Кабель АПвБПгж 3-х жильный: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвБПгж представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из двух стальных оцинкованных лент, с защитным покровом в виде гидрофобного заполнения и оболочки из поливинилхоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция обеспечивает надежную работу в широком диапазоне условий эксплуатации, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах и коллекторах, за исключением трасс с растягивающими усилиями.

Расшифровка маркировки АПвБПгж 3х

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 18410-73 и отражает ключевые особенности его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: сшитый полиэтилен (в маркировке используется для обозначения полиэтиленовой изоляции, а «в» указывает на его сшитую модификацию).
• в – обозначение изоляции из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
• Б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – тип наружной оболочки: оболочка из полиэтилена (в данной конструкции часто заменяется на «г» для обозначения гидрофобного слоя, а внешняя оболочка – ПВХ).
• г – наличие гидрофобного заполнения в виде водоблокирующих лент или геля для защиты от продольного распространения влаги.
• ж – наличие гидрофобного заполнения в жилах (в данном контексте «гж» указывает на заполнение как в броне, так и в жилах).
• 3х – количество основных токопроводящих жил.

Таким образом, полная расшифровка указывает на трехжильный кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, стальной ленточной броней, гидрофобным заполнением и внешней оболочкой из ПВХ.

Конструкция кабеля АПвБПгж

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жилы могут быть однопроволочными (секторными или круглыми) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторными или круглыми) для сечений 300 мм² и более. В кабеле АПвБПгж жилы, как правило, имеют секторную форму, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жилы заполнены гидрофобным компаундом, препятствующим миграции влаги вдоль кабеля.

2. Изоляция

На каждую жилу методом экструзии наносится изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации полиэтилена, в результате чего образуются поперечные связи между молекулами. Это придает изоляции повышенные термические и механические характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Номинальная толщина изоляции стандартизирована и зависит от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3.0 мм или 3.4 мм). Изоляция имеет ступенчатую цветовую маркировку или наносимые цифры для идентификации фаз.

3. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из специальных лент или экструдированного слоя. Она служит для фиксации конструкции, дополнительной электрической защиты и создания круглой формы перед наложением экрана.

4. Экран по жилам

Каждая жила экранирована полупроводящим слоем (экранирующая лента или экструдированный слой). Это необходимо для выравнивания электрического поля и предотвращения локальных перенапряжений на поверхности изоляции.

5. Общий экран

Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медной или алюминиевой ленты, либо из проводящих полимерных материалов. Он предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении.

6. Броня

Броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Толщина лент нормируется ГОСТом и зависит от диаметра кабеля под броней. Основная функция – защита от механических повреждений (сдавливания, ударов, грызунов) при прокладке в земле и в других условиях.

7. Заполнение и подушка под броней

Между экраном и броней находится слой битумного состава или крепированной бумаги, который предохраняет внутренние элементы от коррозии и повреждения стальными лентами. Гидрофобное заполнение (в виде лент или геля) расположено как под броней, так и в межжильном пространстве.

8. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции и обеспечивает стойкость к распространению горения. Имеет черный цвет.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (12 кВ), 8.7/15 кВ (17.5 кВ), 12/20 кВ (24 кВ).
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: Для кабелей на 10 кВ – 30 кВ в течение 10 минут.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C в продолжительном режиме.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки: -15°C без предварительного подогрева.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Механические и эксплуатационные параметры

• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
• Стойкость к растяжению: Броня рассчитана на восприятие механических усилий при протяжке, но не предназначена для использования в качестве несущего троса.
• Стойкость оболочки к горению: Кабели с индексом «нг(А)-LS» не распространяют горение при групповой прокладке по категории А, имеют пониженное дымо- и газовыделение.

Таблица 1. Примерные данные по сечению, диаметру и массе для кабеля АПвБПгж 3х на напряжение 8.7/15 кВ

Сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Максимальный ток нагрузки в земле*, А
3х50	45-50	2800-3200	170
3х70	48-53	3400-3800	205
3х95	52-58	4200-4700	245
3х120	56-62	5000-5600	280
3х150	60-66	5900-6600	315
3х185	64-71	7100-7900	355
3х240	70-78	8800-9800	410

• Значения приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине заложения 0.7-1.0 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и зависят от конкретных условий прокладки.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБПгж предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 20 кВ включительно. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-20 кВ: Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, крупных промышленных потребителей.
• Промышленные предприятия: Питание мощного оборудования, внутриплощадочные сети.
• Городская инфраструктура: Кабельные линии в черте города, питание объектов ЖКХ.
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности: При условии отсутствия непосредственного контакта с агрессивными химикатами.

Способы прокладки:

• Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или плитами в местах с повышенной нагрузкой. Глубина заложения – не менее 0.7 м для линий до 20 кВ.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах: Допускается как одиночная, так и групповая прокладка. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки.
• Прокладка в помещениях и кабельных полуэтажах: Возможна при условии, что кабель имеет исполнение «нг-LS», что ограничивает распространение пламени и выделение дыма.
• Прокладка в сырых и затопляемых помещениях, шахтах: Гидрофобное заполнение («гж») эффективно защищает от продольного распространения влаги, что делает кабель пригодным для таких условий.

Запрещена прокладка в блоках, а также в условиях, где на кабель могут действовать значительные растягивающие усилия (вертикальные трассы без дополнительного крепления за броню).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель АПвБПгж занимает определенную нишу среди кабелей среднего напряжения. Его ключевые отличия от других марок:

1. АПвБПгж vs. АПвПу2г

Кабель АПвПу2г имеет усиленную броню из круглых стальных оцинкованных проволок. Он применяется для прокладки в условиях с повышенными механическими нагрузками, в том числе на вертикальных и наклонных трассах, где есть риск сползания кабеля. АПвБПгж с ленточной броней для таких трасс не подходит.

