Кабель АПвЭмПг 3-х жильный 6 кВ: полный технический анализ
Кабель марки АПвЭмПг 3х… 6 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в современных энергосистемах, включая сети с изолированной или компенсированной нейтралью.
Расшифровка маркировки АПвЭмПг
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:
- А – Алюминиевая токопроводящая жила.
- П – Изоляция из Полиэтилена сшитого (внутри класса СПЭ).
- в – Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- Э – Экран общий для всех жил (поверх скрученных изолированных жил).
- м – Медные проволоки экрана, наложенные поверх экрана из медной ленты (комбинированный экран).
- Пг – Прокладка в грунте (обозначение, указывающее на возможность такой прокладки, хотя кабель универсален).
- 3-х жильный – Три токопроводящие жилы.
- 6 кВ – Номинальное напряжение 6000 В.
- Медная лента, наложенная продольно или в виде спиральной обмотки с перекрытием.
- Поверх ленты – медные проволоки (обозначение «м»), наложенные поверх ленты. Эти проволоки выполняют роль дренажных проводников и нулевой жилы (при необходимости).
- Распределительные сети 6 кВ (фидеры от РП к ТП, межподстанционные связи).
- Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных установок) на промышленных предприятиях.
- Электроснабжение объектов нефтегазовой, горнодобывающей, химической промышленности.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений. Для агрессивных грунтов рекомендуется дополнительная защита (трубы ПНД, керамические кирпичи).
- Прокладка в помещениях, туннелях, шахтах, в условиях повышенной влажности.
- Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Отсутствие течения изоляции: СПЭ не стекает при нагреве, что позволяет использовать кабель на трассах с большими перепадами высот.
- Высокая стойкость к влаге: Даже при повреждении оболочки изоляция из СПЭ не впитывает влагу, что снижает риск развития пробоя. Не требует сложных концевых муфт с обязательной герметизацией.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах, что упрощает транспортировку и прокладку.
- Простота монтажа и обслуживания: Меньшая трудоемкость при разделке и установке концевых и соединительных муфт.
- Большая длина строительных отрезков из-за отсутствия ограничений по перепадам высот.
- Чувствительность к частичным разрядам: Требует высококачественной экструзии экранов и изоляции, а также аккуратной разделки при монтаже муфт.
- Чувствительность к механическим повреждениям (ударам, надрезам): Повреждение внешней полупроводящей экструзии или изоляции может стать очагом развития пробоя.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения, но сравнимая или ниже на средние напряжения.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента и соблюдения чистоты поверхностей при монтаже муфт.
- По длительно допустимому току нагрузки (с учетом поправочных коэффициентов на способ прокладки, температуру среды, количество работающих кабелей вплотную).
- По экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
- По допустимой потере напряжения (для протяженных линий).
- Замыкает путь для емкостных токов, обеспечивая безопасность для персонала.
- Позволяет использовать экран в качестве элемента системы защитного заземления.
- В сетях с эффективно заземленной нейтралью обеспечивает протекание тока однофазного КЗ для корректного срабатывания релейной защиты.
- Сертификаты соответствия и паспорт качества завода-изготовителя.
- Маркировку на барабане и на самой оболочке кабеля через равные промежутки.
- Целостность оболочки и отсутствие вмятин на барабане.
- Результаты приемо-сдаточных испытаний, проведенных заводом-изготовителем (протокол испытаний высоким напряжением постоянного тока).
- Конструктивные параметры (сечение жил, толщину изоляции и оболочки) – выборочным замером.
Таким образом, полное название описывает кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, с комбинированным экраном из медной ленты и медных проволок, в защитной оболочке из ПВХ, на напряжение 6 кВ.
Конструкция кабеля АПвЭмПг 6 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше жилы, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной.
2. Экран по жиле (полупроводящий, внутренний)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Ключевые преимущества: низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению и влаге.
4. Экран по изоляции (полупроводящий, внешний)
Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено силовое поле жилы, не выходящее за пределы экранов.
5. Поясная изоляция и экранирующая обмотка
Изолированные и экранированные жилы скручиваются. Поверх скрутки накладывается поясная изоляция в виде лент. Далее следует общий экран (металлический), обозначенный в маркировке как «Эм». Это комбинированный экран:
Назначение металлического экрана: замыкание на землю емкостных токов, протекающих по изоляции; защита от внешних электромагнитных помех; обеспечение симметрии электрического поля; использование в системах защитного заземления.
