Кабель АПвЭаПг 1-х жильный 6 кВ
Кабель АПвЭаПг 1-х жильный 6 кВ: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвЭаПг 1х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в сложных условиях. Расшифровка маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Э – экран на жиле, а – алюминиевая броня в виде гофрированной ленты, Пг – защитный покров в виде двойной полимерной ленты. Цифра «1» указывает на одножильное исполнение, а «6 кВ» – на номинальное напряжение сети.
Конструкция кабеля АПвЭаПг
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВЕФ по ГОСТ 22483) круглой или секторной формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторная, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (для малых сечений) или многопроволочной, что обеспечивает необходимую гибкость.
- Экран на жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила-изоляция, что критически важно для кабелей среднего напряжения.
- Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися характеристиками: высокая рабочая температура (до 90°C в длительном режиме), стойкость к тепловым ударам, отличные диэлектрические и механические свойства. Толщина изоляции строго нормирована стандартами в зависимости от класса напряжения.
- Экран на изоляции (полупроводящей экран). Второй экструдированный слой из полупроводящего материала, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле он формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле по объему изоляции.
- Поясная изоляция. Накладывается в виде ленты поверх экрана на изоляции для его защиты.
- Экран (заземляющий). Медная лента или набор медных проволок, наложенные поверх поясной изоляции. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при касании. В трехжильных кабелях он общий, в одножильных – индивидуальный для каждой фазы. В кабеле АПвЭаПг этот экран также выполняет роль дренажа для выравнивания потенциала.
- Броня. Выполнена в виде гофрированной ленты из алюминиевого сплава (индекс «а» в маркировке). Гофрирование придает гибкость и сохраняет защитные свойства при изгибах. Алюминиевая броня, в отличие от стальной, не подвержена коррозии и, что важно, является немагнитной, что снижает потери в кабеле. Она обеспечивает механическую защиту от сдавливания, ударов и грызунов, а также выполняет функцию дополнительного экрана.
- Защитный покров (Пг). Наносится поверх брони в виде двух полимерных лент (например, ПЭТ/ПЭТ или аналогичных) для защиты самой брони от механических повреждений и агрессивных сред. Отсутствие битума и волокнистых материалов (типа джута) делает кабель негигроскопичным и более удобным в монтаже.
- Значения приведены для ориентировки. Фактические токи нагрузки зависят от условий прокладки (глубина, тепловое сопротивление грунта, соседство с другими кабелями) и должны рассчитываться по методике, указанной в ПУЭ 7-го издания.
- Распределительные сети 6 кВ (воздушные линии, переведенные в кабель).
- Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных установок) на промышленных предприятиях.
- Создание фидеров от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым ТП (трансформаторным подстанциям).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) на предприятиях нефтегазохимической, горнодобывающей, металлургической отраслей.
- Устройство вводов в здания и сооружения.
- В земле (траншеях). Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальной лентой в местах возможных механических повреждений. Алюминиевая броня эффективно защищает от давления грунта и грызунов.
- В кабельных сооружениях (лотках, коробах, тоннелях). Применяется на промышленных территориях. Необходимо учитывать правила совместной прокладки с кабелями других напряжений (разделение перегородками или расстоянием согласно ПУЭ).
- В помещениях и туннелях. Полимерная оболочка из ПВХ не распространяет горение при одиночной прокладке (категория исполнения «нг» требует уточнения в ТУ на конкретный кабель).
- Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C).
- Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных сечениях.
- Более простой и чистый монтаж (не требуется спецарматура для герметизации концов).
- Высокая стойкость к термоциклированию.
- Более высокие диэлектрические характеристики и стойкость к частичным разрядам.
- Лучшие температурные показатели (ПВХ изоляция для СН не применяется из-за высоких диэлектрических потерь).
- Отсутствие потерь в броне из-за гистерезиса (алюминий немагнитен).
- Лучшая коррозионная стойкость брони.
- Меньший вес.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на НН.
- Чувствительность концов кабеля к увлажнению, требующая установки герметичных концевых муфт.
- Необходимость строгого соблюдения технологии монтажа муфт и соблюдения радиуса изгиба.
