Кабель АПвКШп 1х300
Кабель АПвКШп 1х300: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвКШп 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилой сечением 300 мм², в экране из медных проволок и с полимерной оболочкой. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 10 кВ включительно частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в условиях, где предъявляются высокие требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.
Расшифровка маркировки АПвКШп 1х300
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- КШп – защитный покров в виде кольцевой брони из стальных оцинкованных проволок круглого сечения (КШ) и наружный покров из полимерной шланговой (п) композиции, наложенной поверх брони.
- 1х300 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 300 квадратных миллиметров.
- Отсутствие индекса «в» после «П» указывает на то, что изоляция выполнена не из обычного, а из сшитого полиэтилена (СПЭ). Таким образом, полная расшифровка подразумевает: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, КШп – броня из круглых стальных проволок с полимерным шлангом.
- Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
- Сечение: 300 мм².
- Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1 для сечений от 240 мм²), что означает жилу однопроволочную или многопроволочную. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля) и многопроволочная.
- Функция: непосредственная передача электрического тока.
- Представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх токопроводящей жилы.
- Функция: выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и местной концентрации напряженности поля, что предотвращает возникновение частичных разрядов и старение изоляции.
- Материал: сшитый полиэтилен (XLPE).
- Толщина: нормируется стандартами (например, для 10 кВ – не менее 4,5 мм).
- Функция: основная электрическая изоляция, обеспечивающая работу под напряжением до 10 кВ. СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допускает нагрев жилы до +90°C в длительном режиме и до +130°C в аварийном), стойкостью к тепловому старению и влаге.
- Слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена.
- Функция: аналогична внутреннему экрану – создание равномерного электрического поля. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном образует коаксиальную систему, необходиму для одножильных кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
- Конструкция: выполнен в виде оплетки из медных проволок (иногда в комбинации с медной лентой). Для сечения 300 мм² является обязательным элементом.
- Функции:
- Защита от электромагнитных помех: ограничивает электромагнитное поле кабеля, снижая его влияние на окружающие устройства.
- Замыкание тока однофазного замыкания на землю: обеспечивает путь для тока КЗ, что критически важно для корректной работы релейной защиты.
- Резервный нулевой провод: в системах с заземленной нейтралью может использоваться в качестве проводника для тока несимметрии.
- Поясная изоляция: слой из полимерной ленты или крепированной бумаги, наложенный поверх металлического экрана. Защищает экран от коррозии и механического повреждения броней.
- Броня: выполняется из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных виток к витку (кольцевая броня). Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
- Наружный шланг: оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена, наложенная поверх брони. Обозначается «п» в маркировке. Защищает броню от коррозии и агрессивных сред, обеспечивает стойкость к УФ-излучению, влаге, химическим веществам.
- Прокладка в земле (траншеях): является основным способом. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Полимерный шланг предохраняет броню от почвенной коррозии.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: может использоваться в этих условиях благодаря стойкости оболочки к влаге и химической агрессии.
- Прокладка в помещениях: возможна, но необходимо учитывать группу горючести оболочки и требования пожарной безопасности (ПУЭ, гл. 2.1, 7.3, 7.4).
- Участки с повышенной коррозионной активностью: благодаря оцинкованной броне и наружному шлангу кабель устойчив к воздействию блуждающих токов, солей, щелочей.
- Важные объекты: часто используется для электроснабжения промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов, метрополитенов, портов, аэропортов, объектов ЖКХ.
- Высокая механическая прочность: броня из круглых проволок обеспечивает лучшую защиту от растяжения и ударов по сравнению с ленточной броней.
- Коррозионная стойкость: комбинация оцинкованной брони и полимерного шланга.
- Надежная изоляция: сшитый полиэтилен не боится влаги, имеет высокие диэлектрические и температурные характеристики.
- Электромагнитная совместимость: наличие полноценного медного экрана.
- Долгий срок службы при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
- Большой вес и радиус изгиба: кабель жесткий и тяжелый, что усложняет монтаж.
- Высокая стоимость: по сравнению с кабелями без брони или с алюминиевой оболочкой.
- Необходимость применения специальных концевых заделок: для соединения и оконцевания требуются муфты и концевые устройства, рассчитанные на работу с экранированными кабелями 10 кВ.
- Потери в одножильной конструкции для трехфазных сетей: при неправильной укладке трех кабелей могут возникать дополнительные потери из-за возникновения вихревых токов в броне.
- Прокладка должна производиться с соблюдением минимального радиуса изгиба.
- При прокладке в земле необходимо использовать подсыпку и защиту (сигнальную ленту, плиты).
- Броня кабеля подлежит обязательному заземлению на обоих концах линии для безопасности и правильной работы защиты.
- Металлический экран также должен быть заземлен. Способы заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) определяются проектом и схемой сети.
