Кабель АПвАП-Тп 120 мм

Кабель АПвАП-Тп 120 мм²: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвАП-Тп 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10 кВ и выше, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, АП – алюминиевая экранная проволока, Тп – несущий трос, интегрированный в конструкцию кабеля.

Конструктивные элементы кабеля АПвАП-Тп 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает его высокие эксплуатационные характеристики.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 120 мм² изготавливается из алюминия марки АЕ (АлЭ) по ГОСТ 22483. В кабелях на напряжение 10 кВ, как правило, применяется жила однопроволочная (монолитная) круглой формы. Алюминий обеспечивает оптимальное соотношение проводимости, механической прочности и стоимости, что делает его основным материалом для кабелей среднего напряжения.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Основная изоляция

Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Процесс сшивки (вулканизации) создает трехмерную сетчатую структуру молекул, что кардинально повышает термостойкость материала по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C. Изоляция обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к трекингу.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции наносится второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий радиальную составляющую электрического поля. Этот слой также защищает основную изоляцию от внешних воздействий при монтаже.

5. Металлический экран

Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается экран в виде оплетки из медных или алюминиевых проволок, либо в виде медной ленты, наложенной продольно. В кабеле марки АПвАП используется экран из алюминиевых проволок (АП). Основные функции металлического экрана:

Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
Создание пути для тока короткого замыкания и токов утечки.
Защита от механических повреждений.

6. Защитный шланг (оболочка)

Металлический экран защищен от коррозии и механических воздействий оболочкой из полиэтилена (П) или поливинилхлоридного пластиката (В). В маркировке АПвАП-Тп этот слой не указан явно, но, как правило, применяется полиэтиленовая оболочка черного цвета, обладающая высокой стойкостью к влаге, агрессивным средам и ультрафиолетовому излучению.

7. Несущий трос (Тп)

Отличительная особенность конструкции – наличие встроенного несущего троса (обычно оцинкованная стальная проволока), расположенного в центре или параллельно силовым элементам. Его назначение – воспринимать механические нагрузки (натяжение) при подвесной прокладке на опорах ЛЭП или в стесненных условиях, разгружая тем самым токопроводящие жилы. Это позволяет использовать кабель для воздушных переходов без устройства дополниственного несущего троса.

Основные технические характеристики и параметры

Ниже приведены ключевые параметры для кабеля АПвАП-Тп 120 мм² на напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U₀/U, кВ	8,7/10; 12/20 (в зависимости от толщины изоляции)
Сечение основной жилы, мм²	120
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек), °C	+250
Минимальная температура монтажа без прогрева, °C	-20
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,253 (по ГОСТ 22483)
Допустимый длительный ток нагрузки (I_дл.доп.) при прокладке в земле, А*	Около 280-320 А (зависит от условий прокладки и удельного теплового сопротивления грунта)
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000 (при +20°C)

Точное значение определяется расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 и зависит от конкретных условий: температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее, удельного теплового сопротивления грунта.

Таблица 2. Условия испытаний (ГОСТ 31996-2012)

Вид испытания	Условия и параметры
Испытание переменным напряжением промышленной частоты	После монтажа: U = 2.5U₀ в течение 5 мин. (например, 21.75 кВ для 8.7/10 кВ). В процессе эксплуатации: U = 0.7·(2.5U₀) в течение 5 мин.
Испытание постоянным напряжением (альтернатива для кабелей большой длины)	U = 3.7U₀ в течение 15 мин. (например, 32.2 кВ для 8.7/10 кВ)
Испытание на стойкость к частичным разрядам	Уровень частичных разрядов не более 5 пКл при напряжении 1.5U₀

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвАП-Тп 120 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение 6-10 кВ (реже 20 кВ) с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Наличие несущего троса определяет его основную сферу использования.

Воздушные линии (ВЛ): Прокладка по стенам зданий, между опорами, вводы в здания. Трос воспринимает механические нагрузки, что исключает провисание и повреждение жил.
Переходы через инженерные сооружения: Прокладка через реки, дороги, овраги на небольшие расстояния, где строительство ВЛ с голыми проводами нецелесообразно или невозможно.
Участки с высокой коррозионной активностью грунта: Болотистые, засоленные, промышленные зоны. Полиэтиленовая оболочка и алюминиевый экран обладают высокой коррозионной стойкостью.
Прокладка в туннелях, каналах, по эстакадам: В условиях, где требуется повышенная стойкость к атмосферным воздействиям и УФ-излучению.

