Кабель АПвЭаПг 3х120

Кабель АПвЭаПг 3х120: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвЭаПг 3х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с алюминиевой оболочкой и наружным защитным покровом. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки АПвЭаПг 3х120 следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с применением технологии вулканизации; Э – экран (из медных проволок или лент); а – алюминиевая герметичная оболочка; Пг – защитный покров (полимерная оболочка, «г» – голый, без брони); 3х120 – три жилы сечением 120 мм² каждая.

Конструкция кабеля АПвЭаПг 3х120

Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и устойчивость к внешним воздействиям. Каждая составляющая выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности общего диаметра кабеля), многопроволочная, класса 2 по гибкости (по ГОСТ 22483). Использование алюминия обеспечивает экономическую эффективность по сравнению с медными аналогами при соблюдении требований по токовой нагрузке.

2. Фазная изоляция

На каждую жилу методом экструзии наносится изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что резко повышает термостойкость материала (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании), его механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.

3. Экран по изоляции жилы

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Он предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения локальных перенапряжений и обеспечения симметричности поля.

4. Поясная изоляция и заполнение

Экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется полимерным материалом или экструдированным заполнителем для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из электропроводящих или полупроводящих лент.

5. Общий экран (электромагнитный экран)

Представляет собой медную ленту или оплетку из медных проволок, наложенную поверх поясной изоляции. Основная функция – защита от электромагнитных помех, замыкание токов утечки и обеспечение безопасности при повреждении (ток короткого замыкания будет протекать по экрану). Для кабелей на 20 кВ экран, как правило, выполняется из медных проволок.

6. Алюминиевая оболочка (а)

Герметичная оболочка из алюминиевой ленты, наложенной продольно и сварной по шву. Выполняет ключевые функции: обеспечивает абсолютную продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги и газов; служит дополнительным экраном; обладает высокой механической прочностью на растяжение и сжатие; является нулевой жилой в схемах с изолированной нейтралью.

7. Защитный покров (Пг)

На алюминиевую оболочку экструдируется защитная полимерная оболочка (обычно из полиэтилена или поливинилхлорида). Она защищает алюминиевую оболочку от механических повреждений, коррозии и агрессивных сред. Буква «г» указывает на отсутствие бронепокрова.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для Uн=10 кВ)

Механические и эксплуатационные параметры

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭаПг 3х120 применяется для создания надежных кабельных линий в сетях среднего напряжения с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

• Прокладка в земле (траншеях): Алюминиевая оболочка обеспечивает 100% защиту от влаги и механических повреждений грунта, что позволяет прокладывать кабель без дополнительных труб или защитных коробов, но с обязательной песчаной подушкой и защитной сигнальной лентой. Не рекомендуется в грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, этажах: Защитный покров Пг устойчив к воздействию влаги и химических веществ, что делает кабель пригодным для сырых помещений.
• Прокладка на воздухе (по эстакадам, по стенам зданий): Кабель устойчив к УФ-излучению (при использовании полиэтиленовой оболочки Пг) и перепадам температур. Алюминиевая оболочка выдерживает значительные механические нагрузки (натяжение при протяжке).
• Использование в пожароопасных зонах: При одиночной прокладке кабель не распространяет горение.

Важно: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах (за исключением переходов через дороги и стены) и для подвижного монтажа.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвЭаПг 3х120:

• Абсолютная герметичность: Алюминиевая оболочка полностью исключает проникновение влаги и газов в изоляцию, что является главным преимуществом перед кабелями с пластмассовой оболочкой (АПвПг). Это резко повышает надежность и долговечность.
• Высокая механическая прочность: Оболочка защищает от грызунов, случайных повреждений лопатой, растягивающих нагрузок.
• Отличные электрические характеристики: Изоляция из СПЭ имеет высокую электрическую прочность и низкие диэлектрические потери.
• Экономичность: Использование алюминия вместо меди снижает стоимость кабельной линии при сохранении требуемых параметров по току нагрузки.
• Не требует дополнительных элементов герметизации: В отличие от кабелей с пластмассовой оболочкой, не нуждается в муфтах продольной герметизации.

Недостатки:

• Больший вес и жесткость: По сравнению с АПвПг того же сечения, кабель тяжелее и менее гибок, что усложняет монтаж.
• Сложность монтажа концевых и соединительных муфт: Требуется специальный инструмент и навыки для вскрытия алюминиевой оболочки и ее заземления.
• Коррозионная опасность: При повреждении внешней полимерной оболочки алюминиевая оболочка может подвергаться электрохимической коррозии.
• Более высокая стоимость: По сравнению с кабелем АПвПг, но часто более оправданная с учетом срока службы и надежности.