2. АПвБПгж vs. АСБл

Кабель АСБл – кабель с бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевыми жилами. Он значительно тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот при прокладке из-за стекания пропитки, требует более сложного монтажа муфт. АПвБПгж лишен этих недостатков, имеет большую допустимую температуру нагрева (+90°C против +70-80°C) и допускает прокладку на трассах с любым перепадом уровней.

3. АПвБПгж vs. ПвБШп

Кабель ПвБШп имеет медные жилы. Медь обладает более высокой проводимостью, что при равном сечении дает больший допустимый ток нагрузки. Однако медный кабель существенно дороже. Выбор в пользу алюминиевого АПвБПгж часто экономически оправдан для проектов, где нет жестких ограничений по габаритам и току.

Критерии выбора АПвБПгж:

• Требуется кабель на напряжение 6-20 кВ.
• Прокладка планируется в земле (траншее) или кабельных сооружениях без значительных растягивающих усилий.
• Присутствуют требования по защите от механических повреждений (броня).
• Существует риск попадания влаги (наличие гидрофобного заполнения).
• Важен экономический фактор (алюминиевые жилы дешевле медных).
• Требуется современная, надежная изоляция из сшитого полиэтилена.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля АПвБПгж должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и инструкциями заводов-изготовителей.

• Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, установленных на трассе. Запрещается волочение кабеля по грунту, а также сбрасывание с транспортных средств. При низких температурах (ниже -15°C) требуется предварительный подогрев.
• Радиус изгиба: Контроль за соблюдением минимально допустимого радиуса изгиба (не менее 15 наружных диаметров) обязателен во избежание повреждения изоляции и оболочек.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Работа должна выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента для разделки (снятия оболочек, экранов, изоляции) и термоусадки или холодной усадки компонентов муфты.
• Заземление: Броня и экраны кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон в соответствии с ПУЭ. Это необходимо для электробезопасности и нормальной работы защитной аппаратуры.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: В чем принципиальное отличие изоляции «сшитый полиэтилен» (XLPE) от обычного полиэтилена (ПЭ) или поливинилхлорида (ПВХ)?

Ответ: Сшитый полиэтилен получают путем создания поперечных химических связей (сшивки) между молекулами полимера под воздействием химических агентов или радиации. Это превращает термопластичный материал в термореактивный. В результате резко повышается стойкость к тепловой деформации: максимальная рабочая температура жилы возрастает с +70°C для ПЭ/ПВХ до +90°C для XLPE. Также улучшаются механическая прочность, стойкость к растрескиванию и старению. ПВХ-изоляция для кабелей среднего напряжения не применяется.

Вопрос: Можно ли прокладывать кабель АПвБПгж в одном лотке или траншее с кабелями низкого напряжения (0.4 кВ)?

Ответ: Совместная прокладка допускается нормами ПУЭ (п. 2.3.86), но при соблюдении условий: кабели выше 1 кВ должны быть расположены выше кабелей до 1 кВ в лотке; между группами кабелей разных напряжений рекомендуется устанавливать разделительные огнестойкие перегородки. Также необходимо учитывать взаимный нагрев и применять понижающие коэффициенты к допустимым токам нагрузки.

Вопрос: Что означает индекс «нг(А)-LS» в дополнении к маркировке и когда он требуется?

Ответ: Индекс «нг(А)-LS» означает:
«нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке.
«(А)» – высшая категория по испытаниям на нераспространение горения (наиболее строгая).
«LS» (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение.
Такой кабель обязателен для прокладки в помещениях и коллекторах электростанций, в метрополитенах, в зданиях с массовым пребыванием людей, в детских учреждениях и больницах, а также при групповой прокладке в производственных помещениях согласно требованиям пожарной безопасности (ФЗ-123, СП 6.13130).

Вопрос: Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБПгж?

Ответ: Выбор сечения производится по двум основным критериям:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Рассчитывается рабочий ток линии, который затем сравнивается с табличными значениями допустимых токов для конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, количество кабелей в траншее, температура окружающей среды). Сечение должно быть выбрано так, чтобы допустимый ток был равен или превышал рабочий с учетом всех поправочных коэффициентов.
2. По потере напряжения. Для удаленных потребителей необходимо выполнить расчет потери напряжения в кабеле. Она не должна превышать значений, установленных ПУЭ (например, ±5% от номинального на зажимах электродвигателей).
Расчеты должны выполняться проектной организацией.

Вопрос: Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвБПгж при прокладке в земле, учитывая, что у него уже есть броня?

Ответ: Да, броня защищает от механических повреждений при засыпке и раскопках, но не от коррозии и электрохимического воздействия блуждающих токов. Стандартная практика включает:
— Устройство песчаной подушки и засыпки (слой песка не менее 100 мм сверху и снизу).
— Укладку сигнальной ленты на глубине 250-300 мм от поверхности.
— В местах с повышенной активностью грызунов или в агрессивных грунтах – прокладку в асбоцементных или пластиковых трубах, что также облегчает возможную замену кабеля.
— При прокладке в зонах действия блуждающих токов необходимы дополнительные меры катодной защиты.

Вопрос: Каков срок службы кабеля АПвБПгж и от чего он зависит?

Ответ: Номинальный срок службы, заявленный производителями для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации определяется условиями прокладки, качеством монтажа (особенно муфт), режимом работы (постоянные перегрузки сокращают срок службы), отсутствием повреждений при сторонних работах и соблюдением правил технической эксплуатации (регулярные осмотры трасс, диагностика).