Кабель АПвКаВ 1-х жильный 30 кВ

Кабель АПвКаВ 1-х жильный на напряжение 30 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвКаВ 1х… на напряжение 30 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из алюмополимерной ленты, с защитным покровом в виде брони из круглых оцинкованных стальных проволок и наружным поливинилхлоридным шлангом. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 30 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция обеспечивает надежную работу в широком диапазоне условий эксплуатации, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, а также в условиях повышенной влажности и агрессивных сред при наличии механических воздействий.

Расшифровка маркировки АПвКаВ

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, обозначающий, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой).
• Ка – тип экрана: К – экран по изоляции жилы, выполненный в виде алюмополимерной ленты (композитный материал на основе алюминиевой фольги и полимерной пленки).
• В – материал защитного покрова (оболочки): В – поливинилхлоридный пластикат.
• 1-х жильный – количество токопроводящих жил в кабеле: одна.
• 30 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля АПвКаВ 30 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокую надежность и долговечность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, выполняется секторной или сегментной формы для обеспечения компактности и снижения общего диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для малых сечений или многопроволочной для улучшения гибкости на больших сечениях.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических неровностей на поверхности жилы и предотвращение возникновения локальных перенапряжений, которые могут привести к пробою изоляции.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силановой обработки придает материалу уникальные свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной работы +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к тепловому старению и механическую прочность. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции и служит для симметрирования электрического поля и его замыкания на экран/броню. Вместе с внутренним экраном образует коаксиальную конструкцию, концентрирующую электрическое поле внутри изоляции.

5. Экранирующий слой из алюмополимерной ленты

Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается экранирующая лента. Это композитный материал, состоящий из тонкой алюминиевой фольги, ламинированной с внутренней стороны полиэтиленовой или полиэфирной пленкой. Лента накладывается продольно или спирально с перекрытием. Основные функции: обеспечение электрического экранирования (защита от влияния электромагнитных помех и их излучения), а также создание барьера от проникновения влаги в продольном направлении.

6. Броня из круглых оцинкованных стальных проволок

Поверх экранирующей ленты накладывается броневой покров. Для одножильных кабелей на напряжение 6-35 кВ, согласно ГОСТ 18410-73 и другим актуальным ТУ, броня выполняется исключительно из круглых оцинкованных стальных проволок. Это принципиально важно, так как в переменном поле однофазного кабеля броня из стальной ленты или плоских проволок может привести к значительным потерям на вихревые токи и перегреву. Круглые проволоки, уложенные с зазором, минимизируют эти потери. Броня обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.

7. Наружная оболочка из ПВХ пластиката

Защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия окружающей среды. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката, который обладает стойкостью к маслам, химикатам, солнечному излучению (если содержит сажу) и обеспечивает необходимую нераспространение горения. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвКаВ 30 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	18/30 (36) кВ
Количество и форма жил	1, секторная/круглая
Сечения жил (по ГОСТ, примерный ряд)	от 50 до 800 мм² (наиболее ходовые: 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300 мм²)
Температура длительной эксплуатации	до +90°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год, 8 часов подряд)
Температура при коротком замыкании	+250°C (не более 5 секунд)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x (наружный диаметр кабеля)
Допустимая температура нагрева жил при эксплуатации	См. таблицу 2
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Пример допустимых длительных токовых нагрузок (для прокладки в земле, траншее, при температуре грунта +15°C, глубине заложения 0.7-1.0 м)

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерная масса 1 км кабеля, кг
70	235	~3500
95	285	~4200
120	330	~4800
150	375	~5500
185	425	~6300
240	495	~7600
300	570	~9200

Примечание: Точные значения токовых нагрузок и массы необходимо уточнять по техническому каталогу производителя для конкретных условий прокладки (в земле, воздухе, каналах) и с учетом поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в траншее и т.д.

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвКаВ 30 кВ применяется для создания питающих линий и распределительных сетей 6-35 кВ. Основные сферы использования:

• Питание мощных потребителей (насосные станции, компрессорные, заводские цеха).
• Соединение ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) с силовыми трансформаторами.
• Прокладка кабельных линий от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
• Устройство вводов в здания и сооружения.

