Кабель АПвЭгП 1-х жильный 10 кВ: полный технический обзор
Кабель АПвЭгП является силовым кабелем на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевой жилой, экранированной и герметизированной конструкции. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Он широко применяется для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в том числе в условиях повышенной влажности, при наличии блуждающих токов и в средах со средней и высокой коррозионной активностью.
Расшифровка маркировки АПвЭгП
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ. Общие технические условия) и конкретных ТУ производителей. Расшифровка аббревиатуры АПвЭгП следующая:
- А – материал жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- Э – наличие экрана по изоляции жилы.
- г – герметизация: водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель в поясной изоляции.
- П – материал наружной оболочки: полиэтилен.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ, А99 или аналогичной по ГОСТ) круглой или секторной формы. Класс гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечения, как правило, до 240 мм²) или многопроволочной (все сечения).
- 2. Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложения полупроводящих лент. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- 3. Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Номинальная толщина изоляции для кабеля на 10 кВ составляет 4,0 мм (основная) плюс допуски по ГОСТ. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
- 4. Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий радиальное электрическое поле.
- 5>Металлический экран. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки. В одножильных кабелях также служит для компенсации индуктивного сопротивления.
- 6. Поясная изоляция (подушка). Выполняется из битумных или полимерных лент, часто с добавлением водоблокирующих материалов (компонент «г» в маркировке). Предназначена для защиты металлического экрана от коррозии, герметизации и придания кабелю округлой формы.
- 7. Наружная оболочка. Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Толщина оболочки нормирована в зависимости от диаметра кабеля. ПЭ оболочка обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), истиранию и механическим повреждениям.
- U0 = 8.7 кВ – напряжение между жилой и землей (экраном).
- U = 10 кВ – междуфазное напряжение.
- Um = 12 кВ – максимальное длительно допустимое рабочее напряжение.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Допустимая температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
- Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
- Допустимая температура перегрузки: +130°C (не более 8 ч в сутки, суммарно не более 1000 ч за срок службы).
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей.
- Стойкость оболочки к удару при -40°C: соответствует классу ХЛ по ГОСТ 15150.
- Прокладка в земле (траншеях) с низким и высоким уровнем грунтовых вод.
- Прокладка в коллекторах, туннелях, кабельных этажах и каналах.
- Вводы на территории промышленных предприятий, нефтебаз, портов.
- Участки с повышенной коррозионной активностью (засоленные грунты, зоны воздействия промышленных выбросов).
Таким образом, полное обозначение: Кабель силовой с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном, герметизированный, в полиэтиленовой оболочке, на номинальное напряжение 10 кВ, одно- или трехжильный.
Конструкция кабеля АПвЭгП 1х жильный 10 кВ
Конструкция одно- и трехжильного кабеля имеет существенные различия. Рассмотрим подробно конструкцию одножильного кабеля АПвЭгП 10 кВ.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры
Номинальное напряжение U0/U (Um): 8,7/10 (12) кВ, где:
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц после монтажа: 2U0 + 1 кВ = 18 кВ в течение 5 минут.
Допустимые токовые нагрузки (ДТН)
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от условий прокладки. Приведены значения для прокладки в земле (траншее) и в воздухе для одножильного кабеля.
| Номинальное сечение жилы, мм² | ДТН в земле (грунт 1.0 К*м/Вт, tземли=25°C), А | ДТН в воздухе (tвозд=25°C), А |
|---|---|---|
| 50 | 205 | 185 |
| 70 | 250 | 225 |
| 95 | 300 | 270 |
| 120 | 345 | 310 |
| 150 | 390 | 350 |
| 185 | 445 | 400 |
| 240 | 520 | 465 |
| 300 | 595 | 535 |
*Значения приведены справочно. Фактические значения определяются по ПУЭ 7 изд. гл.1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, группировку, теплопроводность грунта и др.).
Токи короткого замыкания
Максимальная допустимая температура жилы при коротком замыкании для кабелей с изоляцией из СПЭ составляет +250°C. Расчетный ток односекундного КЗ можно определить по формуле: Iкз = S √(q / t) K, где S – сечение жилы (мм²), q – удельный тепловой импульс (для алюминия ~ 88 А²*с/мм²), t – время действия КЗ (с), K – поправочный коэффициент.
Механические и климатические характеристики
Области применения и особенности монтажа
Кабель АПвЭгП 10 кВ применяется для сооружения кабельных линий распределительных сетей 6-10 кВ в условиях, требующих повышенной надежности и стойкости к влаге. Основные сферы:
Особенности монтажа одножильных кабелей: При прокладке в земле или в воздухе на металлических конструкциях из-за явления электромагнитной индукции в металлических экранах и оболочках наводятся значительные напряжения и циркулируют токи, приводящие к потерям мощности и перегреву. Для их снижения применяют специальные схемы прокладки: все три жилы одной фазы должны быть уложены в треугольник («впритык») или в одну плоскость с минимальным расстоянием между ними. При больших длинах линий и токах нагрузки экраны и оболочки на обоих концах кабеля обязательно заземляются, а на трассе может применяться попеременная перекрестная перестановка жил (транспозиция) или заземление экранов в промежуточных точках через специальные устройства (защитные устройства для экранов).
