Кабель АПвКаП 3х150
Кабель АПвКаП 3х150: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвКаП 3х150 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке, с внешним защитным покровом из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки АПвКаП 3х150 следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с вулканизацией; Ка – кабельная алюминиевая оболочка; П – наружный защитный покров из полиэтилена (шланг). Цифра 3 указывает на количество основных жил, а 150 – номинальное сечение каждой жилы в мм².
Конструкция кабеля АПвКаП 3х150
Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет критически важные функции для обеспечения долговечности и надежности.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной (для многожильных кабелей) формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть как однопроволочной (ож), так и многопроволочной (мн), в зависимости от требований гибкости.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/изоляция.
- Изоляция: Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке), обладает высокой нагревостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он, совместно с экраном по жиле, создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг жилы.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или экструдированного слоя.
- Металлический экран/оболочка: Выполнен в виде герметичной гофрированной алюминиевой ленты (оболочки). Выполняет несколько ключевых функций: является заземляющим экраном для отвода токов утечки и емкостных токов; обеспечивает механическую защиту от внешних воздействий; служит барьером для влаги и представляет собой нулевую жилу в режиме однофазного короткого замыкания.
- Защитный шланг (покров): Наружный слой из полиэтилена (обычно полиэтилена среднего давления, ПЭСД). Защищает алюминиевую оболочку от механических повреждений, химически агрессивных сред (кислот, щелочей, солей, нефтепродуктов) и коррозии. Цвет покрова, как правило, черный.
- Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Устройство вводов и межсекционных связей на подстанциях и в распределительных устройствах (РУ).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии риска механических повреждений, в т.ч. в условиях агрессивных грунтов (благодаря полиэтиленовому шлангу).
- Использование в районах с высокой коррозионной активностью, где стальная броня нежелательна.
- Надежность изоляции: СПЭ не стареет под воздействием тепла от жилы, не боится перепадов температур и циклов нагрузки.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
- Влагостойкость: Комбинация алюминиевой герметичной оболочки и полиэтиленового шланга обеспечивает абсолютную защиту от влаги и возможность прокладки в затопляемых сооружениях.
- Коррозионная стойкость: Полиэтиленовый шланг защищает алюминиевую оболочку от химической и электрохимической коррозии.
- Экологическая и пожарная безопасность: Отсутствие масла в конструкции исключает риск загрязнения окружающей среды. Материалы сшитого полиэтилена являются трудновоспламеняемыми и обладают низким дымо- и газовыделением.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвКаП 3х150 соответствует требованиям ТУ 16.К71-335-2004 и международным стандартам (МЭК 60502-2). Ниже приведены ключевые параметры.
Таблица 1. Электрические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение для кабеля на напряжение, кВ | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 6/10 (12); 10/15 (17,5); 20/35 (40,5) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное |
| Допустимая длительная температура токопроводящей жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура жилы при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки | +130°C | Согласно ПУЭ |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C | При отсутствии механических воздействий |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x Dнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м | По согласованию с заказчиком возможны отрезки короче |
Таблица 2. Токовые нагрузки (пример для кабеля 8,7/15 кВ, проложенного в земле)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Ток односекундного КЗ, кА |
|---|---|---|
| В земле (траншее) при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт | ~330 А | ~12-15 кА (зависит от конструкции и производителя) |
| В воздухе при температуре воздуха +25°C | ~350 А |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок регламентируются ПУЭ 7-го издания, гл. 1.3, и должны уточняться для конкретных условий прокладки (глубина, расстояние между кабелями, температура среды, количество circuits).
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвКаП 3х150 применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы использования:
Особенности монтажа и эксплуатации: Алюминиевая оболочка требует бережного обращения при монтаже во избежание надломов. При прокладке в земле необходима подготовка дна траншеи (подушка из песка или просеянного грунта) и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Обязательным условием является правильное заземление алюминиевой оболочки с двух концов кабельной линии для обеспечения нормального функционирования экрана и безопасности. Применение кабелей АПвКаП в бестраншейных способах прокладки (ГНБ) требует дополнительного расчета на механические нагрузки.
