Кабель АПвКаПг 1х1000

Кабель АПвКаПг 1х1000: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвКаПг 1х1000 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с медными проволоками в качестве защитного покрова, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в современных электрических сетях среднего и высокого напряжения, где предъявляются высокие требования к надежности, токовой нагрузке и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвКаПг 1х1000

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – обозначение вида изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Ка – тип экрана по жиле: комбинированный экран, состоящий из полупроводящего слоя и медной ленты, наложенной продольно или спирально.
• Пг – тип защитного покрова (брони): «п» – плоская проволока, «г» – голый (без наружного защитного шланга). Защитный покров выполнен из медных оцинкованных проволок, наложенных поверх экрана.
• 1х1000 – количество и номинальное сечение основной жилы: одна жила сечением 1000 мм².

Конструкция кабеля АПвКаПг 1х1000

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и безопасной работы в высоковольтных сетях.

1. Токопроводящая жила

Жила секторной или сегментной формы (для улучшения компактности) номинальным сечением 1000 мм², изготовлена из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной, в зависимости от требований к гибкости. Для сечения 1000 мм², как правило, применяется многопроволочная конструкция.

2. Экранирующий слой по жиле (внутренний полупроводящий экран)

На жилу экструдируется слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (6, 10, 20, 35 кВ). Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловому старению и повышенной рабочей температурой (до 90°C в продолжительном режиме).

4. Экранирующий слой по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогично внутреннему, наносится поверх изоляции для выравнивания электрического поля.

5. Медный экран (поясной экран)

Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается экран в виде медной ленты или комбинации медных проволок и ленты. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов утечки и, в аварийном режиме, для токов короткого замыкания.

6. Защитный покров (броня) из медных проволок

Отличительная особенность маркировки «Пг». Поверх поясного экрана спирально накладываются медные оцинкованные проволоки. Они выполняют две ключевые функции:

• Механическая защита: повышение стойкости к растягивающим усилиям, вибрациям, механическим повреждениям.
• Дополнительный проводник для токов короткого замыкания: Медные проволоки существенно увеличивают сечение нулевой последовательности и способны длительно выдерживать высокие токи КЗ, что критически важно для релейной защиты и безопасности сети.

Индекс «г» (голый) означает, что поверх проволочного покрова не накладывается защитный шланг из ПВХ или полиэтилена. Это допускается для прокладки в сухих и сырых помещениях, туннелях, каналах, по эстакадам, где отсутствует риск химической коррозии или значительных механических воздействий на саму броню.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	6/10 (12), 10/15 (17.5), 20/35 (40.5)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-20°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0291 (согласно ГОСТ 22483)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~1000-1200 А (зависит от условий прокладки, напряжения, температуры грунта)

*Точное значение I_доп определяется расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 и зависит от конкретных условий прокладки.

Таблица 2. Условия прокладки и эксплуатации

Фактор	Допустимые условия
Прокладка	В воздухе (помещения, туннели, эстакады), в кабельных каналах и блоках. Прокладка в земле (траншеях) допустима, но требует оценки коррозионной активности среды из-за отсутствия внешнего шланга над броней.
Температура окружающей среды при эксплуатации	От -50°C до +50°C
Относительная влажность воздуха (при +35°C)	До 98%
Установка на вертикальных и наклонных трассах	Допускается без ограничения высоты благодаря проволочному покрову.

Область применения кабеля АПвКаПг 1х1000

Кабель предназначен для передачи больших мощностей в трехфазных сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Применяется в качестве магистральных и соединительных линий в сетях напряжением 6-35 кВ.

• Распределительные сети городов и промышленных предприятий: Питание отходящих фидеров от главных понижающих подстанций (ГПП), центральных распределительных пунктов (ЦРП).
• Питание мощных потребителей: Непосредственное подключение крупных электродвигателей, насосных и компрессорных станций, печей, трансформаторов собственных нужд.
• Объекты инфраструктуры: Кабельные вставки в воздушных линиях, питание тяговых подстанций, аэропортов, железнодорожных узлов.
• Кабельные линии в туннелях, коллекторах и по эстакадам: Где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (изоляция XLPE не распространяет горение при одиночной прокладке) и механической прочности.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Большое сечение (1000 мм²) в сочетании с изоляцией из XLPE, допускающей нагрев до +90°C, обеспечивает максимальный ток нагрузки.
• Надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен устойчив к тепловому старению, влаге, химическим воздействиям. Конструкция с двойным экранированием и броней гарантирует стабильность параметров.
• Улучшенные характеристики при КЗ: Медные проволоки брони существенно увеличивают стойкость к токам короткого замыкания.
• Удобство монтажа на вертикальных участках: Проволочный покров надежно удерживает конструкцию, предотвращая сползание изоляции и жилы.
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой (СЛ, АСБ).

Недостатки / Особенности:

• Отсутствие внешнего защитного шланга: Требует аккуратного обращения при прокладке и ограничивает применение в грунтах с высокой коррозионной активностью или при наличии блуждающих токов без дополнительных мер защиты.
• Высокая стоимость: Обусловлена большим расходом меди (экран + броня) и алюминия, а также технологией производства сшитого полиэтилена.
• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой культуры выполнения концевых и соединительных муфт, так как нарушение технологии приводит к локальным перегревам и пробою.
• Необходимость специального инструмента для разделки и заземления экранов.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка: Допускается прокладка в кабельных сооружениях без дополнительной защиты. При укладке в землю необходимо использовать песчаную подушку и защиту плитами или сигнальной лентой. Следует избегать резких изгибов.
2. Заземление: Медный экран (поясной) и проволочный покров обязательно должны быть заземлены с обеих сторон кабеля. Это необходимо для безопасности и правильной работы релейной защиты. Заземление выполняется с помощью специальных заземляющих накладок или оплеток.
3. Монтаж муфт: Применяются только муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и аналогичной конструкцией экрана. Особое внимание уделяется восстановлению полупроводящих слоев и изоляции.
4. Испытания: После монтажа кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПУЭ (для 10 кВ – испытательное напряжение 60 кВ в течение 10 минут).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвКаПг отличается от АПвПуГ?

Основное отличие – в конструкции защитного покрова. У АПвПуГ защитный покров выполнен в виде повива медных проволок, поверх которых есть герметизирующая оболочка из полиэтилена или ПВХ (индекс «у» – усиленный, «Г» – гидрофобный заполнитель). АПвКаПг не имеет этой внешней оболочки («г» – голый). АПвПуГ лучше защищен от влаги и агрессивных сред и рекомендуется для прокладки в земле.

Почему для такого сечения часто выбирают одножильный кабель, а не трехжильный?

Для сечений 1000 мм² и выше трехжильная конструкция в изоляции 6-35 кВ становится чрезвычайно тяжелой и жесткой, с очень большим наружным диаметром и массой, что резко усложняет транспортировку и монтаж (особенно на вертикальных участках). Применение трех одножильных кабелей, уложенных треугольником или в плоскость, обеспечивает лучший теплоотвод, большую гибкость и, как следствие, более высокую допустимую токовую нагрузку на систему в целом.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля?

Напряжение выбирается по номинальному напряжению сети. Ключевой параметр – значение U₀/U. Например, для сети 10 кВ с изолированной нейтралью (где напряжение на неповрежденной фазе относительно земли может достигать 6 кВ) применяется кабель на 6/10 кВ. Для сетей с эффективно заземленной нейтралью (большинство современных сетей 10 кВ) или для обеспечения запаса по напряжению часто выбирают кабель на 8,7/10 кВ или 8,7/15 кВ. Для сетей 35 кВ – 20/35 кВ. Выбор должен быть зафиксирован в проекте.

Можно ли использовать кабель АПвКаПг для прокладки в земле (траншее)?

Да, можно, но с существенными оговорками. Поскольку броня из медных проволок не имеет внешней полимерной оболочки, она подвержена коррозии в грунтах с низким pH (кислые), высоким pH (щелочные), в зонах действия блуждающих токов или в грунтах с высокой электропроводностью. Перед прокладкой необходимо провести оценку коррозионной активности грунта. В неблагоприятных условиях требуется прокладка в асбоцементных или полимерных трубах, либо выбор кабеля с защитным шлангом поверх брони (например, АПвПуГ).

Как рассчитать ток короткого замыкания, который выдержит кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением проводников (алюминиевой жилы + медного экрана + медных проволок брони) и допустимой температурой нагрева (+250°C). Точный расчет ведется по формуле из ПУЭ гл. 1.4: S

• sqrt(t) >= I_кз / K, где S – суммарное сечение проводящих элементов, t – время действия защиты, K – коэффициент, зависящий от материала. Для предварительной оценки производитель предоставляет конкретные значения I_кз для времени 1 или 3 секунды в технической документации на кабель.

Какие муфты необходимо использовать для монтажа?

Применяются стопорные и соединительные муфты типа 3М, 4М (для кабелей с медными проволочными экранами), предназначенные специально для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Муфты должны быть рассчитаны на то же номинальное напряжение, что и кабель, и обеспечивать электрический контакт с медным экраном и броней, а также герметизацию торца кабеля. Популярны муфты марок Nexans, Raychem, 3M, а также отечественных производителей (КВТ, Энергомаш и др.).

В чем ключевое отличие от старых кабелей с бумажно-масляной изоляцией (типа АСБ, СБ)?

Кабель АПвКаПг имеет сухую изоляцию, не содержит масла или пропитки, что исключает риск утечки и загрязнения окружающей среды. Он легче, допускает большую разницу уровней при прокладке, имеет более высокую допустимую температуру жилы (+90°C против +70-80°C у бумажной изоляции), что при равном сечении дает более высокую пропускную способность. Монтаж муфт проще и чище, но требует более высокой квалификации в части работы с экранами.