Важно: Прокладка в земле (траншеях) также допустима, однако в этом случае преимущество несущего троса не реализуется в полной мере. Для сугубо подземной прокладки чаще выбирают кабели марок АПвПу, АПвВГ и т.д.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

Высокая допустимая температура: По сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (СБ, СЦ) позволяет увеличить пропускную способность.
Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от маслонаполненных или бумажно-пропитанных кабелей, не происходит стекание пропиточного состава.
Простота монтажа и соединения: Меньший вес и радиус изгиба, возможность использования термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт.
Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Благодаря герметичной конструкции из полиэтилена.
Наличие несущего троса: Упрощает и удешевляет монтаж воздушных линий, не требуя отдельного троса и подвесной арматуры.

Недостатки:

Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Требует аккуратного обращения при монтаже, защиты от ударов и порезов.

Распространение водных древ (Treeing): При повреждении оболочки и длительном контакте влаги с изоляцией возможно развитие дендритных структур, ведущих к пробою. Современные материалы (сшитый полиэтилен с добавками) минимизируют этот риск.

Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, но сопоставима или ниже стоимости кабелей с ПВХ изоляцией на аналогичное напряжение.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвАП-Тп должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Инструкцией по монтажу соединительных и концевых муфт на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ» и рекомендациями завода-изготовителя.

Радиус изгиба: Не менее 15 диаметров кабеля при температуре выше -5°C. При более низких температурах требуется прогрев или увеличение радиуса.
Работа с тросом: При подвесном монтаже натяжение должно приходиться именно на трос. Силовые жилы должны оставаться в свободном состоянии без механической нагрузки.
Соединение и оконцевание: Используются специализированные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ:
- Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Требуют тщательной ступенчатой зачистки изоляции и восстановления всех экранирующих слоев.
- Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Для подключения к шинам распределительных устройств или трансформаторов. Обеспечивают контроль электрического поля и герметизацию.
- Стопорные муфты: Для ограничения стекания полупроводящих слоев в кабелях, проложенных с большим перепадом высот (актуально для вертикальных трасс).
Заземление: Металлические экраны (алюминиевые проволоки) с обоих концов кабеля должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормального режима работы. При большой длине линии рекомендуется выполнять перекрестное соединение экранов и их заземление в промежуточных точках для снижения токов в экране.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвАП-Тп от АПвПу?

Основное отличие – наличие встроенного несущего троса (Тп) в кабеле АПвАП-Тп. Кабель АПвПу имеет усиленную броню из стальных оцинкованных проволок (Пу), что предназначено в первую очередь для защиты от механических повреждений при прокладке в земле (в т.ч. в каменистых грунтах). АПвАП-Тп предназначен для подвесной прокладки с восприятием растягивающих нагрузок.

Можно ли прокладывать кабель АПвАП-Тп в земле (траншее)?

Да, можно, если это предусмотрено проектом и соблюдены требования ПУЭ к глубине заложения, защите от механических повреждений (сигнальная лента, защитные плиты) и условиям грунта. Однако для сугубо подземной прокладки экономически и технически более оправдан выбор кабеля без троса, но с броней (например, АПвБбШп).

Какой максимальный пролет подвеса допустим для этого кабеля?

Максимальный пролет определяется механическим расчетом, учитывающим вес кабеля, прочность троса, ветровую и гололедную нагрузку для данного региона, а также допустимую стрелу провеса. Ориентировочно, для кабеля 10 кВ сечением 120 мм² с тросом пролеты могут достигать 50-80 метров. Точный расчет должен выполнять проектировщик.

Требуется ли для монтажа концевой муфты на кабеле АПвАП-Тп заземление троса отдельно?

Нет, несущий трос, как правило, не является электрически связанным с экраном или жилой. Его функция – чисто механическая. Однако в некоторых конструкциях трос может быть выполнен из оцинкованной стали и должен быть заземлен с обоих концов в качестве меры защиты от грозовых перенапряжений и наведенных потенциалов. Это должно быть указано в технической документации на конкретный кабель.

Как определить необходимое сечение экрана заземления для этого кабеля?

Сечение проводника для заземления металлического экрана выбирается по ПУЭ гл. 1.7. Для кабелей на 10 кВ оно должно быть не менее 25 мм² по меди или 35 мм² по алюминию (при длине до 200 м). При больших длинах или высоких ожидаемых токах КЗ сечение определяется расчетом по термической стойкости.

Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвАП-Тп?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, хранения, монтажа и обслуживания, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть как больше, так и меньше в зависимости от внешних факторов (механические повреждения, перегрузки, качество монтажа муфт).

В чем разница между кабелями на 8,7/10 кВ и 12/20 кВ?

Цифры обозначают номинальное напряжение: U₀/U, где U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном), U – междуфазное напряжение. Кабель 8,7/10 кВ рассчитан на работу в сетях 10 кВ, а 12/20 кВ – в сетях 20 кВ. Главное отличие – большая толщина изоляции и, соответственно, наружный диаметр и вес у кабеля на 20 кВ. Применение кабеля с завышенным классом напряжения допустимо, но экономически нецелесообразно.