Сравнение с аналогами и преимущества
Таблица 3. Сравнение кабеля АПвКаП с основными аналогами
| Тип кабеля | Конструктивные отличия | Преимущества/Недостатки в сравнении с АПвКаП |
|---|---|---|
| АПвКаП (базовый для сравнения) | Алюминиевая жила, изоляция СПЭ, алюминиевая оболочка, полиэтиленовый шланг. | Высокая коррозионная стойкость, меньший вес и стоимость по сравнению с медными аналогами, хорошая стойкость к агрессивным средам. |
| ПвКаП (например, ПвКаП 3х150) | Медная жила вместо алюминиевой. | Более высокая проводимость, меньшие потери, большая стойкость к электродинамическим воздействиям при КЗ. Существенно более высокая стоимость и больший вес. |
| АПвПу (например, АПвПу 3х150) | Вместо полиэтиленового шланга – усиленная защита из полиэтилена (Пу). Часто кабель без алюминиевой оболочки, с медными экранами по жилам. | Более легкий и гибкий. Меньшая стойкость к механическим повреждениям и химии. Требует иных условий прокладки (в трубах, блоках). |
| АСБл (например, АСБл 3х150) | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня из стальных лент, защитный покров. | Ограничение по перепаду высот, риск стекания пропитки, больший вес и диаметр. Уступает по температурным и нагрузочным характеристикам. Дешевле при малых напряжениях. |
Ключевые преимущества АПвКаП 3х150:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвКаП и АПвПу?
Основное отличие – в конструкции экрана и защитного покрова. АПвКаП имеет сплошную герметичную гофрированную алюминиевую оболочку (Ка) поверх изолированных жил и внешний полиэтиленовый шланг (П). АПвПу, как правило, не имеет сплошной металлической оболочки; экранирование осуществляется медными проволоками и лентами, а защитный покров (Пу) – это усиленная полиэтиленовая оболочка. АПвКаП более надежен для прокладки в земле и агрессивных средах, так как алюминиевая оболочка является абсолютным барьером для влаги и механической защитой.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП 3х150 в земле без дополнительной защиты?
Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Полиэтиленовый шланг защищает алюминиевую оболочку от коррозии и умеренных механических воздействий. Однако, согласно ПУЭ и здравому смыслу, при прокладке в земле с риском механических повреждений (например, в местах возможных земляных работ) кабель должен быть дополнительно защищен кирпичом, бетонными плитами или прокладываться в трубах на участках повышенного риска.
Как правильно заземлять алюминиевую оболочку кабеля АПвКаП?
Алюминиевая оболочка должна быть надежно заземлена с обоих концов кабельной линии. Для этого на оболочку устанавливают заземляющие наконечники (залитые или обжимные) с помощью специального инструмента, обеспечивая герметичность места соединения. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать требованиям ПУЭ (обычно не менее 16 мм² по меди или эквивалент). В случае большой длины линии (более 1-2 км) для снижения токов в оболочке может применяться одноточечное или交叉-заземление, что требует специального расчета.
Каков срок службы кабеля АПвКаП 3х150?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше, так как СПЭ не содержит материалов, подверженных естественному старению подобно бумажной изоляции.
Что означает сегментная форма жилы и зачем она нужна?
Для кабелей большого сечения (от 70-95 мм² и выше) жилы часто изготавливают не круглыми, а в форме сектора (для одножильных) или сегмента (для многожильных). Это позволяет компактно скрутить три жилы, значительно уменьшив общий диаметр и вес кабеля, снизив расход материалов на изоляцию, оболочку и защитные покровы. Для кабеля АПвКаП 3х150 жилы практически всегда имеют сегментную форму.
Какой документ является основным для подтверждения качества кабеля АПвКаП?
Основным документом является сертификат соответствия требованиям Технических регламентов Таможенного союза (ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011) и протоколы испытаний (типовые и приемо-сдаточные). В протоколах должны быть отражены результаты испытаний электрического сопротивления жил, высоковольтных испытаний изоляции, проверки целостности экранов и другие параметры, предусмотренные ТУ 16.К71-335-2004.
Заключение
Кабель АПвКаП 3х150 является современным, надежным и технологичным решением для сетей среднего напряжения от 6 до 35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, герметичной алюминиевой оболочки и химически стойкого полиэтиленового шланга, делает его предпочтительным выбором для ответственных объектов, прокладки в сложных грунтовых условиях и агрессивных средах. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ и рекомендациями производителя гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетических систем.