Кабель АПвКаПг 1х240
Кабель АПвКаПг 1х240: полный технический анализ и область применения
Кабель марки АПвКаПг 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевым проводником, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с защитным покровом в виде гофрированной алюминиевой оболочки и внешним полимерным шлангом. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность в условиях сложных механических нагрузок и агрессивных сред, что делает его ключевым элементом в современных кабельных сетях среднего напряжения.
Расшифровка маркировки АПвКаПг 1х240
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (может отсутствовать в некоторых исполнениях, в данном случае обозначает слой под броней).
- Ка – броневой покров в виде гофрированной алюминиевой ленты, наложенной продольно и сварной.
- Пг – защитный шланг (покров) из полимерной композиции, не распространяющей горение.
- 1х240 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 240 мм².
- Защита от электромагнитных помех.
- Создание пути для тока короткого замыкания.
- Создание симметричного электрического поля вокруг изоляции.
- Выполнение функции заземляющего проводника в нормальном режиме и в аварийной ситуации.
- Защиту от механических воздействий (удары, сдавливание, растяжение).
- Герметичность – полную защиту от проникновения влаги и агрессивных сред по всей длине кабеля. Это позволяет прокладывать кабель в грунтах с высокой коррозионной активностью и в условиях высокого уровня грунтовых вод.
- Экранирующие функции – дополнительный экран от электромагнитных влияний.
- Защиту от грызунов.
- Распределительные сети среднего напряжения (6-35 кВ): питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов.
- Промышленные предприятия: электроснабжение цехов, мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций (ГПП).
- Объекты инфраструктуры: аэропорты, железнодорожные узлы, метрополитен, порты.
- Сети с высокой коррозионной активностью: солончаки, болотистые местности, побережья морей, территории химических производств. Герметичная алюминиевая броня обеспечивает полную защиту от влаги и агрессивных химических веществ.
- Участки с риском механических повреждений: переходы через дороги, территории с возможными земляными работами, зоны с активностью грызунов.
- Прокладка в кабельных сооружениях: тоннелях, коллекторах, эстакадах, а также на открытом воздухе (при условии стойкости наружного шланга к УФ-излучению).
- Взрывоопасные зоны (при соответствии наружной оболочки требованиям к конкретному классу зоны).
- Абсолютная герметичность и влагостойкость: благодаря цельносварной алюминиевой оболочке, что кардинально отличает его от кабелей с броней из стальных лент (АПвБШв), которые не являются герметичными.
- Коррозионная стойкость: алюминиевая броня устойчива к коррозии в большинстве грунтов, в отличие от стальной оцинкованной брони, требующей дополнительной защиты в агрессивных средах.
- Меньшие потери в оболочке: алюминий, в отличие от стали, не является ферромагнетиком, что снижает потери на вихревые токи, особенно в одножильных кабелях.
- Высокая механическая прочность: гофрированная оболочка выдерживает значительные растягивающие и сдавливающие нагрузки.
- Отсутствие необходимости в дополнительных средствах защиты при прокладке в агрессивных грунтах (например, в свинцовых трубах).
- Меньший вес по сравнению со свинцовыми и стальными бронепокровами.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ленточной броне (АПвБШв).
- Ограниченная гибкость по сравнению с кабелями без металлической оболочки, хотя гофрирование улучшает этот параметр.
- Требовательность к качеству монтажа концевых заделок: необходима тщательная герметизация торца алюминиевой оболочки для предотвращения проникновения влаги в изоляцию.
- Необходимость применения специальных инструментов для разделки и заземления алюминиевой брони.
- Транспортировка и хранение: барабаны должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранить кабель следует под навесом, защищая от прямых солнечных лучей.
- Прокладка: минимальный радиус изгиба составляет 15 наружных диаметров кабеля. При протяжке в трубах или блоках необходимо использовать кабельную смазку, не вызывающую коррозию алюминия. Запрещается подвергать кабель скручиванию.
- Заземление: подлежат обязательному заземлению с обеих сторон линии:
- Медный экран (дренажные проволоки).
- Алюминиевая гофрированная броневая оболочка.
Система заземления должна обеспечивать безопасный отвод токов короткого замыкания.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: необходимо использовать муфты, специально предназначенные для кабелей с алюминиевой оболочкой. Особое внимание уделяется герметизации места перехода от алюминиевой оболочки кабеля к корпусу муфты для сохранения герметичности линии.
- Испытания после монтажа: кабельная линия перед вводом в эксплуатацию подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПТЭЭП и СО 153-34.20.507-2003. Для кабеля на 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ в течение 10 минут.
Конструкция кабеля АПвКаПг 1х240
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или аналогов. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная (состоит из множества проволок). Класс гибкости обычно 1 или 2 (для стационарной прокладки). Использование алюминия обеспечивает меньшую массу и стоимость по сравнению с медным аналогом при сохранении необходимой токовой нагрузки.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоэластичной композиции. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – обычно 4,5-5,0 мм). СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами: высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к термоциклированию, повышенной допустимой температурой длительной эксплуатации (до 90°C).
4. Экран на изоляции (внешний полупроводящий экран)
Аналогичен экрану на жиле. Накладывается поверх основной изоляции. Вместе с экраном на жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
5. Медный экран (дренажный экран)
Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается экран в виде медных проволок, навитых спирально, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Его функции:
Для кабеля 1х240 сечение медных проволок экрана нормируется и обычно составляет 25 или 35 мм².
6. Разделительный слой (внутренняя оболочка)
Слой из ПВХ пластиката или полиэтилена, накладываемый поверх экрана. Предназначен для защиты медного экрана от коррозии и механических повреждений при наложении брони, а также для предотвращения адгезии с алюминиевой оболочкой.