6. Оболочка
Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обозначение «в» и «Пг» в маркировке указывает на его свойства: стойкость к механическим повреждениям, агрессивным почвам, влаге, грибкам. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/6 (7,2) кВ |
| Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 5 мин. | 12 кВ |
| Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний) | 24 кВ |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C (не более 8 ч/сут, 100 ч/год) | Допустимая температура при КЗ | +250°C (не более 5 с) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для основных сечений)
Приведены ориентировочные значения для прокладки в земле (в траншее) при температуре грунта +15°C, глубине заложения 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Точные значения определяются по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов.
| Сечение жилы, мм² | Длительно допустимый ток, А (в земле) | Длительно допустимый ток, А (в воздухе) |
|---|---|---|
| 3х50 | 165 | 145 |
| 3х70 | 200 | 180 |
| 3х95 | 240 | 215 |
| 3х120 | 275 | 250 |
| 3х150 | 315 | 290 |
| 3х185 | 355 | 330 |
| 3х240 | 410 | 380 |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвЭмПг 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Запрещена прокладка в блоках, заполненных кабельным желе, а также в местах с опасностью частых гидроударов (для кабелей с СПЭ-изоляцией это критично).
Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, СБ) и ПВХ-изоляцией (АВВГ)
Преимущества АПвЭмПг:
Недостатки / Особенности:
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей. Срок хранения – до 2 лет с даты изготовления.
2. Прокладка: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева. Запрещается прокладывать кабель с крутыми изгибами (радиус менее 15D). При прокладке в траншее необходима песчаная подушка и засыпка, защита сигнальной лентой или плитами.
3. Заземление: Металлические экраны (медные проволоки и лента) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. Это требование безопасности и правильной работы релейной защиты.
4. Монтаж муфт: Обязательно использование комплектов для кабелей с изоляцией из СПЭ. Критически важна чистовая зачистка изоляции, снятие полупроводящего слоя без рисок на основном изоляторе, и тщательная герметизация.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвЭмПг от АПвПг?
Основное отличие – в конструкции экрана. АПвПг имеет только экран из медных проволок (без обозначения «м», так как нет ленты). АПвЭмПг имеет комбинированный экран: медная лента + медные проволоки поверх нее. Конструкция с лентой обеспечивает более надежное экранирование и механическую защиту, а также лучшую симметрию поля, что важно для сетей 6 кВ и выше.
Можно ли использовать этот кабель для прокладки в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель АПвЭмПг предназначен для прокладки в воздухе (открыто, по конструкциям, в кабельных эстакадах), при условии защиты от прямых солнечных лучей, если оболочка не является светостабилизированной. Для открытой прокладки часто используют кабели с индексом «хл» в маркировке оболочки (например, АПвЭмХлПг), где «хл» обозначает сшитый полиэтилен в качестве материала оболочки, обладающий лучшей стойкостью к УФ-излучению.
Как правильно выбрать сечение жил для проекта?
Выбор сечения осуществляется в соответствии с ПУЭ (Глава 1.3) по следующим критериям:
Окончательный выбор должен быть верифицирован расчетом.
Нужно ли использовать концевые муфты при вводе кабеля в КРУ?
Да, обязательно. Концевая муфта (КНСп, ПСТп или аналогичная для СПЭ-изоляции) выполняет несколько функций: обеспечивает плавный градиент электрического поля на конце экрана, герметизирует торец кабеля, предоставляет удобный и безопасный вывод для подключения к шинам или аппаратуре. Использование кабеля без концевой муфты недопустимо.
Что означает требование «обязательное заземление экранов с двух сторон»?
Металлический экран (медные проволоки и лента) в нормальном режиме работы находится под наведенным потенциалом. Его двустороннее заземление:
В очень длинных линиях (более нескольких км) могут применяться схемы с перекрестным или односторонним заземлением для снижения потерь, но это требует специального расчета.
Как отличить качественный кабель АПвЭмПг при приемке?
Необходимо проверить:
Каков срок службы кабеля АПвЭмПг 6 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется условиями эксплуатации (перегрузками, качеством электроснабжения, внешними воздействиями).
Заключение
Кабель АПвЭмПг 3-х жильный 6 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его преимущества, основанные на применении изоляции из сшитого полиэтилена и продуманной экранировке, делают его предпочтительным выбором по сравнению с традиционными кабелями с бумажной изоляцией в большинстве сценариев применения. Успешная эксплуатация напрямую зависит от качества продукции, грамотного проектирования и строгого соблюдения технологий монтажа, включая заземление экранов и установку муфт.