Кабель АПвВГЭ 1-х жильный
Кабель АПвВГЭ: конструкция, параметры и область применения одножильной версии
Кабель АПвВГЭ 1х жильный представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в поливинилхлоридном шланге и с медными экранами в виде оплетки. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в земле (траншеях), на трассовых сооружениях (в лотках, туннелях, эстакадах, галереях), а также в помещениях, кабельных коллекторах и по мостам для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Его ключевая особенность — одножильное исполнение, что накладывает специфику на монтаж и применение.
Расшифровка маркировки АПвВГЭ 1х
- А — материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П — материал изоляции: полиэтилен.
- в — индекс, указывающий на сшивку полиэтилена (в данном контексте «в» обозначает, что изоляция выполнена из вулканизированного/сшитого полиэтилена).
- В — материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
- Г — отсутствие защитных покровов («голый»).
- Э — наличие экрана в виде медной оплетки поверх изолированной жилы.
- 1х — количество токопроводящих жил: одна.
- Значения приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт, глубине прокладки 0.7 м. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и зависят от конкретных условий прокладки.
- Способы борьбы: Для уменьшения этих токов применяют одноточечное заземление экранов (с одной стороны, обычно на конце линии), либо используют специальные схемы поперечного соединения экранов (transposition) и их заземления через ограничители напряжения (защитные устройства для экранов). При прокладке в одной траншее трех одножильных кабелей одной фазы их располагают вплотную треугольником или в одной плоскости, что также влияет на величину наведенных токов.
- Преимущества:
- Большая гибкость и меньший вес единичного кабеля, что облегчает транспортировку и укладку, особенно крупных сечений.
- Меньшая стоимость на метр погонный (но для трех фаз требуется три кабеля).
- Упрощение ремонта: при повреждении одной фазы заменяется только один кабель, а не весь трехжильный.
- Лучшие условия охлаждения каждой жилы.
- Недостатки:
- Увеличение объема земляных и монтажных работ (необходимость укладки трех кабелей вместо одного).
- Сложность правильного заземления экранов и риск возникновения значительных циркулирующих токов.
- Больший суммарный наружный диаметр трех кабелей по сравнению с одним трехжильным.
- Повышенный расход материалов на муфтирование (требуется три комплекта концевых муфт на каждую точку).
- Питающие и распределительные линии от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
- Вводы электроэнергии на территории крупных промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, портов.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам на территории ТЭЦ и ГРЭС.
- Устройство ответвлений в сетях уличного освещения высокого напряжения.
- Прокладка по мостам и путепроводам, где важна стойкость к вибрациям и атмосферным воздействиям.
Конструкция кабеля АПвВГЭ 1х жильный
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в условиях высокого напряжения.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена). Жила может быть круглой или секторной формы, однопроволочной (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочной (сечением 300 мм² и выше), соответствующей классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Алюминий обеспечивает меньший вес и стоимость по сравнению с медью, что критически важно для протяженных высоковольтных линий.
2. Экранирующий слой над жилой (проводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача — выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к термоциклированию и влаге. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля.
4. Экранирующий слой над изоляцией (проводящий экран)
Аналогично экрану над жилой, представляет собой слой полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх основной изоляции. Он также служит для выравнивания электрического поля.
5. Медный экран (оплетка)
Поверх полупроводящего экрана накладывается экран в виде медной оплетки с номинальным сечением не менее 16 мм² (для кабелей на напряжение 6-35 кВ). Функции медного экрана: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, отвод токов утечки и, что наиболее важно для одножильных кабелей, создание пути для циркулирующих токов, наводимых в оболочке, с целью их заземления и предотвращения перегрева.
6. Оболочка
Наружный защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей), ультрафиолетового излучения и влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Технические характеристики и параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10, 8,7/15, 12/20, 18/30, 21/35 |
| Частота, Гц | 50 |
| Климатическое исполнение | УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 |
| Диапазон рабочих температур | от -50°C до +50°C |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации | +90°C |
| Максимальная температура жилы при перегрузке | +130°C (не более 100 ч/год) |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250°C (не более 5 с) |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м для сечений до 70 мм², не менее 200 м для сечений 95 мм² и выше |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр, мм (прибл.) | Масса 1 км, кг (прибл.) | Максимальный ток длительной нагрузки в земле, А* |
|---|---|---|---|
| 50 | 27 | 800 | 190 |
| 95 | 33 | 1200 | 285 |
| 150 | 38 | 1650 | 360 |
| 240 | 45 | 2400 | 470 |
| 400 | 55 | 3700 | 630 |
Особенности применения одножильного кабеля
Использование одножильных кабелей на среднее и высокое напряжение имеет ряд специфических особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании и монтаже.