- При монтаже концевых муфт необходимо тщательно выполнить ступенчатую разделку изоляции и экранов, обеспечить надежный электрический контакт с экранирующими проволоками.
- Хранение кабеля на барабане должно осуществляться в условиях, исключающих прямое воздействие солнечных лучей и атмосферных осадков.
Конструкция кабеля АПвКШп 1х300
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокие эксплуатационные характеристики.
1. Токопроводящая жила
2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)
3. Основная изоляция
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)
5. Металлический экран (электромагнитный экран)
6. Броня и наружные защитные покровы
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 8,7/10; 6/10 | U0 – напряжение между жилой и землей/экраном |
| Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме | +90°C | |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Максимальная температура в режиме перегрузки | +130°C | |
| Допустимый ток длительной нагрузки | ~450-500 А | Зависит от условий прокладки (грунт, воздух, температура) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0601 Ом/км | По ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 25 кВ (для 8,7/10 кВ) | Продолжительность 10 мин. |
Механические и климатические параметры
| Параметр | Значение / Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Стойкость к УФ-излучению | Высокая (благодаря наружному шлангу) |
| Группа горючести оболочки | Г2-Г4 (по ГОСТ 12176), зависит от состава ПВХ |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКШп 1х300 применяется для создания надежных силовых линий в различных условиях, где присутствуют механические воздействия и агрессивные факторы окружающей среды.
Важное замечание: Для трехфазных систем необходимо прокладывать три одножильных кабеля (по одному на фазу). При прокладке в земле или в немагнитных трубах их рекомендуется располагать вплотную треугольником или параллельно с соблюдением расстояний, указанных в проекте, для уменьшения потерь и неравномерности распределения тока.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКШп 1х300
Преимущества:
Недостатки:
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКШп отличается от АПвБШп?
Основное отличие – в типе брони. У АПвКШп броня выполнена из Круглых стальных проволок (индекс «К»), а у АПвБШп – из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»). Броня из проволок лучше защищает от растягивающих нагрузок, а броня из лент – преимущественно от продавливающих. Кабель с проволочной броней, как правило, имеет большую гибкость и меньший минимальный радиус изгиба по сравнению с ленточной того же диаметра.
Почему для сечения 300 мм² часто используется именно одножильная конструкция, а не трехжильная?
Для кабелей среднего напряжения (6-10 кВ) и больших сечений (от 240-300 мм²) одножильная конструкция является технологически и экономически более оправданной. Она упрощает производство, снижает риск заводских дефектов в изоляции, облегчает монтаж муфт (работа с одной жилой). Трехжильные кабели на такие сечения и напряжения (например, АПвВГ) имеют очень большой вес и диаметр, что делает их транспортировку и прокладку крайне сложной.
Как правильно заземлять броню и экран кабеля АПвКШп?
Броня и металлический экран должны быть соединены между собой и заземлены на обоих концах линии. Это делается при помощи контактных лепестков или бандажей в концевых и соединительных муфтах. Заземление брони обеспечивает электробезопасность при ее повреждении. Двустороннее заземление экрана необходимо для протекания тока короткого замыкания на землю и корректного срабатывания защит. Схема заземления (продольное, поперечное) должна строго соответствовать проекту.
Можно ли прокладывать кабель АПвКШп в воде?
Конструкция кабеля не предназначена для длительной прокладки в открытой воде (реки, озера). Хотя броня и наружный шланг обеспечивают высокую герметичность и защиту от влаги, длительное прямое воздействие воды под давлением может со временем привести к проникновению влаги внутрь конструкции. Для прокладки в водной среде существуют специальные кабели с герметизированной алюминиевой оболочкой (например, марки АПвП).
Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?
Для кабеля 10 кВ с изоляцией из СПЭ и экраном применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые концевые муфты. Ключевые этапы: снятие наружных покровов и брони с соблюдением размеров, разделка полупроводящих экранов с созданием плавного «конуса», изоляция места перехода, монтаж заземляющих проводников на броню и экран, установка изоляторов или подключение к оборудованию. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.
Что означает цвет оболочки кабеля?
Стандартного цветового кодирования для силовых кабелей высокого напряжения не существует. Оболочка АПвКШп, как правило, черного цвета, что обусловлено свойствами полимерной композиции, стойкой к ультрафиолету. Иногда для маркировки фаз на концах кабеля могут использоваться цветные термоусаживаемые трубки или маркеры.
Как определить необходимое сечение 300 мм² для конкретной задачи?
Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчета по допустимому току нагрузки (длительно допустимому току) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества параллельных кабелей в траншее. Для сечения 300 мм² при прокладке в земле (грунт с теплопроводностью 1,0 К·м/Вт) допустимый ток составляет примерно 450-470 А. Также обязателен расчет по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Все расчеты регламентированы ПУЭ (Глава 1.3).