Особенности монтажа одножильных кабелей на напряжение 30 кВ:

• Компенсация индуктивности: При прокладке в земле или кабельных сооружениях однофазные кабели должны быть уложены вплотную треугольником или плоской конструкцией (с соблюдением допустимых расстояний). Это необходимо для взаимной компенсации магнитных полей и снижения потерь в броне и окружающих металлических конструкциях.
• Перекрестное соединение экранов/брони: На длинных линиях (обычно более нескольких сотен метров) для снижения потерь и наведенного напряжения на экранах и броне применяется их поперечное соединение (cross-bonding). Экраны и броня секционируются и соединяются по специальной схеме, что позволяет свести циркулирующие токи к минимуму.
• Заземление: Концы экранов (алюмополимерной ленты) и брони должны быть надежно заземлены с двух сторон для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
• Учет механических нагрузок: Большая масса кабеля требует правильного расчета натяжения при протяжке в трассах и надежного крепления на вертикальных и наклонных участках.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаВ 30 кВ

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ допускает нагрев жилы до +90°C, что позволяет передавать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией того же сечения.
• Надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен не подвержен термическому старению в такой степени, как ПВХ или бумага, не требует градировки изоляции по длине.
• Стойкость к влаге и агрессивным средам: Комбинация алюмополимерного экрана и ПВХ оболочки обеспечивает высокую стойкость.
• Механическая защита: Броня из круглых проволок надежно защищает от внешних повреждений.
• Отсутствие ограничений по перепаду уровней: В отличие от кабелей с масляной или вязкой пропиткой, кабели с изоляцией из СПЭ можно прокладывать на любых уклонах.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с изоляцией из ПВХ или бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл).
• Сложность монтажа и необходимость специального инструмента: Для разделки и монтажа концевых и соединительных муфт требуется высокая квалификация персонала, специальные инструменты для ступенчатой зачистки изоляции и снятия полупроводящих слоев.
• Чувствительность к точечным повреждениям при монтаже: Необходима аккуратность при транспортировке и прокладке, чтобы избежать вмятин, надрезов, которые могут стать точкой развития электрического дерева.
• Большой вес и радиус изгиба: Усложняет монтаж в стесненных условиях.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между АПвКаВ и АПвПу?

Основное отличие – в конструкции экрана и защитного покрова. У АПвКаВ экран выполнен из алюмополимерной ленты, а поверх наложена броня из стальных проволок и ПВХ оболочка. Кабель АПвПу имеет экран в виде медных проволок и спирально наложенной медной ленты, а защитный покров – усиленный из ПВХ пластиката (без брони). АПвКаВ предназначен для прокладки в земле при наличии механических воздействий, АПвПу – для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, эстакадах), где нет риска механических повреждений от сторонних работ.

2. Почему для одножильных кабелей 6-35 кВ броня делается только из круглых проволок, а не из лент?

В переменном электромагнитном поле, создаваемом однофазным кабелем, броня из стальной ленты или плоских проволок образует замкнутый магнитный контур с большой магнитной проницаемостью. Это приводит к значительным потерям на вихревые токи и гистерезис, перегреву кабеля и снижению его пропускной способности. Круглые проволоки, уложенные с зазором, разрывают этот контур, что минимизирует магнитные потери.

3. Как правильно выбрать сечение кабеля АПвКаВ 30 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки) и по экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки). Обязательно выполняется проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания и на потерю напряжения (для протяженных линий).

4. Нужно ли использовать концевые муфты при переходе с кабеля АПвКаВ на открытую шину КРУ?

Да, обязательно. Для кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 30 кВ применяются специальные концевые муфты (типа КНТп, КВТп и аналоги). Они обеспечивают плавный контроль электрического поля (за счет установки геометрического электрода или наложения полупроводящей ленты), герметизацию торца кабеля и защиту от внешних воздействий. Монтаж должен производиться строго по инструкции производителя муфт.

5. Можно ли прокладывать кабель АПвКаВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Однако при этом необходимо учитывать, что допустимые токовые нагрузки для прокладки в воздухе (особенно на солнце) могут отличаться от нагрузок для прокладки в земле. Также требуется обеспечить защиту от прямых солнечных лучей (если оболочка не светостабилизирована) и надежное крепление с учетом температурных расширений/сжатий кабеля.

6. Что означает маркировка U₀/U = 18/30 кВ?

Это номинальное напряжение кабеля, где:

• U₀ = 18 кВ – напряжение между жилой и землей (экраном/броней).
• U = 30 кВ – напряжение между жилами (межфазное напряжение) в трехфазной системе.

Кабель рассчитан для работы в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где в нормальном режиме напряжение фазы относительно земли не превышает 18 кВ.

Заключение

Кабель АПвКаВ 1-х жильный на напряжение 30 кВ является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективного алюмополимерного экрана и механически прочной брони, позволяет эксплуатировать линию в сложных условиях на протяжении десятилетий. Правильный выбор сечения, грамотный проект прокладки с учетом специфики однофазных кабелей и качественный монтаж с применением соответствующих аксессуаров являются залогом бесперебойной и безопасной работы кабельной линии.