Кабель АПвКПг: конструкция, параметры и область применения одножильного силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Кабель марки АПвКПг представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из медных проволок и с внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ частоты 50 Гц. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; К – экран в виде оплетки из медных проволок; Пг – оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести (гибкая, не распространяющая горение).

Конструкция кабеля АПвКПг 1х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Выполняется из алюминия (марки АВЕ, АВЕФ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жила может быть круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечений от 16 мм² и выше жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для монтажа.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Непосредственно на жилу накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
• Изоляция: Основной изолирующий слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания кабель выдерживает более высокие температуры (+130°C и +250°C соответственно).
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Поверх основной изоляции накладывается второй слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Он служит для симметрирования электрического поля и является контактной поверхностью для металлического экрана.
• Металлический экран: Выполняется в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Функции металлического экрана: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание тока на землю в случае пробоя изоляции (обеспечение срабатывания защитной аппаратуры), а также выполнение роли заземляющего проводника в нормальном режиме работы для отвода емкостных токов. Для одножильных кабелей экран является обязательным элементом для компенсации магнитного поля.
• Оболочка: Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (Пг). Обозначение «Пг» указывает на то, что материал оболочки не распространяет горение при одиночной прокладке. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (влаги, химических веществ, солнечного излучения) и служит дополнительным электрическим барьером.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель АПвКПг соответствует требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 31565-2012 (Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности) и технических условий ТУ 16.К71-310-2001 (или их актуальных версий).

Основные электрические и эксплуатационные параметры:

• Номинальное напряжение: 0,66/1 кВ (между фазой и землей / между фазами).
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (температура окружающей среды).
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • в длительном режиме работы: +90°C;
  • при перегрузке (не более 8 часов в сутки, не более 1000 часов за срок службы): +130°C;
  • в режиме короткого замыкания (до 5 секунд): +250°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 10 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКПг 1х, проложенного в земле (траншее)

Условия: температура земли +15°C, глубина прокладки 0,7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,0 К·м/Вт.

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А
16	100
25	130
35	160
50	190
70	235
95	285
120	330
150	375
185	425
240	495

Таблица 2. Токовые нагрузки для кабеля АПвКПг 1х, проложенного в воздухе

Условия: температура воздуха +25°C.

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А
16	90
25	120
35	145
50	175
70	215
95	260
120	300
150	340
185	385
240	450

Важное примечание: При групповой прокладке нескольких одножильных кабелей вплотную (в пучке, в трубе, на лотке) необходимо применять понижающие коэффициенты к табличным значениям токов из-за взаимного нагрева. Для трех кабелей, проложенных вплотную в одной плоскости, коэффициент составляет 0,85. Для шести кабелей – 0,75. Точные коэффициенты приведены в ПУЭ (Правила устройства электроустановок), глава 1.3.

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвКПг 1х жильный предназначен для прокладки в электрических сетях номинальным напряжением до 1 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети жилых, коммерческих и промышленных зданий.
• Питание мощного электрооборудования (насосы, вентиляторы, компрессоры) на промышленных предприятиях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (с помощью плит, сигнальной ленты или труб).
• Прокладка в помещениях, включая пожароопасные зоны (класс П1а по ПУЭ), благодаря оболочке «Пг».

Особенности монтажа одножильных кабелей:

При монтаже силовых линий на напряжение до 1 кВ тремя одножильными кабелями (для трехфазной системы) критически важно правильно выполнить их раскладку. Для уменьшения индуктивного сопротивления и потерь, а также для предотвращения перегрева из-за наведенных токов в металлических элементах (оболочках, лотках) и экранах, кабели всех трех фаз должны быть проложены вплотную друг к другу (в виде треугольника или пучка). При прохождении через стальные перегородки или ферромагнитные конструкции все три жилы должны быть пропущены в одной общей немагнитной трубе (пластиковой, алюминиевой) для предотвращения возникновения вихревых токов и перегрева.

Экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с двух сторон (на обоих концах линии) для обеспечения пути циркуляции токов короткого замыкания и корректной работы защит. При большой длине линии (обычно более 500-1000 м) может потребоваться поперечное соединение экранов для выравнивания потенциалов.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель АПвКПг имеет ряд аналогов, выбор между которыми определяется проектными требованиями и условиями эксплуатации.

