Кабель АПвКаП 50 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвКаП 50 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой экранированной оболочке, с наружным защитным покровом в виде пластмассового шланга. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с вулканизацией в среде пероксида; Ка – экран в виде алюминиевой гофрированной оболочки; П – наружная оболочка из полиэтилена (в данном случае, как правило, полиэтилена повышенной стойкости, Пс).
Конструкция кабеля АПвКаП 50 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила. Выполнена из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы, сечением 50 мм². Для данного сечения жила, как правило, является однопроволочной (монолитной), что обеспечивает жесткость и простоту монтажа. Класс жилы по ГОСТ 22483-2012 – 1 или 2.
- Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
- Экран по изоляции (полупроводящий). Наносится поверх изоляции и выполняет функцию выравнивания электрического поля с внешней стороны изоляционного слоя. Обычно выполнен в виде экструдированного слоя или комбинации полупроводящих лент.
- Металлический экран. Выполнен в виде герметичной гофрированной алюминиевой оболочки (Ка). Данный элемент является ключевым для кабелей типа АПвКаП. Он выполняет несколько функций: экранирование (замыкает электромагнитное поле внутри кабеля), защита от механических повреждений, а также служит барьером от влаги и служит нулевой жилой в сетях с изолированной нейтралью или в режиме однофазного КЗ в сетях с эффективно заземленной нейтралью.
- Защитный покров (наружная оболочка). Наносится поверх алюминиевой оболочки для защиты ее от коррозии и механических воздействий. Изготавливается из полиэтилена (П) или полиэтилена повышенной стойкости (Пс). Имеет характерный черный цвет. На оболочку наносятся маркировочные надписи с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска и производителя.
- Точное значение тока нагрузки зависит от условий прокладки (в земле, в воздухе, количество кабелей в траншее, температура грунта и т.д.) и должно рассчитываться по методике ПУЭ гл. 1.3.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая трассы с наличием блуждающих токов.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
- Использование в качестве вводов на территории промышленных предприятий, шахт, нефтеперерабатывающих заводов.
- Прокладка в условиях повышенной влажности, в том числе через водные преграды (при условии дополнительной защиты).
- По сравнению с АПвП (в алюминиевой гладкой оболочке): Гофрированная оболочка (Ка) обеспечивает большую гибкость и стойкость к многократным изгибам, что упрощает монтаж на сложных трассах.
- По сравнению с АСБл (с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке): Кабель АПвКаП легче, не требует сложных систем подпора масла, имеет большую допустимую температуру (+90°C против +70-80°C), более экологичен. СПЭ-изоляция не стареет под воздействием тепловых циклов нагрузки. Однако требует более высокой культуры монтажа (защита от повреждения изоляции) и более чувствителен к качеству оконцевания.
- По сравнению с ПвП (с медной жилой): Более экономичен по стоимости материала жилы, но имеет несколько больший диаметр при том же сечении из-за меньшей проводимости алюминия. Медный кабель имеет более высокие допустимые токи нагрузки и лучшую коррозионную стойкость жилы в случае нарушения герметичности.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля АПвКаП 50 мм² регламентируются стандартами ГОСТ 18410-73 (общие требования) и ТУ 16.К71-277-98 (или более новыми аналогами). Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на напряжение 10 кВ.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10, 8,7/15, 12/20, 21/35 |
| Сечение основной жилы, мм² | 50 |
| Количество и форма жил | 1, 3 (реже). Жила круглая. |
| Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (до 4 сек) | +250°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0,641 (для 1 жилы) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)* | ~205 А (для 1-жильного в земле при +25°C) |
| Масса 1 км кабеля | Приблизительно 1800-2200 кг (зависит от конструкции) |
Таблица 2. Габаритные размеры и масса (ориентировочно для 10 кВ, 1х50)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | Около 35-40 мм |
| Строительная длина, м | Не менее 250 (регламентируется ТУ) |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвКаП 50 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения. Его основное применение:
Алюминиевая гофрированная оболочка обеспечивает полную герметичность и радиальную защиту от влаги, что позволяет прокладывать кабель даже в затопляемых грунтах без дополнительных герметизирующих муфт на протяжении трассы. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Однако при групповой прокладке в соответствии с современными требованиями пожарной безопасности часто требуется применение кабеля в исполнении «нг(А)-HF» – не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением, для чего используется специальная наружная оболочка.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение кабеля АПвКаП 50 мм² с другими типами кабелей на среднее напряжение.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвКаП 50 мм² требует соблюдения ряда правил. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки. Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного подогрева. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты – соединительные и концевые, предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией и алюминиевой оболочкой. Технология монтажа включает этапы: разделка конца кабеля с ступенчатым удалением слоев, заземление алюминиевой оболочки, установка изоляционных деталей (конусов, мастик, термоусаживаемых трубок) или заливка муфт компаундом, монтаж наконечника на алюминиевую жилу с использованием специальных паст для предотвращения окисления. Качество монтажа муфт является критически важным для надежной работы линии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие АПвКаП от АПвПу?
Основное отличие – в конструкции металлического экрана. В АПвКаП используется гофрированная алюминиевая оболочка (Ка), которая является герметичной и механически прочной. В АПвПу экран выполнен в виде медной проволоки, наложенной поверх продольной алюминиевой ленты (Пу). АПвПу менее стоек к механическим воздействиям и не обеспечивает абсолютной герметичности, но проще в разделке и, как правило, дешевле.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП 50 мм² в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе при условии отсутствия риска механических повреждений. Однако необходимо учитывать воздействие ультрафиолетового излучения. Наружная полиэтиленовая оболочка стандартного кабеля имеет ограниченную стойкость к УФ-излучению. Для длительной открытой прокладки рекомендуется использовать кабель в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (как правило, обозначается в ТУ) или предусматривать защитные кожухи/лотки.
Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта 10 кВ?
Для сети 10 кВ следует выбирать кабель с маркировкой 8,7/15 кВ или 10 кВ. Первое значение (8,7 кВ) – это фазное напряжение (U0), второе (15 кВ) – междуфазное (U). Кабель 6/10 кВ также может использоваться в некоторых сетях 10 кВ с изолированной нейтралью, но стандартным и рекомендуемым выбором для современных сетей 10 кВ является кабель на напряжение 8,7/15 кВ, так как он соответствует классу напряжения 10 кВ по ГОСТ.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Алюминиевая оболочка и полиэтиленовый шланг обеспечивают хорошую защиту от коррозии. Однако при прокладке в грунтах с высокой химической агрессивностью, наличии блуждающих токов или риска механических повреждений (камни, строительный мусор) рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбоцементных или ПНД трубах, в лотках, либо использование кабеля с бронепокровом (например, АПвБбШп – с броней из стальных лент).
Какой ток короткого замыкания может выдержать кабель?
Термическая стойкость к току КЗ определяется сечением жилы, материалом и допустимой температурой (+250°C). Для алюминиевой жилы 50 мм² допустимый ток КЗ (Iкз) за время 1 секунду можно ориентировочно рассчитать по формуле или взять из справочников. Приближенное значение составляет около 5-6 кА для 1 сек. Точный расчет должен учитывать реальное время срабатывания защиты и начальную температуру жилы.
Заключение
Кабель АПвКаП 50 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения 6-35 кВ. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и герметичной алюминиевой оболочкой обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы (не менее 30 лет) и возможность прокладки в сложных условиях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с соблюдением всех нормативных требований являются залогом бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов.