Кабель АПвКбШв 120 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКбШв 120 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в броне из стальных оцинкованных лент, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Цифра 120 обозначает номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.

Расшифровка маркировки АПвКбШв

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, указывающий на тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
• К – наличие броневой защиты: броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
• б – дополнительная защита под броней: подушка (подброневой покров) в виде битумного состава, крепированной бумаги или ПВХ-лент.
• Шв – тип наружного защитного шланга: шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката, выпрессованный (в отличие от Шп, который наматывается).

Конструкция кабеля АПвКбШв 120 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, многопроволочная (состоит из множества проволок), что обеспечивает необходимую гибкость. Жила может быть секторной или круглой формы для одножильных исполнений, но в трехжильных кабелях на напряжение до 35 кВ жилы обычно имеют секторную форму для оптимизации общего диаметра кабеля.

2. Экранирование жилы

Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и коронных разрядов.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Это современный материал, обладающий высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами. Сшивка молекул полимера делает его стабильным при высоких температурах.

4. Экранирование изоляции

Поверх изоляции каждой жилы накладывается полупроводящий экран. Далее следует медный или алюминиевый экран в виде продольно наложенной ленты или оплетки из медных проволок. Этот слой служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля, а также выполняет функцию нулевой жилы в сетях с изолированной нейтралью.

5. Поясная изоляция и заполнение

Экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется промежуточным заполнителем из ПВХ-пояса или резиновой смеси для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из электропроводящей ленты или бумаги.

6. Подброневой покров (подушка)

Представляет собой слой из битумного состава, крепированной бумаги или ПВХ-лент. Защищает нижележащие слои от коррозии и механических повреждений, которые может вызвать броня.

7. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок круглого сечения (индекс «К»), наложенных поверх подушки с заданным шагом. Данный тип брони обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов и сдавливания, а также от грызунов.

8. Наружный защитный шланг

Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), выпрессованная поверх брони. Материал Шв обеспечивает защиту брони от коррозии, обладает стойкостью к ультрафиолету, атмосферным осадкам, некоторым химическим воздействиям и распространению горения.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвКбШв 120 мм² (на примере 10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ, 8,7/10 кВ, 20/35 кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Количество и сечение жил	1 x 120 мм², 3 x 120 мм²	Наиболее распространено трехжильное исполнение
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	Длительный режим работы
Допустимая температура при КЗ	+250°C	Продолжительность не более 5 сек
Минимальная температура монтажа	-15°C	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба	15 x Dнар	Dнар – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.253 Ом/км	Для алюминия, ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение	30 кВ (для 10 кВ кабеля)	Продолжительность 10 мин. после прокладки
Срок службы	Не менее 30 лет	При соблюдении условий эксплуатации

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_дл.доп.) для кабеля АПвКбШв 3х120 мм²

Условия прокладки	Iдл.доп. при +90°C, А	Примечания
В земле (в траншее), при температуре грунта +25°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт	~ 280 А	С учетом глубины прокладки 0.7-1 м, расстояния между кабелями 100 мм
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле), при температуре воздуха +25°C	~ 260 А	С учетом солнечной радиации и условий охлаждения
В воздухе (в помещении)	~ 270 А	При условии хорошей естественной вентиляции

Примечание: Точные значения токов нагрузки должны определяться по актуализированным таблицам ПУЭ, ГОСТ Р 52796 или методом теплового расчета с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в пучке, глубину прокладки и т.д.).

Области применения кабеля АПвКбШв 120 мм²

• Магистральные линии электропередачи 6-35 кВ: Прокладка от подстанций к распределительным пунктам в городах и на промышленных предприятиях.
• Питание мощных потребителей: Подключение крупных цехов, насосных станций, вентиляционных установок, трансформаторов.
• Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов: Броня из оцинкованных проволок и оболочка Шв обеспечивают необходимую защиту.
• Участки с риском механических повреждений: Трассы, проходящие под дорогами, в местах возможных раскопок, на территории промышленных объектов с движением тяжелой техники.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, эстакадах и по фасадам зданий: Кабель устойчив к атмосферным воздействиям и УФ-излучению.
• Зоны с повышенной пожароопасностью: Оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести позволяет применять кабель в таких условиях (при отсутствии требований к нераспространению горения категории «А»).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКбШв 120 мм²

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает исключительную защиту от растяжения и ударов.
• Коррозионная стойкость: Оцинкованная броня и ПВХ шланг защищают от влаги, агрессивных сред и блуждающих токов.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне, обладает высокой стойкостью к тепловому старению.
• Допустимая температура перегрузки: Кабель может выдерживать кратковременные перегрузки без ущерба для изоляции.
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке аналогичного сечения.