Сравнение с аналогами (АПвПг, АСБл, ЦАСБл)
Кабель АПвЭгП является современной заменой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл) и развитием кабелей с СПЭ-изоляцией без герметизации.
| Параметр | АПвЭгП | АПвПг (ПВХ оболочка) | АСБл (бумажная изоляция, свинцовая оболочка) |
|---|---|---|---|
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Бумага, пропитанная вязким составом |
| Допустимая температура жилы | +90°C | +90°C | +70°C (до 1 кВ), +80°C (6-10 кВ) |
| Стойкость к влаге | Очень высокая (герметизация «г») | Высокая (герметизация «г») | Зависит от целостности свинцовой оболочки |
| Монтаж при низких температурах | До -15°C без подогрева | До -15°C без подогрева | Требует подогрева при отрицательных температурах |
| Радиус изгиба | 15D | 15D | 25D (для многожильных) |
| Вес | Относительно низкий | Относительно низкий | Очень высокий |
| Экологичность и утилизация | Проще | Сложнее (из-за ПВХ) | Сложная (свинец, пропитка) |
Преимущества АПвЭгП перед АСБл очевидны: большая пропускная способность, легкость, удобство монтажа, отсутствие риска стекания пропитки на наклонных участках. Отличие от АПвПг заключается в материале оболочки: полиэтилен (ПЭ) в АПвЭгП более стоек к химической агрессии и влагопоглощению, чем поливинилхлорид (ПВХ) в АПвПг, но ПВХ лучше противостоит распространению горения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается одножильный кабель АПвЭгП от трехжильного?
Одножильный кабель содержит одну изолированную и экранированную жилу в отдельной оболочке. Для трехфазной линии требуется проложить три таких кабеля. Трехжильный кабель содержит три изолированные и экранированные жилы под одной общей оболочкой. Одножильные кабели удобнее для монтажа на сложных трассах (меньший вес единичного барабана, гибкость), но требуют учета наводок в экранах и более сложной схемы заземления. Трехжильные кабели имеют меньший суммарный диаметр и вес по сравнению с тремя одножильными, но сложнее в производстве и монтаже из-за большей жесткости и массы барабана.
Как правильно заземлять экран одножильного кабеля 10 кВ?
Металлические экраны (и оболочки) одножильных кабелей должны быть заземлены с обоих концов. Это необходимо для обеспечения электробезопасности и прохождения токов короткого замыкания. Однако при большой длине линии (обычно более 500-1000 м, зависит от тока нагрузки) и/или большом сечении жилы, циркулирующие по экрану токи (наведенные рабочим током фазы) могут вызывать значительные потери и перегрев. В таких случаях применяют специальные меры: заземление экранов через ограничители перенапряжений или устройства симметрирования (поперечное соединение экранов в промежуточных точках с их заземлением), либо используют схему «одностороннего» заземления экранов в разрез линии с установкой изолирующих соединений или защитных устройств для экранов.
Что означает герметизация «г» и для чего она нужна?
Герметизация обозначаемая буквой «г» в маркировке, обеспечивает защиту кабеля от продольного распространения влаги в случае повреждения наружной оболочки. Она выполняется путем наложения под броней или оболочкой водоблокирующих лент или заполнения промежутков между элементами кабеля гидрофобным гелем. При попадании воды в поврежденное место, материалы герметизации набухают, локализуя зону увлажнения и предотвращая распространение воды вдоль кабеля на десятки метров, что существенно облегчает ремонт и повышает надежность линии.
Можно ли прокладывать АПвЭгП в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель АПвЭгП допущен для прокладки в воздухе (открыто, по конструкциям, в туннелях). Однако необходимо учитывать воздействие ультрафиолетового излучения. Полиэтиленовая оболочка, хотя и содержит стабилизаторы, подвержена УФ-старению при длительной прямой экспозиции. Рекомендуется прокладка в тени или с использованием кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой (специальные марки ПЭ), либо применение дополнительных защитных кожухов.
Какой срок службы у кабеля АПвЭгП 10 кВ?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭгП, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа (соблюдение радиусов изгиба, отсутствие механических повреждений) и эксплуатационных режимов (непревышение допустимых токовых нагрузок и температур). Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются частые перегрузки, термические воздействия от внешних источников, повреждения оболочки и увлажнение изоляции.
Заключение
Кабель АПвЭгП 1-х жильный 10 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества — высокая пропускная способность, обусловленная сшито-полиэтиленовой изоляцией, и исключительная стойкость к сложным условиям эксплуатации благодаря герметизированной конструкции и полиэтиленовой оболочке. Правильный выбор сечения, учет особенностей прокладки и заземления экранов для одножильных кабелей, а также соблюдение норм монтажа и эксплуатации гарантируют долговечную и бесперебойную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы.