Кабель АПвПгТп 10 кВ 95 мм
Кабель АПвПгТп 10 кВ 95 мм: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПгТп 10 кВ 95 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в защитном покрове из полимерных материалов, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в современных электрических сетях.
Расшифровка маркировки АПвПгТп
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый), обозначаемый как ПвИ (изоляция из сшитого полиэтилена).
- П – материал оболочки: полиэтилен.
- г – тип защитного покрова: «голый», указывает на отсутствие брони. Кабель имеет герметизированную оболочку.
- Т – форма исполнения: тропическое исполнение (устойчиво к повышенной влажности и плесневым грибам).
- п – тип наружной оболочки: полимерная.
- 10 кВ – номинальное напряжение.
- 95 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящий слой: Экструдированный слой полупроводящего полиэтилена, контактирующий с изоляцией.
- Медные экранирующие элементы: Поверх полупроводящего слоя наложены медные ленты или проволоки (спирально наложенные проволоки сечением не менее 16 мм²), соединенные между собой. Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, замыкания емкостных токов при повреждении изоляции и является элементом системы безопасности (заземляется).
- Распределительные сети 6-10 кВ: Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, центров питания в городах и сельской местности.
- Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций цехов.
- Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, больницы, торговые центры.
- Кабельные линии в земле (траншеях): Основной способ прокладки. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка, защищается сигнальной лентой и засыпается мягким грунтом.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям: Благодаря отсутствию брони и герметичной оболочке кабель подходит для таких инженерных сооружений.
- Прокладка в воздухе: По фасадам зданий или на опорах при условии защиты от прямых солнечных лучей (УФ-излучение может старить полиэтиленовую оболочку, рекомендуется использование кабелей с УФ-стабилизаторами или в гофротрубах).
- Меньший вес и диаметр: Отсутствие тяжелой свинцовой оболочки и стальной брони, а также использование сшитого полиэтилена с высокими диэлектрическими свойствами позволяют снизить габариты и массу на 30-50% по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же напряжения и сечения.
- Высокие допустимые температуры: Длительная рабочая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (в бумажно-масляных кабелях есть риск стекания пропиточного состава). Более удобная разделка концов.
- Высокая стойкость к коротким замыканиям.
- Высокая влагостойкость и коррозионная стойкость оболочки.
- Большая длина строительных отрезков.
- Чувствительность к механическим повреждениям: Отсутствие брони требует осторожности при монтаже и дополнительной защиты (например, плитами) при прокладке в земле в местах с возможными механическими воздействиями.
- Чувствительность к ультрафиолету: Полиэтиленовая оболочка требует защиты при открытой прокладке на солнце.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения, но для напряжений 10 кВ и выше экономия на монтаже и эксплуатации часто делает кабель с XLPE более выгодным.
- Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии, так как изоляция не обладает «самозалечивающими» свойствами, как масло-бумажная.
- Прокладка должна производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
- Радиус изгиба при прокладке не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля.
- При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита сверху песчаным слоем и сигнальной лентой или кирпичом/плитами.
- Экраны кабеля с двух сторон должны быть надежно заземлены. Заземление выполняется с помощью специальных соединительных и концевых муфт.
- Монтаж муфт должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов, рекомендованных производителем кабеля.
- Допускается совместная прокладка с кабелями других напряжений, но необходимо учитывать требования ПУЭ к расстояниям между ними и взаимному влиянию.
- Замыкания емкостного тока на землю в нормальном режиме.
- Обеспечения пути для тока короткого замыкания при пробое изоляции, что способствует быстрому срабатыванию релейной защиты.
- Защиты от поражения электрическим током при касании оболочки.
- Снижения уровня электромагнитных помех.
- Длительно допустимый ток нагрузки с учетом условий прокладки.
- Потерю напряжения.
- Ток термической стойкости при коротком замыкании.
- Стоимость кабеля и потерь электроэнергии.
