Кабель АПвКаП2г 10 кВ 70 мм²: полный технический анализ
Кабель АПвКаП2г 10 кВ 70 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных электрических сетях.
Расшифровка маркировки АПвКаП2г
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жилы из вулканизированного (сшитого) полиэтилена (XLPE).
- Ка – экран по изоляции жилы в виде медной ленты, наложенной продольно.
- П – оболочка из полиэтилена.
- 2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие двойной брони из стальных оцинкованных лент, «г» – герметизированный, водонепроницаемый (под оболочкой имеются гидрофобные заполнители).
- 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
- 70 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с наличием блуждающих токов.
- Прокладки в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
- Использования в электрических сетях на напряжение 10 кВ для питания промышленных предприятий, городских распределительных сетей (РП, ТП), объектов инфраструктуры.
- Участков с повышенными требованиями к механической защите (риск повреждения при раскопках, давление грунта, наличие грызунов).
- Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен не подвержен тепловому старению подобно бумажно-масляной изоляции, обладает высокой стойкостью к термоциклам.
- Меньший вес и внешний диаметр: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (например, АСБл) того же напряжения и сечения, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Высокая допустимая температура: Длительная работа при +90°C позволяет пропускать большие токи или использовать меньшее сечение при той же мощности.
- Простота монтажа и соединения: Не требует сложных систем подпитки маслом, допускает большие перепады по высоте трассы.
- Герметичность: Конструкция с заполнением и полиэтиленовой оболочкой обеспечивает защиту от проникновения влаги.
- Длительный срок службы: Составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки существует риск распространения водных древ (трекинга) под действием электрического поля. Современные материалы (сшитый полиэтилен с добавками) минимизируют этот риск.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на момент закупки (хотя совокупная стоимость владения может быть ниже).
- Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии разделки и монтажа концевых и соединительных муфт.
- Прокладка: Перед прокладкой при температуре ниже -15°C кабель необходимо прогреть. Запрещается прокладывать кабель с крутыми изгибами (радиус изгиба менее 15D). При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой.
- Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 10 кВ. Обязательно заземление брони и экрана с двух сторон.
- Испытания: После монтажа кабельная линия должна подвергаться испытаниям повышенным постоянным напряжением 36 кВ в течение 15 минут.
- Эксплуатация: Необходим периодический визуальный осмотр трасс, контроль температуры кабеля, диагностика (например, измерение частичных разрядов).
Конструкция кабеля АПвКаП2г 10 кВ 70 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 70 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная), класс 1 по гибкости. Возможны также многопроволочные исполнения для улучшения гибкости. Жила имеет круглую форму.
2. Экранирующая оболочка над жилой (экран-полупроводник)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и микроразрядов на границе жила/изоляция.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4.5 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к термоциклированию и влаге.
4. Экран по изоляции (экранирующий слой)
Представлен медной лентой толщиной 0.1-0.15 мм, наложенной продольно с перекрытием. В некоторых конструкциях может дополняться или заменяться экструдированным полупроводящим слоем. Назначение – создание равномерного электрического поля вокруг изоляции, отвод емкостных токов и защита от внешних электромагнитных помех. Является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
5. Поясная изоляция
Выполняется из полупроводящей или крепированной бумаги, полимерной ленты. Служит для защиты экрана от повреждения броней.
6. Броня
Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Ленты оцинкованы для защиты от коррозии.
7. Наружная оболочка
Внешний защитный слой из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), ультрафиолетовому излучению и истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 1 мин. | 18 кВ | Для готового кабеля после изготовления |
| Испытательное постоянное напряжение | 36 кВ | При приемо-сдаточных испытаниях на объекте |
| Допустимая длительная температура токопроводящей жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность до 5 сек. |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | Продолжительность до 8 ч в сутки, не более 1000 ч за срок службы |
| Минимальная температура прокладки | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля | Для одножильных кабелей с броней |
Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд.)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (при +90°C жилы, +25°C земли, +15°C воздуха) |
|---|---|
| В земле (в траншее), теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт | 215 А |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | 200 А |
Примечание: Фактические токовые нагрузки требуют уточняющего расчета с учетом конкретных условий прокладки, количества работающих кабелей в пучке, температуры окружающей среды и удельного теплового сопротивления грунта.
Область применения
Кабель АПвКаП2г 10 кВ 70 мм² предназначен для:
Не рекомендуется для прокладки в воде (не является подводным), в болотах, в грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительных мер защиты, а также для подвижного подключения.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКаП2г отличается от АПвПу2г?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. У АПвКаП2г оболочка из полиэтилена (П), у АПвПу2г – из поливинилхлоридного пластиката (Пу). Полиэтилен более стоек к влаге, химикатам и УФ-излучению, но менее гибок при низких температурах. ПВХ-пластикат распространен шире, имеет лучшие противопожарные показатели (не распространяет горение при одиночной прокладке).
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г 10 кВ в воздухе?
Да, кабель предназначен для прокладки как в земле, так и в воздухе (кабельные эстакады, галереи, по стенам зданий). При этом необходимо учитывать снижающие коэффициенты для токовой нагрузки при групповой прокладке и высоких температурах окружающей среды.
Как правильно выбрать сечение 70 мм² для проекта?
Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (с учетом условий прокладки и коэффициентов) и проверки на потерю напряжения. Для напряжения 10 кВ сечение 70 мм² часто используется для фидеров средней мощности (примерно 4-6 МВт в трехфазной сети) и для подключения трансформаторных подстанций в распределительных сетях.
Нужно ли заземлять броню и экран данного кабеля?
Да, это обязательное требование ПУЭ. Броня и экран (медная лента) должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала (снятие напряжения с брони при повреждении изоляции), отвод емкостных токов и нормальную работу устройств релейной защиты.
Каков срок службы этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвКаП2г 10 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше при соблюдении условий прокладки, нагрузок, отсутствии внешних повреждений и проведении плановой диагностики.
Что означает индекс «г» в маркировке и насколько кабель защищен от влаги?
Индекс «г» означает, что в конструкции кабеля применены герметизирующие элементы. Обычно это гидрофобные заполнители (заполнение) в межжильном пространстве под оболочкой. Это защищает внутренние элементы кабеля от продольного распространения влаги в случае локального повреждения внешней оболочки. Кабель является водонепроницаемым, но не предназначен для длительной прокладки под водой.
Какой аналог существует у кабеля с медной жилой?
Ближайшим аналогом с медной токопроводящей жилой является кабель ПвКаП2г 10 кВ 70 мм². Буква «А» в начале маркировки отсутствует, что по ГОСТ означает материал жилы – медь. Он имеет аналогичные характеристики, но меньший допустимый ток нагрузки из-за более высокого удельного сопротивления алюминия при том же сечении. Медный кабель дороже, но может быть предпочтительнее на коротких участках с высокими токами КЗ из-за лучшей стойкости к электродинамическим усилиям.