• АПвПг: Отличие в конструкции экрана – вместо оплетки из медных проволок используется экран в виде медной ленты, спирально наложенной поверх изоляции. Кабель с ленточным экраном (П) менее гибок и имеет несколько худшие характеристики при динамических нагрузках, но проще в производстве. АПвКПг с проволочным экраном (К) более устойчив к многократным изгибам и лучше подходит для трасс со сложной геометрией.
• АВВГ: Кабель с ПВХ изоляцией и оболочкой. Ключевое отличие – материал изоляции. ПВХ имеет более низкий допустимый нагрев жилы (+70°C), меньшую стойкость к тепловому старению и меньшую допустимую температуру при коротком замыкании. АПвКПг превосходит АВВГ по всем температурным и нагрузочным характеристикам, но и стоит дороже.
• АПвБбШп/АПвБШп: Кабель с броней из стальных оцинкованных лент (Бб) и защитным шлангом из полиэтилена (Шп) или ПВХ (Шв). Применяется при необходимости повышенной защиты от механических повреждений (прокладка в земле без дополнительных защитных труб). АПвКПг такой защиты не имеет, его прокладка в земле требует осторожности и часто применения труб или коробов.

Критерии выбора АПвКПг: необходимость применения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена для повышения нагрузочной способности и надежности; условия прокладки, не требующие броневой защиты (лотки, воздух, защищенные кабельные сооружения); требования к нераспространению горения (оболочка Пг); необходимость в гибком экране для трасс со сложной конфигурацией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Обязательно ли заземлять экран кабеля АПвКПг с двух сторон?

Да, для силовых кабелей на напряжение до 1 кВ с изолированными экранами, к которым относится АПвКПг, ПУЭ (п. 1.7.83) предписывают выполнять заземление экранов с обоих концов. Это обеспечивает безопасность (снижает напряжение прикосновения на оболочке) и правильную работу устройств защиты от короткого замыкания, так как создает путь для тока КЗ на землю.

Вопрос 2: Можно ли прокладывать несколько кабелей АПвКПг в одной трубе?

Можно, но с учетом требований ПУЭ. Для силовых кабелей до 1 кВ допускается прокладка в одной трубе, трубостойке, коробе не более четырех кабелей, если при этом не ухудшаются условия охлаждения. При этом обязательно применение понижающих коэффициентов к допустимому току (см. ПУЭ, табл. 1.3.7, 1.3.8). Для трех одножильных кабелей одной трехфазной линии это стандартная практика.

Вопрос 3: В чем практическая разница между кабелем с индексом «Пг» и «нг(А)-LS»?

«Пг» означает, что оболочка из ПВХ пониженной горючести и кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. «нг(А)-LS» – это более высокий класс пожарной безопасности по ГОСТ 31565-2012. Кабель с индексом «нг(А)» не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожарная опасность), а «LS» (Low Smoke) указывает на пониженное дымо- и газовыделение. Для ответственных объектов и групповой прокладки в зданиях с массовым пребыванием людей сейчас, как правило, требуются кабели с индексом «нг(А)-LS» или «нг(А)-HF» (безгалогенные).

Вопрос 4: Допустима ли прокладка АПвКПг в земле без дополнительной защиты?

Прямая прокладка в земле (траншее) без защитных конструкций не рекомендуется и часто запрещена проектом, так как оболочка из ПВХ не является достаточной защитой от механических воздействий (камни, грунтовые подвижки, раскопки). Стандартная практика – прокладка в ПНД/ПВХ трубах, асбестоцементных каналах или с использованием защитных плит. Это продлевает срок службы кабельной линии.

Вопрос 5: Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКПг?

Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ (Глава 1.3):
1. По длительно допустимому току нагрузки (сравнение с рабочим током линии с учетом поправочных коэффициентов на условия прокладки).
2. По допустимой потере напряжения (особенно важно для длинных линий).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что сечение выдержит ток КЗ за время его отключения защитой).
Расчет должен выполнять квалифицированный проектировщик на основе исходных данных объекта.

Заключение

Кабель АПвКПг 1-жильный является современным и надежным решением для построения силовых распределительных сетей напряжением до 1 кВ. Его ключевые преимущества – использование изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивающей высокую пропускную способность и температурную стойкость, а также наличие медного проволочного экрана, эффективно защищающего от помех и обеспечивающего безопасность. Правильный выбор сечения, учет условий прокладки (особенно при групповой прокладке одножильных кабелей) и соблюдение правил монтажа, в частности, двустороннего заземления экранов, являются обязательными условиями для долговечной и безопасной эксплуатации кабельных линий на основе АПвКПг.