Конструкция кабеля АПвПгТп 10 кВ 95 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила алюминиевая, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 95 мм² жила, как правило, многопроволочная (состоит из множества проволок), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила может быть секторной или круглой формы для одножильных кабелей, а в трехжильном исполнении жилы часто имеют секторную форму для оптимизации диаметра кабеля.
2. Экран по жиле
Поверх токопроводящей жилы наложен экструдированный экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах (до 90°C в длительном режиме и до 130°C в режиме перегрузки). Толщина изоляции нормирована стандартами. Для 10 кВ она составляет, как правило, 4,5 мм.
4. Экран по изоляции
Состоит из двух элементов:
5. Разделительный слой
Представляет собой поясную изоляцию, обычно из полимерной пленки или нетканого материала, наложенную поверх экрана. Предназначен для защиты экрана от повреждения при наложении внешней оболочки.
6. Внешняя полимерная оболочка
Выполняется из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) или поливинилхлоридного пластиката (тогда маркировка изменится на АПвПгТв). Оболочка обеспечивает защиту от механических воздействий, влаги (имеет высокие герметизирующие свойства) и агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 22 кВ (30 мин.) | Для готового кабеля после изготовления |
| Допустимая длительная температура нагрева жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | Не более 100 часов в году, не более 8 часов подряд |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 секунд |
| Минимальная температура прокладки | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля | Для многожильных кабелей |
Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд.)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|
| В земле (в траншее), при температуре грунта +15°C | 265 |
| В воздухе, при температуре воздуха +25°C | 230 |
Примечание: Фактические значения могут незначительно отличаться в зависимости от конкретных условий (глубина заложения, количество кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта и т.д.). Расчет должен выполняться проектировщиком.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПгТп 10 кВ 95 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в болотах, солончаках, в грунтах с высокой коррозионной активностью, а также в шахтах и взрывоопасных помещениях (для этого существуют специальные исполнения).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (кабелями ААБл, ААШв)
Преимущества кабеля АПвПгТп:
Недостатки и особенности:
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвПгТп от АПвПу?
Основное отличие в защитном покрове. АПвПу имеет усиленную полиэтиленовую оболочку, но также не имеет брони. Буква «у» означает «упрочненная». Кабель АПвПу может быть более стойким к механическим воздействиям при прокладке в кабельных сооружениях, но для прокладки в земле без дополнительной защиты оба типа требуют осторожности. Часто эти марки являются синонимами у разных производителей.
Можно ли прокладывать кабель АПвПгТп в земле без защиты?
Да, это основной способ прокладки, так как оболочка герметична и устойчива к влаге и агрессивным средам. Однако, согласно ПУЭ, в траншеях с вероятностью механических повреждений (например, в местах раскопок) кабель должен быть защищен на всем протяжении плитами или кирпичом. На практике защиту плитами часто применяют на всем протяжении или на потенциально опасных участках.
Как заземляются экраны кабеля 10 кВ и зачем это нужно?
Медные экраны жил должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для:
Заземление выполняется через специальные элементы (заземляющие проводники) в концевых и соединительных муфтах.
Какое сечение жилы выбрать: 95 мм² или следующее, 120 мм²?
Выбор сечения является результатом технико-экономического расчета, учитывающего:
Сечение 95 мм² является распространенным для фидеров 10 кВ, питающих несколько трансформаторных подстанций районного типа или для питания крупных промышленных потребителей мощностью порядка 4-6 МВт. Приближенно, при прокладке в земле, кабель 95 мм² может длительно передавать мощность около 5 МВА.
Что означает индекс «Тп» в маркировке?
Индекс «Тп» расшифровывается как «тропическое исполнение, полимерная наружная оболочка». Это означает, что материалы кабеля (в первую очередь оболочка) стойки к воздействию плесневых грибов и повышенной влажности, характерных для тропического климата. На практике такой кабель можно применять в любых регионах с высокой влажностью.
Какой срок службы у кабеля АПвПгТп 10 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых и температурных режимов.