Сравнение с другими типами кабелей (АПвПг, АСБл, ЦАСБл)

Марка кабеля	Конструктивные отличия	Ключевое преимущество	Основной недостаток	Типовая область применения
АПвЭаПг	Алюминиевая герметичная оболочка, СПЭ-изоляция	Абсолютная герметичность, прочность	Жесткость, сложность монтажа	Ответственные линии в грунтах с высокой влажностью
АПвПг	Вместо алюминиевой – полимерная оболочка	Легче, гибче, дешевле	Нет продольной герметизации	Кабельные сооружения, сухие грунты
АСБл	Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня	Отработанная технология, стойкость к КЗ	Ограничение по перепаду высот, старение изоляции	Замена старых линий
ЦАСБл	То же, что АСБл, но с бумажной изоляцией, пропитанной нестекающим составом	Допускает большие перепады уровней	Высокая стоимость, большая масса	Вертикальные и наклонные трассы

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвЭаПг требует соблюдения ряда специфических правил:

• Радиус изгиба: Не должен превышать 15-20 диаметров кабеля во избежание повреждения алюминиевой оболочки и изоляции.
• Заземление: Алюминиевая оболочка и экран на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены для безопасности и отвода токов утечки. Используются специальные заземляющие накладки или хомуты.
• Раскрой кабеля: Вскрытие алюминиевой оболочки производится специальным режущим роликом или ножом, чтобы не повредить изоляцию жил. Концевая разделка требует тщательной ступенчатой зачистки.
• Установка муфт: Применяются только специализированные муфты для кабелей с алюминиевой оболочкой, обеспечивающие герметичный переход и надежный контакт.
• Контроль состояния: Рекомендуется проводить периодические измерения сопротивления изоляции и диагностику частичных разрядов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвЭаПг и АПвПг?

Принципиальное отличие – в материале герметизирующей оболочки. У АПвЭаПг это алюминиевая сварная оболочка, обеспечивающая 100% барьер против влаги и механическую защиту. У АПвПг – полимерная оболочка (ПЭ или ПВХ), которая не обеспечивает продольную герметизацию: влага может распространяться вдоль кабеля под оболочкой. АПвЭаПг надежнее для прокладки в грунте и сырых помещениях.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭаПг 3х120 в земле без защиты (трубы, лотка)?

Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Алюминиевая оболочка является достаточной защитой от механических повреждений и влаги. Однако обязательно требуется песчаная подсыпка (подушка) толщиной не менее 100 мм снизу и сверху, а также укладка сигнальной ленты. В каменистых грунтах или при риске раскопок рекомендуется дополнительная защита кирпичом или плитами.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля (6, 10 или 20 кВ)?

Выбор определяется напряжением сети, в которую интегрируется кабель. Номинальное напряжение кабеля (U₀/U) должно быть не ниже, чем у сети. Например, для сети 10 кВ с изолированной нейтралью (где U₀=U/√3 ≈ 5.8 кВ) подходит кабель на 6/10 кВ. Для сети 10 кВ с эффективно заземленной нейтралью или для резервирования на более высокое напряжение часто выбирают кабель 10/20 кВ. U_m (максимальное напряжение) должно быть выше возможных перенапряжений в сети.

Какой допустимый ток нагрузки (I_доп) у данного кабеля?

Точное значение I_доп зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, воздухе), температуры грунта/воздуха, количества работающих рядом кабелей, глубины прокладки. Для ориентира: при прокладке в земле (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт) I_доп для АПвЭаПг 3х120 составляет примерно 280-300 А. При прокладке на воздухе (+25°C) – около 320 А. Для точного расчета необходимо использовать методики ГОСТ Р МЭК 60287 или специализированное ПО.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?

Да. Помимо стандартного набора для разделки кабеля (ножей, съемников изоляции), обязательно требуется инструмент для аккуратного вскрытия алюминиевой оболочки (специальный режущий роликовый нож), динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений заземляющих накладок и, возможно, оборудование для опрессовки наконечников на алюминиевые жилы большого сечения. Работы должны выполнять квалифицированные специалисты, прошедшие обучение.

Что означает буква «г» в маркировке Пг? Есть ли броня?

Буква «г» в обозначении защитного покрова «Пг» означает «голый». Это указывает на отсутствие бронепокрова (стальных оцинкованных лент или проволок). Защитные функции от механических повреждений в кабеле АПвЭаПг берет на себя алюминиевая оболочка и наружная полимерная оболочка. Для условий с повышенными механическими рисками (например, в зонах сдвигов грунта) следует рассматривать бронированные модификации, например, АПвЭаПу (с броней из стальных оцинкованных проволок).

Как осуществляется заземление алюминиевой оболочки?

Заземление – критически важная операция. На конце кабеля, после вскрытия наружной оболочки, на алюминиевую оболочку с помощью болтов крепится специальная медная или алюминиевая заземляющая накладка (хомут). К этой накладке подсоединяется заземляющий проводник достаточного сечения (не менее 16-25 мм² по меди), который далее подключается к контуру заземления. Аналогичная операция проводится на обоих концах линии. Экран из медных проволок/лент также заземляется.

Каков реальный срок службы этого кабеля?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатации (непревышение токовой нагрузки, отсутствие частых перегрузок и коротких замыканий, правильное заземление). Ключевым фактором долговечности является герметичность алюминиевой оболочки, предотвращающая старение изоляции из-за влаги.