Кабель АПвКаП2г 50 мм
Кабель АПвКаП2г 50 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель марки АПвКаП2г с номинальным сечением токопроводящей жилы 50 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из наиболее современных и надежных решений для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения.
Расшифровка маркировки АПвКаП2г 50 мм²
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и содержит полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ 16442-80, где «в» указывает на вулканизированный, т.е. сшитый полиэтилен).
- Ка – экран по изоляции жилы в виде медной ленты, наложенной продольно (Ка – «кабельная алюминиевая» с медным экраном, исторически сложившееся обозначение экрана из металлической ленты).
- П – оболочка из полиэтилена.
- 2г – индекс, указывающий на степень герметизации: «2» – наличие дополнительной защиты в виде продольной герметизации экрана, «г» – водоблокирующие ленты (гидрофобный заполнитель) в экране для защиты от продольного распространения влаги.
- 50 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Рабочая температура жилы: до +90°C в длительном режиме, до +130°C в режиме перегрузки, до +250°C в режиме короткого замыкания.
- Высокая стойкость к тепловому старению.
- Низкие диэлектрические потери (тангенс дельта).
- Высокая стойкость к трекингу и электрическим деревьям.
- Распределительные сети 10 кВ: Питание трансформаторных подстанций 10/0.4 кВ в городах и сельской местности.
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, распределение энергии по цехам.
- Инфраструктурные объекты: Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам для электроснабжения аэропортов, железнодорожных узлов, портов.
- Объекты нефтегазовой и химической промышленности: Благодаря стойкости оболочки к агрессивным средам.
- Преимущества АПвКаП2г: Отсутствие масла исключает риск утечек и пожароопасность, меньший вес и радиус изгиба, более высокая допустимая температура, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений, простота монтажа муфт, экологическая безопасность.
- Недостатки АПвКаП2г: Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже (задиры, надрезы), требующая повышенной аккуратности. Более высокая начальная стоимость, хотя общие затраты на жизненный цикл часто ниже.
- Определение расчетной мощности и тока нагрузки.
- Проверку по допустимой длительной токовой нагрузке (с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки).
- Проверку на потерю напряжения.
- Проверку на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
- Проверку на динамическую стойкость к токам КЗ (для сечений обычно выше 50 мм²).
Конструкция кабеля АПвКаП2г 50 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы.
1. Токопроводящая жила
Жила алюминиевая, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и прокладки. Жила может быть круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшить его общий диаметр и массу, а также улучшить теплоотвод.
2. Экранированная изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)
Каждая фазная жила индивидуально изолирована слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, обладает превосходными электротехническими и механическими свойствами по сравнению с традиционным поливинилхлоридом (ПВХ) или бумажно-масляной изоляцией:
Поверх изоляции наложен экран в виде медной или алюмомедной ленты. Этот экран выполняет несколько ключевых функций: выравнивает электрическое поле вокруг изоляции, предотвращая локальные перенапряжения, а также служит для пропускания токов утечки и токов короткого замыкания.
3. Гидрофобный заполнитель и поясная изоляция
Поверх экранированных изолированных жил наложены водоблокирующие ленты или нити («2г»). Эти материалы, контактируя с влагой, многократно увеличиваются в объеме, герметизируя поврежденный участок и предотвращая продольное распространение воды вдоль кабеля. Это критически важно для повышения срока службы линии.
4. Оболочка из полиэтилена
Внешняя оболочка из полиэтилена (ПЭ) обеспечивает механическую защиту сердечника кабеля от внешних воздействий (удары, истирание, сдавливание), а также защищает от влаги, масел, химически агрессивных веществ и солнечного излучения. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к растрескиванию.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для Uном = 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Напряжение, U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное рабочее |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 25 кВ (5 мин.) | Для готового кабеля после изготовления |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | В продолжительном режиме работы |
| Допустимая температура жилы в режиме перегрузки | +130°C | Не более 100 часов в год, 8 часов подряд |
| Допустимая температура жилы при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x Dнар. | Где Dнар. – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км | При температуре +20°C |
Токовые нагрузки для кабеля АПвКаП2г 50 мм²
Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Ниже приведены ориентировочные значения для наиболее распространенных условий (температура земли +15°C, воздуха +25°C, глубина прокладки 0.7-1.0 м).
| Способ прокладки | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| В земле (в траншее) | ~205 | ~175 |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | ~215 | ~180 |
| В кабельном канале (блоке) | – | ~160 |
Примечание: Точные значения необходимо определять по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную, теплопроводность грунта и т.д.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаП2г 50 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение 6/10 кВ. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель допускается к прокладке в земле (траншеях) с защитой от механических повреждений (специальными плитами или сигнальной лентой), в кабельных каналах, блоках, туннелях, по стенам зданий на конструкциях, а также в воздухе (по фасадам, на тросах). Прокладка в земле требует обязательной подсыпки и засыпки песком.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем ААБл (с бумажно-масляной изоляцией):
Сравнение с кабелем ПвП (с полиэтиленовой, но не сшитой изоляцией): Кабель АПвКаП2г превосходит его по всем параметрам термостойкости и стойкости к растрескиванию.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвКаП2г требует использования специальных кабельных муфт – соединительных и концевых, предназначенных для работы с изоляцией из сшитого полиэтилена. Критически важным этапом является подготовка кабеля: снятие оболочки и экрана, ступенчатая зачистка изоляции, тщательная зачистка и обезжиривание. Для изоляции соединений применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Последние получили широкое распространение благодаря простоте монтажа и отсутствию необходимости использования открытого пламени. Обязательным требованием является обеспечение герметичности узла соединения экранов и заземление экранов с обеих сторон кабельной линии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвКаП2г от АПвПу2г?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля АПвПу2г оболочка из полиэтилена вулканизированного (сшитого), что придает ей повышенную термостойкость и механическую прочность по сравнению с обычным полиэтиленом (П) в маркировке АПвКаП2г. Кабель с оболочкой из вулканизированного полиэтилена (Пу) может применяться в условиях более высоких температур окружающей среды или при повышенных требованиях к механической стойкости.
Обязательно ли заземлять экраны кабеля АПвКаП2г?
Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Экраны должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала (снижает напряжение прикосновения на оболочке), позволяет работать устройствам защиты, а также обеспечивает путь для токов утечки и симметрирует электрическое поле вокруг жилы.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г в земле без защиты?
Нет, при прокладке в земле (траншее) кабель должен быть защищен от механических повреждений. Согласно ПУЭ, на глубине 0.7-1.0 м кабель необходимо защитить, уложив поверх него на 250 мм выше наружного покрова кирпич или специальные бетонные плиты. Допускается использование сигнальной ленты с предупредительной надписью, но она не является механической защитой.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвКаП2г, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.
Что означает индекс «2г» и можно ли использовать кабель без него во влажном грунте?
Индекс «2г» указывает на наличие продольной герметизации экрана и гидрофобного заполнителя. Для прокладки в местах с повышенной влажностью, в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, а также при риске попадания влаги в случае повреждения оболочки, использование кабеля с индексом «г» является строго рекомендованным. Кабель без гидрофобного заполнителя (например, АПвКаП) при повреждении оболочки будет подвержен продольному распространению влаги, что приведет к постепенному выходу из строя значительного участка линии.
Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретного объекта?
Выбор сечения является результатом комплексного расчета, который включает:
Сечение 50 мм² часто является стандартным для фидеров 10 кВ, питающих распределительные трансформаторные подстанции мощностью 400-1000 кВА.