Кабель АПвКсП 1х300: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКсП 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой токопроводящей жилой, экранированный, с защитным покровом в виде гофрированной стальной ленты. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, а также в условиях агрессивных сред.
Расшифровка маркировки АПвКсП 1х300
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ и четко описывает его конструктивные особенности:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – обозначение вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
- Кс – тип экрана: комбинированный, выполненный в виде экрана из медных проволок и медной ленты, либо из полупроводящего сшитого полиэтилена в сочетании с медным экраном.
- П – материал наружного защитного покрова: полиэтиленовый шланг, усиленный гофрированной стальной лентой (броня).
- 1х300 – количество и номинальное сечение основной жилы: одна жила сечением 300 мм².
- Магистральные линии электропередачи 10-35 кВ в городах и промышленных зонах.
- Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные заводы, насосные и компрессорные станции.
- Прокладка в земле (траншеях): броня из гофрированной стали обеспечивает защиту от механических повреждений грунтом, камнями, при земляных работах, а также от грызунов.
- Прокладка в кабельных каналах, коллекторах, тоннелях и по эстакадам.
- Установка в условиях агрессивных грунтов (засоленных, болотистых, с повышенной химической активностью) благодаря стойкой полиэтиленовой оболочке.
- Участки с повышенными требованиями к пожарной безопасности (при использовании исполнения с пониженной горючестью).
- Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен допускает нагрев жилы до +90°C, что позволяет передавать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
- Отличные диэлектрические свойства и стойкость к влаге: Изоляция XLPE негигроскопична, что исключает необходимость герметизации концов и упрощает монтаж.
- Механическая прочность: Броня из гофрированной стали обеспечивает высокий уровень защиты.
- Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка устойчива к большинству агрессивных факторов.
- Гибкость и относительно небольшой радиус изгиба: Облегчает прокладку на сложных трассах.
- Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Экономичность: Использование алюминия снижает стоимость метра кабеля по сравнению с медными аналогами (АПвКсП vs ПвКсП).
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении оболочки и брони влага может проникнуть к экрану, хотя изоляция XLPE сама по себе влагостойка.
- Необходимость специального инструмента и обученного персонала: Для разделки и монтажа концевых муфт требуется высокая квалификация.
- Особенности монтажа одножильных кабелей: Необходимость учета взаимного расположения фаз для компенсации магнитных полей, что увеличивает сложность проектирования.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ-оболочке, но она оправдана характеристиками.
- Прокладка: Допускается прокладка при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева. При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть трансформатором. Запрещается прокладка с механическим натяжением, превышающим допустимое.
- Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля.
- Заземление: Медный экран и стальная броня подлежат обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии. Это требование безопасности и условие нормальной работы экранированной системы.
- Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт должна выполняться с использованием комплектов, рекомендованных производителем кабеля, с тщательной герметизацией и изоляцией.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным выпрямленным напряжением в соответствии с нормами (например, для 10 кВ – 60 кВ в течение 10 минут).
- АПвП 1х300: Без брони, только в полиэтиленовой оболочке. Применяется там, где нет риска механических повреждений (в кабельных сооружениях).
- АСБл 1х300: Кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. Тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот и температуре, требует специальной концевой разделки для герметизации. Но традиционен и часто дешевле.
- ПвКсП 1х300: Медный аналог. Имеет меньшее активное сопротивление, большую токовую нагрузку (на 20-30%), но существенно более высокую стоимость. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета.
Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, с комбинированным экраном и бронепокровом из гофрированной стальной ленты в полиэтиленовой оболочке.
Конструкция кабеля АПвКсП 1х300
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля), состоит из множества проволок, скрученных по определенной технологии. Класс жилы – 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Использование алюминия обеспечивает легкость и экономическую эффективность по сравнению с медными аналогами.
2. Экранирование жилы
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает ему повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки до +130°C. Сшитый полиэтилен обладает высокой механической прочностью, стойкостью к термоокислительному старению и влаге.
4. Экранирование изоляции
Поверх изоляции накладывается экран в виде слоя полупроводящего сшитого полиэтилена. Далее следует медный экран, который может быть выполнен в виде оплетки из медных проволок, медной ленты, или их комбинации (индекс «Кс»). Этот экран предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля, а также для защиты от внешних электромагнитных помех. Он также выполняет функцию нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью.
5. Разделительный слой
Представляет собой поясную изоляцию, обычно из полимерных пленок или нетканых материалов, которая предотвращает повреждение экрана при наложении брони.
6. Броневой покров
Броня выполняется из гофрированной стальной оцинкованной ленты. Гофрирование придает ленте гибкость и позволяет кабелю сохранять эластичность. Основная функция брони – защита от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение, грызуны) при прокладке в земле без дополнительных защитных конструкций.
7. Наружная оболочка
Внешний слой – оболочка из полиэтилена (индекс «П» в конце маркировки). Полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), влаге (100% влагостойкость), ультрафиолетовому излучению (при прокладке на открытом воздухе) и коррозии.
Основные технические характеристики
Параметры кабеля АПвКсП 1х300 регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами.