Недостатки:

• Высокая стоимость: По сравнению с кабелями без брони (АПвПу, АПвП) или с броней из лент (АПвБбШв).
• Большой вес и диаметр: Усложняет транспортировку и монтаж, требует применения специального такелажного оборудования.
• Жесткость: Броня из проволок делает кабель менее гибким, что накладывает ограничения на трассировку в стесненных условиях.
• Необходимость заземления брони: Бронепокров требует обязательного заземления с двух сторон для безопасности и отвода токов КЗ.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвКбШв 120 мм² требует соблюдения строгих правил.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов или лебедок. Необходимо контролировать, чтобы не был превышен минимально допустимый радиус изгиба (как правило, 15 наружных диаметров кабеля).
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м для кабелей до 20 кВ и 1 м для 35 кВ. На дне устраивается песчаная подушка (посыпка) толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и закладывается сигнальной лентой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм.
• Прокладка в воздухе: Крепление должно осуществляться с помощью сертифицированных хомутов, не повреждающих оболочку. Необходимо учитывать провисание и термическое расширение.
• Заземление: Броня и экраны должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это критически важно для безопасности и правильной работы релейной защиты.
• Монтаж муфт: Концевая и соединительная муфты должны соответствовать классу напряжения, типу изоляции кабеля и быть герметичными. Особое внимание уделяется заземлению брони в муфте.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний переменным напряжением (например, 30 кВ для 10 кВ кабеля в течение 10 минут) и измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвКбШв от АПвБбШв?

Основное отличие – в типе брони. АПвКбШв имеет броню из стальных проволок (индекс «К»), которая лучше защищает от растягивающих усилий. АПвБбШв имеет броню из двух стальных лент (индекс «Б»), которая лучше защищает от сдавливающих нагрузок и дешевле. Для прокладки в грунтах с риском смещения или растяжения предпочтительнее АПвКбШв.

Можно ли прокладывать АПвКбШв 120 мм² в воде?

Нет, напрямую в воде (реки, озера) прокладывать данный кабель не рекомендуется. Хотя броня и оболочка обеспечивают высокую герметичность, конструкция не является абсолютно водонепроницаемой на длительный срок под давлением. Для прокладки в водной среде предназначены специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (например, АПвП2г, АПвПу2г).

Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКбШв при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и нагрузок, указанных в технической документации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть как больше, так и меньше в зависимости от агрессивности среды, режимов перегрузки и качества монтажа.

Нужно ли использовать гофру или трубы при прокладке в земле?

Прямое требование ПУЭ для бронированных кабелей – прокладка в трубах или гофре не обязательна. Однако на участках с повышенным риском механических повреждений (под дорогами, в местах возможных раскопок) рекомендуется дополнительная защита в виде асбестоцементных, пластиковых или стальных труб. Это продлевает срок службы линии.

Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На какой ток оно рассчитано?

Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (см. Таблицу 2) и проверки по потере напряжения. Для трехжильного кабеля 10 кВ, проложенного в земле, длительно допустимый ток составляет примерно 280 А. Однако окончательный выбор должен производиться проектировщиком на основе ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов, количества параллельных линий, температуры грунта и т.д.

Требуется ли дополнительная защита от грызунов?

Броня из стальных проволок является эффективной защитой от грызунов. В большинстве случаев дополнительных мер не требуется. Однако в зонах исключительно высокой активности (например, полигоны ТБО) может рассматриваться вариант прокладки в трубах.

Можно ли соединять кабель АПвКбШв с кабелем другой марки, например, с бумажной изоляцией?

Да, такое соединение технически возможно, но оно должно осуществляться только с помощью специальной переходной муфты, рассчитанной на соединение кабелей с разными типами изоляции (XLPE-маслонаполненная или бумажная). Монтаж такой муфты – ответственная операция, требующая высокой квалификации персонала.