1. Наведение токов в оболочке (экране)
При протекании переменного тока по одножильному кабелю вокруг него возникает переменное магнитное поле. Если экран (оплетка) и/или металлическая оболочка заземлены с двух сторон, в них наводится ЭДС, приводящая к циркуляции значительных токов. Эти токи вызывают дополнительные потери мощности и нагрев кабеля, снижая его пропускную способность.
2. Прокладка и монтаж
Для трехфазной сети требуется три отдельных кабеля АПвВГЭ 1х. Их взаимное расположение строго регламентируется для обеспечения нормального теплоотвода и минимизации взаимного влияния. При прокладке в земле кабели укладывают с промежутками, определяемыми расчетом. Монтаж требует особого внимания к правильному соединению и заземлению экранов на концевых и соединительных муфтах.
3. Преимущества и недостатки по сравнению с трехжильными кабелями (например, АПвВГЭ 3х)
Область применения
Кабель АПвВГЭ 1х жильный применяется для создания и реконструкции распределительных сетей 6-35 кВ:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается кабель АПвВГЭ от АПвПГЭ?
Основное отличие — в материале внешней оболочки. У АПвВГЭ оболочка из ПВХ (В), у АПвПГЭ — из полиэтилена (П). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге и некоторым химическим реагентам, но менее устойчива к механическим воздействиям и имеет худшие противопожарные характеристики (легче горит). ПВХ-оболочка более распространена для прокладки в общих кабельных сооружениях из-за своей нераспространения горения.
2. Обязательно ли заземлять медную оплетку (экран) с двух сторон?
Нет, не обязательно и часто нежелательно. Двухстороннее заземление приводит к циркуляции токов в экране. Рекомендуемой практикой является одноточечное заземление, а на другом конце экран изолируется и заземляется через ограничитель напряжения (ОПН для экранов) для защиты от перенапряжений. Конкретная схема заземления должна быть определена проектом и соответствовать требованиям ПУЭ гл. 3.1.
3. Можно ли прокладывать три одножильных кабеля АПвВГЭ в одной трубе?
Прокладка в одной трубе (особенно стальной) трех одножильных кабелей разных фаз крайне не рекомендуется. Это приводит к значительному увеличению индуктивного сопротивления, дополнительным потерям и перегреву из-за взаимного влияния магнитных полей и ухудшения теплоотвода. Каждая фаза должна прокладываться в отдельной трубе, либо все три кабеля — в общем кабельном канале (лотке) с соблюдением допустимых расстояний.
4. Какое сечение экрана (оплетки) является стандартным?
Для кабелей на напряжение 6-35 кВ номинальное сечение медного экрана по ГОСТ 31996-2012 должно быть не менее 16 мм². Для кабелей больших сечений (от 400 мм² и выше) и на более высокие напряжения могут применяться экраны сечением 25 мм² и более для обеспечения необходимой стойкости к токам короткого замыкания.
5. Допускается ли прокладка АПвВГЭ 1х в воздухе (по фасадам, на опорах)?
Да, допускается. Кабель АПвВГЭ предназначен для прокладки в воздухе при условии отсутствия риска механических повреждений. Однако при открытой прокладке на солнечном свете рекомендуется использование кабелей с защитным покровом, устойчивым к УФ-излучению, либо применение защитных кожухов. ПВХ-оболочка со временем может деградировать под прямым УФ-воздействием.
6. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной?
СПЭ-изоляция обладает более высокой допустимой рабочей температурой (+90°C против +70°C для бумажной), меньшим весом, не требует сложных концевых муфт с вертикальной установкой (нет ограничений по перепаду уровней), не подвержена старению из-за миграции пропитки, допускает большую длину строительной и монтажной секции. Это делает монтаж и эксплуатацию более простыми и надежными.
Заключение
Одножильный силовой кабель АПвВГЭ на 6-35 кВ является современным и эффективным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики и долгий срок службы. Критически важным для успешного применения является грамотный проектный расчет, учитывающий специфику наведения токов в экранах одножильных кабелей, и строгое соблюдение правил монтажа, особенно в части заземления экранов и взаимного расположения фазных кабелей. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация кабеля АПвВГЭ 1х жильный гарантируют надежное и экономичное энергоснабжение объектов.