7. Броневой покров (Ка)
Выполнен в виде гофрированной алюминиевой ленты, наложенной продольно и герметично сварной. Это ключевой конструктивный элемент, обеспечивающий:
Гофрирование придает оболочке гибкость и повышает стойкость к изгибам.
8. Наружный защитный шланг (Пг)
Внешняя оболочка из полимерной композиции (обычно полиэтилен или поливинилхлорид), не распространяющей горение. Защищает алюминиевую броню от внешних химических и механических воздействий, обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению (при прокладке на открытом воздухе), облегчает протяжку кабеля в каналах и трубах.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10, 8.7/15, 12/20, 21/35 | U0 – напряжение между жилой и землей/экраном |
| Макс. рабочая температура жилы | 90 °C | Длительно допустимая |
| Допустимая температура при КЗ | 250 °C | Продолжительность до 5 с |
| Допустимая температура при перегрузке | 130 °C | Продолжительность до 100 ч/год |
| Минимальный радиус изгиба | 15 x Dнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.125 | Для алюминия сечением 240 мм² |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 – 0.13 | Зависит от взаимного расположения фаз |
| Емкостной ток, А/км | ~1.0 – 1.3 (для 10 кВ) | Важно для расчета компенсации в сетях с изолированной нейтралью |
Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле, траншее)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (траншее), температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт | 390 – 430 | Зависит от глубины заложения, количества кабелей в траншее и расстояния между ними |
| В воздухе, температура воздуха +25°C | 400 – 450 | Зависит от способа прокладки (лотки, пучки, свободно) |
| В трубах (в земле) | 350 – 380 | Снижение нагрузки из-за ухудшения теплоотвода |
Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются по методике, изложенной в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группировку, теплопроводность грунта и т.д.).
Область применения кабеля АПвКаПг 1х240
Кабель данной марки применяется для создания надежных и долговечных кабельных линий в следующих условиях и объектах:
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей
Преимущества АПвКаПг:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля АПвКаПг 1х240 требует соблюдения ряда правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие АПвКаПг от АПвБШв?
Основное отличие – в материале и конструкции брони. АПвБШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Б), наложенных с перекрытием. Такая броня негерметична и подвержена коррозии в агрессивных грунтах. АПвКаПг имеет герметичную, сварную, гофрированную алюминиевую оболочку (Ка), которая обеспечивает 100% защиту от влаги и химической коррозии. АПвКаПг легче и имеет лучшие электрические характеристики по потерям в оболочке.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаПг 1х240 в земле без дополнительной защиты (труб, лотков)?
Да, можно. Конструкция кабеля с алюминиевой гофрированной броней и наружным шлангом специально предназначена для прямой прокладки в траншеях, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью и при высоком уровне грунтовых вод. Дополнительная механическая защита (плиты, кирпич) требуется только в местах с повышенным риском механических повреждений (под дорогами, в местах вероятных раскопок).
Как правильно выбрать сечение медного экрана для заземления?
Сечение медных проволок экрана (обычно 25 или 35 мм²) нормируется стандартами на кабель (например, ГОСТ 18410) и указывается в технической документации. Для заземления используется весь этот экран в сборе. Дополнительный заземляющий проводник, как правило, не требуется, так как сечение экрана рассчитано на протекание токов короткого замыкания. Однако расчет должен быть проверен в проекте электроснабжения согласно ПУЭ гл. 1.7.
Каков срок службы кабеля АПвКаПг и от чего он зависит?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из СПЭ и алюминиевой герметичной оболочкой составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, отсутствия систематических перегрузок, качества монтажа муфт и концевых заделок, а также от отсутствия внешних механических повреждений. Регулярный мониторинг и диагностика (измерение частичных разрядов, диагностика изоляции) позволяют существенно продлить ресурс линии.
Какой кабель предпочтительнее для прокладки в коллекторе с другими кабелями: АПвКаПг или АПвБШв?
Для прокладки в коллективах, тоннелях и эстакадах (т.е. в кабельных сооружениях) с точки зрения пожарной безопасности часто предъявляются требования к нераспространению горения и низкому дымо- и газовыделению. Обе марки могут выпускаться в исполнении «нг(А)-LS» (не распространяющие горение по категории А, с пониженным дымовыделением). Однако АПвКаПг имеет преимущество за счет меньшего веса и отсутствия стальных элементов, которые при сильном нагреве могут терять прочность. Выбор часто делается в пользу АПвКаПг для ответственных линий.
Требуется ли для кабеля с алюминиевой броней устройство петлевых компенсаторов при прокладке в грунте?
Да, требуется. При изменении температуры кабеля под нагрузкой или от времени года происходят линейные расширения/сжатия. Алюминиевая оболочка, как и любая металлическая, подвержена этим деформациям. Во избежание возникновения опасных механических напряжений в оболочке и повреждения муфт при прокладке в траншеях необходимо укладывать кабель с запасом по длине («змейкой»), а в закрытых кабельных сооружениях – предусматривать специальные компенсирующие устройства.
Заключение
Кабель АПвКаПг 1х240 является современным, высокотехнологичным продуктом для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения. Его ключевые преимущества – абсолютная герметичность, выдающаяся коррозионная стойкость и высокая механическая прочность – делают его незаменимым для использования в сложных условиях: в агрессивных и влажных грунтах, на территориях промышленных предприятий, в местах с высокими механическими рисками. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех технических нюансов, заложенных в его конструкции, гарантируют создание надежной и долговечной энергетической инфраструктуры.