПВХ-оболочки стальной броней и обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.
- Функция брони: защита кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, давление грунта, грызуны) при прокладке в земле.
- Конструкция: битумный состав, поверх которого могут накладываться полимерные или стеклянные ленты.
- Функция: защита стальной брони от коррозии при прокладке в грунтах с различной степенью агрессивности.
- Распределительные сети 6-35 кВ: питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
- Промышленные предприятия: электроснабжение мощных производственных цехов, насосных и компрессорных станций, главных понизительных подстанций (ГПП).
- Инфраструктурные объекты: аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитен, порты.
- Объекты энергетики: соединения внутри и между открытыми распределительными устройствами (ОРУ) подстанций.
- Кабельные линии, прокладываемые в земле (траншеях): является основным способом монтажа благодаря наличию брони и защитного покрова.
- Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности.
- Отсутствие тока утечки и проблем, связанных с потоком масла: Не требует сложных маслоподпитывающих устройств и систем контроля давления масла.
- Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по разности уровней.
- Высокая стойкость к коротким замыканиям.
- Меньшая пожароопасность из-за отсутствия масла.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям (надрезам) при монтаже: Надрез изоляции из СПЭ может стать очагом развития электрического дерева и привести к пробою.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
- Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота, соблюдение геометрии и технологии.
- Ограниченная стойкость к прямому воздействию УФ-излучения при хранении на открытом воздухе (требуется укрытие).
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Раскатка: Рекомендуется использовать кабельные ролики для предотвращения механических повреждений оболочки и брони. Запрещена раскатка волочением по земле.
- Изгиб: Соблюдение минимального радиуса изгиба (15D) обязательно во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Прокладка в земле: Требуется подготовка траншеи с песчаной подушкой, защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Учет пересечений с другими коммуникациями.
- Защита от коррозии: При прокладке в агрессивных грунтах (солончаки, шлаки, зола) требуется дополнительная защита брони (например, канал из ПНД).
- Монтаж муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектов, соответствующих напряжению и сечению кабеля.
- Испытания: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия в обязательном порядке подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или переменного тока для выявления возможных дефектов монтажа.
- Расчета по допустимому длительному току с учетом всех поправочных коэффициентов (ПУЭ 1.3.10-1.3.29).
- Проверки по потере напряжения (для протяженных линий).
- Проверки по термической стойкости к токам короткого замыкания.
- Экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки).
- Значительно меньшая стоимость при сопоставимых токовых нагрузках, что критично для протяженных линий среднего напряжения.
- Меньший вес, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Большее удельное сопротивление (примерно в 1.62 раза выше), что приводит к большим потерям мощности при том же сечении.
- Менее высокая механическая прочность и склонность к ползучести (ослабление контактных соединений со временем), что требует применения специальных мер при оконцевании (например, наконечников с индикатором контроля затяжки).
- Соблюдения условий прокладки и монтажа (радиусы изгиба, отсутствие повреждений).
- Режима работы (недопущение длительных перегрузок).
- Корректности монтажа и качества соединительных и концевых муфт.
- Агрессивности среды (грунта).
- Регулярности и качества проведения профилактических испытаний и диагностики (измерение сопротивления изоляции, диагностика частичных разрядов).
Таким образом, полная расшифровка: Кабель силовой с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из ПВХ, бронированный стальными оцинкованными проволоками, с защитным покровом для прокладки в земле, трехжильный, с сечением жил 120 мм².
Конструкция кабеля АПвПуг 3х120
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
2. Экранирование жилы (Экранирование по жиле)
Обязательный элемент для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Состоит из двух неотделимых слоев:
3. Изоляция
4. Поясная изоляция и заполнение
Три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется поясной изоляцией из того же сшитого полиэтилена или специальными эластичными заполнителями (например, на основе резины), что придает кабелю круглую форму и механическую стабильность.
5. Оболочка (внутренняя)
6. Броня
7. Наружный защитный покров
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (типовые для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 26/35 (40,5) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ | +250°C | Длительность не более 5 секунд |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | Длительность не более 8 часов в сутки |
| Минимальная температура монтажа | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Сопротивление изоляции | Не менее 100 МОм·км | При температуре +20°C |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 30 кВ (для 10 кВ кабеля) | Длительность 10 мин. после прокладки |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Способ прокладки | В земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, коллекторах. Не предназначен для подвески на воздухе. |
| Группа горючести оболочки | О1 (О1-П) – распространяющие горение при одиночной прокладке. Для прокладки в пучках требуется применение дополнительных мер огнезащиты. |
Токовые нагрузки (допустимый длительный ток) для кабеля АПвПуг 3х120
Значения сильно зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные данные для кабеля на 10 кВ.
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток, А | Условия |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | ~ 280 – 320 А | Глубина 0,7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,2 К·м/Вт, температура грунта +15°C, расстояние между кабелями в траншее 100 мм. |
| В воздухе (в кабельном канале, туннеле) | ~ 250 – 280 А | Температура воздуха +25°C, горизонтальная прокладка вплотную. |
Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются расчетом для каждого конкретного проекта согласно ПУЭ 7 изд., глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, количество работающих кабелей вплотную, глубину заложения и т.д.).
Область применения кабеля АПвПуг 3х120
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки кабеля АПвПуг 3х120
Преимущества по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл):
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвПуг принципиально отличается от АПвПу?
Индекс «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие дополнительного защитного покрова поверх брони (битумный состав и ленты), предназначенного для защиты от коррозии при прокладке в земле. Кабель АПвПу такой защиты не имеет, его броня (стальные проволоки) не защищена от влаги и агрессивных сред, что ограничивает область его применения менее ответственными трассами или прокладкой в кабельных сооружениях, где нет прямого контакта с грунтом.
Можно ли проложить кабель АПвПуг 3х120 по воздуху (по фасаду, между опорами)?
Нет, это не рекомендуется и противоречит его прямому назначению. Кабель АПвПуг предназначен для прокладки в земле. Его наружный покров не рассчитан на длительное воздействие ультрафиолетового излучения, которое приводит к старению и растрескиванию полиэтилена и ПВХ. Для воздушных линий применяются специальные кабели, например, СИП или АВК с несущим тросом.
Какое максимальное расстояние можно проложить кабелем АПвПуг 3х120 без установки соединительных муфт?
Максимальная длина строительной длины кабеля на барабане определяется заводом-изготовителем и обычно составляет от 400 до 700 метров в зависимости от сечения и массы. Технически возможно изготовление длинномерных барабанов. Ограничение на длину монолитного участка накладывает, в первую очередь, логистика (максимальная масса барабана, которую можно перевезти и смонтировать) и возможность раскатки на местности. Установка соединительных муфт на трассе всегда снижает общую надежность линии, поэтому рекомендуется использовать максимально возможные строительные длины.
Как правильно выбрать сечение жилы 120 мм²? На какую мощность и ток он рассчитан?
Выбор сечения 120 мм² для кабеля 10 кВ является типовым для линий с передаваемой мощностью порядка 4-6 МВт при длительно допустимом токе ~280-320А (в земле). Окончательный выбор сечения производится на основе:
Для точного расчета необходим проект, учитывающий все специфические условия прокладки и нагрузки.
Что означает «алюминий» в маркировке и в чем его преимущества перед медью для данного кабеля?
Алюминий (А) – материал токопроводящей жилы. Его ключевые преимущества:
Недостатки по сравнению с медью:
Выбор в пользу алюминия для кабелей типа АПвПуг 3х120 экономически оправдан для большинства распределительных сетей.
Какой срок службы у кабеля АПвПуг 3х120 и от чего он зависит?
Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от: