Кабель АПвКаП 3-х жильный

Кабель АПвКаП 3-х жильный: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКаП 3-х жильный представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке, с защитным покровом из пластмассовых лент. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к различным внешним воздействиям, что делает его ключевым элементом в современных кабельных сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКаП

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, указывающий на тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
• Ка – тип экрана по жилам: экран из алюмополимерной ленты, наложенной поверх изоляции каждой жилы.
• П – материал внешней оболочки: полиэтилен (в данном контексте обозначает защитный шланг поверх алюминиевой оболочки).

Таким образом, полная расшифровка АПвКаП: Кабель с Алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого (вулканизированного) Полиэтилена, с Кабельным экраном по жилам в Алюминиевой оболочке и в Полиэтиленовом шланге. Цифра «3» указывает на количество основных токопроводящих жил.

Конструкция кабеля АПвКаП 3х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, по ГОСТ 22483). Жилы могут быть однопроволочными (секторными или круглыми) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторными) для сечений 300 мм² и более. Секторная форма жил позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес.

2. Экран по жиле

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или комбинации электропроводящих лент. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации (сшивки молекул), обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с обычным полиэтиленом или ПВХ. Он сохраняет стабильность при высоких температурах (длительно допустимая +90°C), обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.

4. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электропроводящих лент (чаще всего полупроводящих бумажных или полимерных), наложенную поверх скрученных изолированных жил. Выравнивает электрическое поле в межжильном пространстве.

5. Алюминиевая оболочка

Герметичная оболочка, выполненная методом прессования или сварки из алюминиевой ленты. Выполняет несколько ключевых функций:

• Нулевая проницаемость для влаги и газов, обеспечивающая полную герметизацию сердечника кабеля.
• Защита от механических повреждений.
• Выполняет роль экрана для электромагнитных полей.
• Может служить проводником для токов короткого замыкания и заземления.

6. Защитный покров (шланг)

Поверх алюминиевой оболочки накладывается защитный шланг из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) или поливинилхлорида (в модификации АПвКаВ). Его задача – защита алюминиевой оболочки от коррозии, химических воздействий и механических повреждений при монтаже и эксплуатации.

Основные технические характеристики

Условия эксплуатации и монтажа

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10(12) кВ, 8.7/15(17.5) кВ, 20/35(40.5) кВ.
• Температура окружающей среды при эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре до +35°C.

• Допустимая температура нагрева жил:
  • Длительно допустимая: +90°C
  • При коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • При перегрузке: +130°C
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с поясной изоляцией.
• Монтаж при температуре: Без предварительного подогрева возможен при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах требуется подогрев.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКаП 3х при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +25°C, глубина прокладки 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт.

Номинальное сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (для напряжения, кВ)
	6 кВ	10 кВ	35 кВ
50	165	160	—
70	200	195	—
95	240	235	215
120	275	270	250
150	315	310	290
185	355	350	330
240	415	410	385
300	460	455	435

Примечание: Точные значения необходимо брать из актуальных ГОСТ 18410-73 и проектной документации с учетом всех поправочных коэффициентов.

Таблица 2. Габаритные и весовые характеристики (пример для 8,7/15 кВ)

Сечение, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг
3х50	48-52	2100-2400
3х95	57-61	3100-3500
3х150	64-68	4200-4700
3х240	75-80	6100-6800

Область применения кабеля АПвКаП 3х

Кабель предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, каналах), на специальных кабельных эстакадах, в производственных помещениях, а также в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и риска механических повреждений в процессе эксплуатации. Он широко используется:

• Для создания магистральных и распределительных линий в сетях 6-35 кВ.
• Для питания мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горно-обогатительные комбинаты).
• Для подключения подстанций и распределительных пунктов.
• В инфраструктуре городов для питания районных трансформаторных подстанций.
• На объектах генерации электроэнергии.

Не рекомендуется для прокладки в блоках, трубах, а также непосредственно в воде без дополнительной защиты.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаП

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Комбинация изоляции из СПЭ и герметичной алюминиевой оболочки обеспечивает срок службы не менее 30-40 лет.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура нагрева +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Влагостойкость: Алюминиевая оболочка абсолютно герметична, что исключает проникновение влаги в изоляцию и ее последующую деградацию.
• Устойчивость к термическим перегрузкам и КЗ: Изоляция из СПЭ сохраняет свойства при высоких температурах.
• Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой (АСБ).
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с подпиткой: В отличие от маслонаполненных кабелей или кабелей с бумажно-масляной изоляцией.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Алюминиевая оболочка может быть повреждена при ударе острым предметом, в отличие от гофрированной стальной брони.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АВВГ или АПвВГ на среднее напряжение, но ниже, чем у кабелей с медными жилами.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходима тщательная заделка и герметизация для сохранения целостности системы.

Отличия от кабелей других марок

• АПвКаП vs АПвПу: Кабель АПвПу имеет медные жилы и полиэтиленовую оболочку поверх алюминиевой. АПвКаП – алюминиевые жилы. Медные аналоги имеют большую пропускную способность, но значительно дороже.
• АПвКаП vs АСБ: Кабель АСБ имеет бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку и броню. Он тяжелее, имеет больший радиус изгиба, требует соблюдения перепадов уровней при прокладке из-за стекания пропитки. АПвКаП лишен этих недостатков.
• АПвКаП vs АПвБбШп: Кабель АПвБбШп имеет броню из стальных оцинкованных лент (индекс «Бб») и полиэтиленовый шланг («Шп»). Он более стоек к механическим повреждениям (растяжение, удары, грызуны), но тяжелее и дороже АПвКаП. АПвКаП применяется там, где нет таких рисков.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли прокладывать кабель АПвКаП 3х в земле (траншее) без дополнительной защиты?

Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Однако согласно ПУЭ (Глава 2.3), при прокладке в земле необходимо обеспечить защиту от механических повреждений (например, сигнальной лентой или кирпичом) на глубине менее 1 метра, а также в местах частых раскопок. При высоком риске повреждения (например, в каменистых грунтах) рекомендуется использовать бронированные аналоги (АПвБбШп) или прокладку в трубах.

2. Как выполняется заземление алюминиевой оболочки кабеля АПвКаП?

Алюминиевая оболочка подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии, а на длинных линиях – также и в промежуточных точках, если предусмотрено проектом. Это необходимо для безопасности (снятие напряжения с оболочки при повреждении) и для нормальной работы защит. Заземление выполняется с помощью специальных концевых заделок (муфт), которые обеспечивают электрический контакт между заземляющим проводником и оболочкой.

3. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКаП?

Для данного кабеля применяются стопорные и соединительные муфты, предназначенные специально для кабелей с изоляцией из СПЭ и алюминиевой оболочкой. Популярны муфты холодной усадки (с эластомерными изоляционными элементами) и термоусаживаемые муфты. Выбор зависит от условий монтажа и предпочтений монтажной организации. Крайне важно, чтобы муфта обеспечивала герметизацию соединения и непрерывность экранов.

4. В чем ключевое отличие изоляции «в» (сшитый полиэтилен) от обычного полиэтилена?

Обычный полиэтилен (ПЭ) является термопластом и начинает размягчаться при температуре около 80-90°C. Сшитый полиэтилен (XLPE) – это термореактивный материал. В процессе производства его молекулы «сшиваются» в трехмерную сетку, что резко повышает термическую стабильность. Он сохраняет форму и диэлектрические свойства при длительном нагреве до 90°C, кратковременно до 130°C и в момент КЗ до 250°C, не плавится и не течет.

5. Почему в маркировке указано два значения напряжения (например, 8.7/15 кВ)?

Это стандартное обозначение для кабелей среднего напряжения:

• U₀ = 8.7 кВ – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/оболочкой).
• U = 15 кВ – номинальное междуфазное напряжение.
• Соотношение U/U₀ = √3, что соответствует трехфазной системе с изолированной или компенсированной нейтралью, характерной для сетей 6-35 кВ в России.

Кабель рассчитан на работу в таких сетях, где напряжение относительно земли может длительно повышаться до U₀.

6. Допустима ли совместная прокладка в одной траншее кабелей АПвКаП разного напряжения?

Совместная прокладка допустима, но регламентируется ПУЭ (п. 2.3.86). Кабели напряжением до 10 кВ можно прокладывать в одной траншее с кабелями напряжением 20, 35 кВ. При этом расстояние между ними по горизонтали должно быть не менее 0.25 м, либо они должны быть разделены несгораемой перегородкой (например, бетонной плитой). Также необходимо учитывать снижающие коэффициенты к токовым нагрузкам при прокладке нескольких кабелей в одной траншее.

7. Как определить необходимое сечение жил кабеля АПвКаП для конкретного объекта?

Выбор сечения является задачей проектирования и выполняется в следующем порядке:

1. Определение расчетного тока нагрузки с учетом коэффициента спроса и развития.
2. Выбор сечения по длительно допустимому току (табличные значения, как в Табл. 1).
3. Проверка выбранного сечения по потере напряжения (должна быть в пределах нормы для силовых сетей).
4. Проверка сечения по термической стойкости к токам короткого замыкания.
5. Корректировка с учетом способа прокладки, количества параллельных линий, температуры окружающей среды (применение поправочных коэффициентов).

Рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение или обращаться к проектным институтам.