Кабель АПвКаПг 3-х жильный 10 кВ

Кабель АПвКаПг 3-х жильный на напряжение 10 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель АПвКаПг 3-х жильный 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2001 является ключом к пониманию его конструкции: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – броня из алюминиевых гофрированных лент, П – наружная оболочка из полиэтилена, г – герметизированный (водонепроницаемый).

Конструкция кабеля АПвКаПг

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВЕФ) круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (для сечений 300 мм² и выше).
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что защищает основную изоляцию от пробоя.
• Основная изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и воздействию влаги. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет функцию заземляемого экрана, отводящего емкостные токи и защищающего от внешних электромагнитных влияний.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с их экранами может накладываться обмотка из полупроводящей или медной ленты для стабилизации общего электрического поля.
• Медные дренажные жилы: В конструкции присутствуют незамкнутые медные проволоки малого сечения, контактирующие с экраном по изоляции. Их назначение – обеспечение электрического контакта с заземляющим экраном при монтаже муфт и уравнивание потенциала.
• Разделительный слой (внутренняя оболочка): Поверх скрученных экранированных жил экструдируется внутренняя оболочка из ПВХ-пластиката. Она служит для придания кабелю правильной круглой формы, дополнительной герметизации и защиты брони от коррозии при возможном контакте с медными дренажными жилами.
• Броня: Выполняется в виде гофрированной ленты из алюминиевого сплава (марки АД0 или АМг), наложенной поверх внутренней оболочки. Гофрирование обеспечивает гибкость. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов, а также выполняет функцию экрана для заземления.
• Наружная оболочка: Внешний защитный слой из полиэтилена (ПЭ) или полиэтилена низкого давления (ПНД). Оболочка марки Пг является герметизированной, что препятствует продольному распространению влаги внутри кабеля. Она обеспечивает стойкость к агрессивным химическим средам, ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель АПвКаПг рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий, что определяется его техническими параметрами.

• Номинальное напряжение: 6/10 кВ (между жилами/между жилой и землей). Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц – 18 кВ в течение 10 минут.
• Температурный режим:
  • Длительно допустимая температура нагрева жил: +90°C.
  • Допустимая температура при коротком замыкании (не более 4 сек): +250°C.
  • Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Минимальный радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для кабелей с однопроволочными жилами сечением до 50 мм² – не менее 10 диаметров.
• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Область применения: Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также на открытом воздухе. Благодаря герметичной оболочке «г» и алюминиевой броне «Ка» кабель рекомендован для трасс с наличием блуждающих токов и в условиях возможного затопления.
• Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и тропического климата, для прокладки на открытом воздухе и в помещениях, в земле).

Сечения и массо-габаритные параметры

Типовой сортамент кабеля АПвКаПг 3х жильного 10 кВ включает наиболее востребованные в сетях среднего напряжения сечения. В таблице приведены основные параметры для кабелей с алюминиевыми жилами.

Номинальное сечение жил, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле, А*
3х50	52-55	2800-3100	175
3х70	56-60	3400-3800	210
3х95	61-65	4200-4600	255
3х120	65-69	4900-5400	295
3х150	69-74	5800-6400	340
3х185	74-79	6900-7600	385
3х240	80-86	8600-9500	450

• Значения токов приведены справочно для условий: глубина прокладки 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и зависят от конкретных условий прокладки.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаПг по сравнению с аналогами

Понимание сравнительных характеристик необходимо для корректного выбора кабельной продукции.

• Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
  • Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
  • Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных сечениях.
  • Простота монтажа и оконцевания (не требуется спецоборудование для заделки концов).
  • Большая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Преимущества перед кабелем АПвПг (без брони):
  • Наличие алюминиевой гофрированной брони обеспечивает механическую защиту при прокладке в земле без дополнительных защитных труб, защиту от грызунов.
  • Броня служит дополнительным экраном, что может быть важно в сетях с высокими требованиями к ЭМС.
• Недостатки:
  • Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на низкое напряжение.
  • Требовательность к качеству монтажа муфт: необходима абсолютная чистота и герметичность соединения экранов.
  • Чувствительность изоляции XLPE к частичным разрядам при наличии дефектов.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвКаПг требует соблюдения ряда правил. Прокладка в земле осуществляется на глубине не менее 0.7 м от планировочной отметки. В траншее необходим подсыпка и защитная засыпка из мелкой земли без камней, а также сигнальная лента. При пересечении с коммуникациями и на подходах к сооружениям кабель должен быть проложен в трубах. При монтаже муфт (соединительных, концевых) критически важно обеспечить:

• Тщательную ступенчатую зачистку изоляции и экранов с соблюдением геометрии.
• Абсолютную чистоту поверхности изоляции сшитого полиэтилена (очистка специальными салфетками, шлифовка).
• Надежный электрический контакт и герметизацию соединения экранов и брони.
• Применение только комплектующих, рекомендованных производителем кабеля или муфт.

Броня кабеля подлежит обязательному заземлению на обоих концах линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКаПг от АПвПг?

Ключевое отличие – наличие брони. АПвКаПг имеет броню из алюминиевых гофрированных лент («Ка»), что обеспечивает ему повышенную механическую защиту и позволяет прокладку в земле без дополнительных труб. АПвПг имеет только внешнюю полиэтиленовую оболочку и применяется, как правило, в кабельных сооружениях (лотках, туннелях), где нет риска механических повреждений.

Можно ли использовать кабель АПвКаПг для прокладки в воде?

Кабель имеет герметизированную оболочку (индекс «г»), которая препятствует продольному распространению влаги. Это позволяет прокладывать его в условиях повышенной влажности, временного затопления траншей грунтовыми водами. Однако для постоянной прокладки по дну водоемов (рек, озер) предназначены специальные конструкции кабелей с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвКаПг 10 кВ?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям согласно ПУЭ гл. 1.3:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного сечения с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей вплотную.
• По экономической плотности тока. Для сетей 6-10 кВ с числом часов использования максимума нагрузки более 5000 в год это особенно актуально.

Дополнительно выполняется проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания и по потере напряжения.

Требуется ли для кабеля АПвКаПг дополнительная защита от грызунов при прокладке в земле?

Алюминиевая гофрированная броня «Ка» является достаточной защитой от повреждений грызунами. Дополнительные меры (например, укладка в трубы) в этом случае не требуются, если не предусмотрены иными причинами (активная химическая среда, риски раскопок).

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный производителями срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий:

• Режимов нагрузки (избегание постоянных перегрузок).
• Качества монтажа, особенно соединений и заземления экранов.
• Корректности выбора и монтажа концевых заделок.
• Внешних условий (например, отсутствие постоянных вибраций, повреждений оболочки).

Чем обусловлена необходимость заземления экранов и брони с двух концов линии?

Заземление экранов (полупроводящих слоев) и брони с обоих концов необходимо для:

• Отвода емкостных токов на землю и обеспечения безопасности персонала.
• Создания симметричной системы, предотвращающей возникновение высоких напряжений на экранах при нормальных и аварийных режимах.
• Обеспечения корректной работы релейной защиты, использующей токи нулевой последовательности, для чего требуется циркуляция токов по экранам.

В очень длинных линиях (обычно более 1-2 км) может применяться поперечное или одностороннее заземление для снижения потерь, но это требует специального расчета.

Заключение

Кабель АПвКаПг 3-х жильный 10 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой брони и герметичной оболочки, обеспечивает длительную и безотказную работу в широком спектре условий: от прокладки в грунте до открытых эстакад. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также качественное выполнение соединений являются обязательными условиями для реализации всего ресурса данного кабельного изделия.