Таблица 1. Электрические характеристики при Uном = 10 кВ
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, кВ | 10 | Между жилой и экраном/землей |
| Максимальное рабочее напряжение, кВ | 12 | |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 25 | Продолжительность 10 мин. |
| Допустимая длительная температура жилы, °C | +90 | |
| Максимальная температура при КЗ, °C | +250 | Продолжительность не более 5 с |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 100 | При температуре +20°C |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.1 | Зависит от конструкции |
| Активное сопротивление жилы при +20°C, Ом/км | Не более 0.0601 | По ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~500-550 | Зависит от условий прокладки |
Таблица 2. Механические и общие характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C (монтаж без предварительного подогрева до -15°C) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Группа горючести оболочки | Г2-Г4 (трудногорючий) в зависимости от состава |
| Стойкость к солнечному излучению | Высокая (оболочка из светостабилизированного полиэтилена) |
| Масса 1 км кабеля, кг | Приблизительно 4500-5000 |
| Примерный наружный диаметр, мм | 45-55 |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКсП 1х300 предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения 6-35 кВ. Основные сферы применения:
Важное замечание: Для одножильных кабелей на среднее напряжение критически важным является правильный способ прокладки с учетом возникновения вихревых токов в броне. При параллельной прокладке нескольких кабелей АПвКсП 1х300 рекомендуется укладывать их в треугольник (трехжильный кабель de facto) или с соблюдением расстояний, указанных в ПУЭ. Броня и экран должны быть заземлены с обеих сторон для предотвращения наведения опасных потенциалов и снижения потерь.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКсП 1х300
Преимущества:
Недостатки:
Требования к монтажу и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвКсП 1х300 должен производиться в соответствии с разделом 2 ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКсП от АПвПу?
Основное отличие – в конструкции защитного покрова. АПвКсП имеет броню из гофрированной стальной ленты и полиэтиленовую оболочку поверх нее. АПвПу имеет усиленную защиту в виде гладкой или гофрированной металлической ленты, но поверх нее – оболочку из полиэтилена. Фактически, «КсП» часто подразумевает именно гофрированную броню под оболочкой, что обеспечивает лучшую гибкость и защиту на изгибах. Конкретные различия следует уточнять по ТУ производителя.
Можно ли прокладывать кабель АПвКсП 1х300 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Полиэтиленовая оболочка кабеля является светостабилизированной, что обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению. Броня обеспечивает механическую прочность. Однако необходимо учитывать дополнительную ветровую и гололедную нагрузку, а также предусмотреть защиту от прямого механического воздействия (например, в зонах доступности).
Какой токовой нагрузки можно ожидать от этого кабеля при прокладке в земле?
Длительно допустимый ток нагрузки зависит от множества факторов: температуры грунта, удельного теплового сопротивления земли, глубины прокладки, количества параллельно проложенных кабелей и их взаимного расположения. Для предварительной оценки можно ориентироваться на значение 500-550 А для прокладки одиночного кабеля в траншее на глубине 0.7-1.0 м в нормальном грунте при температуре земли +15°C. Точный расчет должен выполнять проектировщик с учетом всех конкретных условий.
Нужна ли для кабеля АПвКсП 1х300 дополнительная защита при прокладке в земле?
Броня из гофрированной стали является достаточной защитой от большинства механических воздействий в грунте. Однако, согласно ПУЭ, при прокладке в местах с повышенной активностью (например, в пахотных землях, на участках с риском раскопок) рекомендуется дополнительная защита в виде сигнальной ленты или защитных плит. В агрессивных грунтах (кислых, щелочных) необходимо убедиться в соответствии материала оболочки (полиэтилен) конкретным условиям.
Почему важно заземлять экран и броню с двух сторон?
Заземление экрана и брони с обоих концов кабельной линии служит нескольким целям: 1) Обеспечение электробезопасности персонала (снятие опасного потенциала). 2) Создание пути для токов короткого замыкания, что обеспечивает быстрое срабатывание релейной защиты. 3) Снижение электромагнитных помех, излучаемых кабелем, в окружающее пространство. Для одножильных кабелей это также минимизирует потери на вихревые токи в броне, которые могут привести к ее перегреву.
Каковы альтернативы кабелю АПвКсП 1х300?
Основные альтернативы:
Как маркируется кабель при поставке на барабане?
На ярлыке барабана указывается: наименование завода-изготовителя, марка кабеля, номинальное напряжение (кВ), количество и сечение жил (1х300), длина в метрах, масса барабана брутто, дата изготовления, номер барабана и знак соответствия. На самой оболочке кабеля через равные промежутки наносится непрерывная маркировка с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска и имени производителя.
Заключение
Кабель АПвКсП 1х300 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего класса напряжения 10-35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилы, медного экрана и брони в полиэтиленовой оболочке, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и возможность прокладки в самых сложных условиях. Правильный выбор, проектирование и монтаж с учетом всех особенностей одножильных экранированных кабелей являются залогом безаварийной и экономичной эксплуатации энергетического объекта на протяжении десятилетий.