- Особые требования к прокладке одножильных кабелей для минимизации потерь.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвЭаПг 1х жильный 6 кВ соответствует требованиям ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-304-2001 и международным стандартам (МЭК 60502-2). Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальный внешний диаметр, мм (примерно) | Масса 1 км кабеля, кг (примерно) | Допустимый длительный ток нагрузки в земле, А* | Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 33 | 1400 | 215 | 0.641 |
| 70 | 36 | 1750 | 265 | 0.443 |
| 95 | 39 | 2150 | 320 | 0.320 |
| 120 | 42 | 2500 | 365 | 0.253 |
| 150 | 45 | 2950 | 415 | 0.206 |
| 185 | 48 | 3450 | 475 | 0.164 |
| 240 | 53 | 4250 | 560 | 0.125 |
| 300 | 57 | 5100 | 645 | 0.100 |
Таблица 2. Условия эксплуатации и испытательные напряжения
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 6/10 (12) |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | 90 |
| Допустимая температура жилы при КЗ (макс. 5 сек), °C | 250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -20 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x Dнар. (наружного диаметра кабеля) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин., кВ | 15 |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ (для приемо-сдаточных испытаний) | 22 |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвЭаПг 1х жильный 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Важное замечание по одножильному исполнению: При прокладке в земле или в немагнитных лотках на переменном токе в одножильных кабелях возникают значительные потери на вихревые токи из-за индукции. Поэтому для цепей среднего напряжения 6-10 кВ одножильные кабели должны прокладываться только в треугольник (трехжильные кабели) или, при раздельной прокладке однофазных кабелей, с соблюдением минимальных расстояний между фазами и с обязательным перекрестным соединением экранов и брони на обоих концах линии для прерывания циркулирующих токов и снижения потерь.
Преимущества и недостатки кабеля АПвЭаПг по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБ):
Преимущества перед кабелем в ПВХ изоляции:
Преимущества перед кабелем с броней из стальных лент (АПвБбШп):
Недостатки:
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля АПвЭаПг требует профессионального подхода. Для соединения и оконцевания используются специальные муфты: соединительные (СТО) и концевые (КНТп, КНТпт для наружной установки, КВТп для внутренней). Технология включает этапы: разделка конца кабеля с послойным удалением оболочек, монтаж изолирующего корпуса, восстановление экранов и брони, герметизация. Критически важно использовать комплекты муфт, рекомендованные производителем кабеля, и соблюдать чистоту на всех этапах работ.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвЭаПг от АПвБбШп?
Основное отличие – в материале и конструкции брони. В АПвЭаПг броня выполнена из гофрированной алюминиевой ленты («а»), что делает ее немагнитной и стойкой к коррозии. В АПвБбШп броня – две стальные оцинкованные ленты («Б»), а защитный покров – шланг из полиэтилена («Шп»). АПвЭаПг легче и не имеет потерь в броне на переменном токе.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭаПг 1х жильный в земле без дополнительной защиты?
Да, можно, так как кабель имеет собственную броню. Однако согласно ПУЭ (Глава 2.3) при прокладке в земле на глубине менее 1 метра, в местах пересечений с дорогами или в зонах повышенного механического риска требуется дополнительная защита (например, плиты или трубы). Обязательна песчаная подсыпка и засыпка.
Как правильно выбрать сечение кабеля АПвЭаПг на 6 кВ?
Выбор сечения производится по допустимому току нагрузки с учетом условий прокладки (в земле, в воздухе, количество рядом проложенных кабелей, температура грунта) и проверяется на термическую стойкость к токам КЗ, а также на потерю напряжения. Расчет должен выполняться в соответствии с нормами ПУЭ гл. 1.3 и 2.3 проектировщиком.
Нужно ли заземлять броню и экран одножильного кабеля АПвЭаПг?
Да, это обязательное требование ПУЭ и безопасности. Алюминиевая броня и медный экран должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Для одножильных кабелей это также необходимо для снижения индуктивных потерь. В случае длинных линий может применяться схема поперечного соединения экранов для分段ного заземления и прерывания циркулирующих токов.
Каков срок службы кабеля и от чего он зависит?
Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, качества монтажа муфт, коррозионной агрессивности среды, механических воздействий. Регулярный мониторинг (диагностика частичных разрядов, измерение tg δ) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
Допускается ли прокладка кабеля АПвЭаПг в воде?
Нет, данный тип кабеля не предназначен для постоянной прокладки в воде. Хотя материалы оболочки и брони обладают влагостойкостью, длительное воздействие воды под давлением может привести к проникновению влаги через микротрещины или повреждения защитного покрова с последующей коррозией алюминиевых элементов и снижением срока службы. Для прокладки в воде существуют специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП).