Кабель АПвБбШпз 1 кВ 120 мм

Кабель АПвБбШпз 1 кВ 120 мм²: полный технический анализ и сфера применения

Кабель АПвБбШпз на напряжение 1 кВ с сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой силовой проводник, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях переменного напряжения частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность и длительный срок службы в сложных условиях эксплуатации. Расшифровка маркировки по ГОСТ 16442-80 и последующим актуализированным редакциям (включая межгосударственный стандарт ГОСТ 31996-2012) является ключом к пониманию его характеристик: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ по старым обозначениям неверно, современная трактовка – вулканизированный полиэтилен), Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, б – без подушки под броней (ленты наложены непосредственно на поясную изоляцию), Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена, з – заполнение межжильного пространства.

Конструктивные элементы кабеля АПвБбШпз 1 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее детально, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая (материал – алюминий марки АВЕ или аналогичной по ГОСТ), сечением 120 мм². В кабелях на напряжение 1 кВ жила, как правило, выполняется однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм², что справедливо и для 120 мм². Класс жилы – 1 по ГОСТ 22483. Форма жилы – круглая. Алюминий обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Изоляция жилы

Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получен путем вулканизации полиэтилена, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это резко повышает термическую стойкость: если обычный ПЭ плавится при ~105-120°C, то сшитый сохраняет форму и свойства до +250°C кратковременно. Длительно допустимая температура нагрева жилы в процессе эксплуатации составляет +90°C. Изоляция наносится экструзионным методом, обеспечивая равномерную, беспористую толщину. Цветовая маркировка изоляции жил соответствует стандарту: для трехжильных кабелей – желто-зеленая, голубая и коричневая; возможно исполнение со сплошной окраской и цифровой маркировкой.

3. Заполнение

Межжильное пространство и промежутки под общей оболочкой заполняются (индекс «з» в маркировке). В качестве заполнителя применяются жгуты из невулканизированной резиновой смеси, гидрофобный мелонаполненный заполнитель или аналогичные материалы. Заполнение исключает возможность свободного перемещения жил, придает кабелю круглую форму, повышает устойчивость к деформациям и препятствует проникновению влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения внешней оболочки.

4. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил с заполнением накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полимерной пленки или экструдированного слоя. Она служит барьером между жилами и броней, а также дополнительным изоляционным и защитным элементом.

5. Броня

Броневой покров типа «Б» (две стальные оцинкованные ленты). Ленты накладываются спирально внахлест, причем вторая лента перекрывает зазоры первой. Толщина ленты нормируется стандартом в зависимости от диаметра кабеля. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту. Особенность индекса «б» (без подушки) означает, что броня накладывается непосредственно на поясную изоляцию, что допустимо при наличии достаточно прочной внутренней оболочки или поясной изоляции, стойкой к механическому воздействию лент.

6. Наружная оболочка

Защитный шланг из полиэтилена (индекс «Шп»). Полиэтилен низкого давления (высокой плотности, HDPE) обладает выдающейся стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам, солям), а также к грибкам и бактериям. Он не поддерживает горение, что важно для групповой прокладки. Оболочка наносится методом экструзии поверх брони, обеспечивая герметизацию и окончательную защиту бронепокрова от коррозии.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Параметры кабеля АПвБбШпз 1 кВ 120 мм² регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ».

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвБбШпз 1 кВ 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и полиэтиленовой оболочке его применяют в условиях с высокими механическими нагрузками и агрессивным воздействием среды.

• Прокладка в земле (траншеях): Основной способ применения. Кабель устойчив к коррозии, давлению грунта, блуждающим токам. Не требует обязательной прокладки в защитных трубах, что снижает стоимость монтажа.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: Броня защищает от механических повреждений при обслуживании, полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и химическим воздействиям, возможным в таких сооружениях.
• Прокладка в помещениях с высокой влажностью и коррозионной активностью: Включая производственные цеха химической, металлургической, горнодобывающей промышленности.
• Установка в районах с высокой сейсмической активностью: Броня повышает стойкость к растягивающим и сдавливающим нагрузкам.
• Не рекомендуется для прокладки по вертикальным и наклонным трассам с большим перепадом высот без специальных креплений, так как алюминиевая жила имеет низкую прочность на растяжение по сравнению с медной.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Выбор конкретной марки кабеля определяется проектом, учитывающим условия прокладки, экономические и технические факторы.

• АПвБбШпз vs АВБбШв: Кабель АВБбШв имеет изоляцию и оболочку из ПВХ-пластиката. Его ключевые отличия: более низкая допустимая температура жилы (+70°C), меньшая стойкость оболочки к химикатам и УФ-излучению, но лучшая гибкость и удобство разделки. АПвБбШпз превосходит его по температурному режиму и долговечности в агрессивных средах.
• АПвБбШпз vs АПвБбШв: Разница в материале внешней оболочки («п» – полиэтилен, «в» – ПВХ). Полиэтиленовая оболочка (Шп) обладает более высокой влаго- и химической стойкостью, но несколько сложнее в разделке и менее гибкая при низких температурах.
• Алюминий vs Медь: Медный аналог – ПвБбШп. При одинаковом сечении медный кабель имеет большую пропускную способность (токовую нагрузку примерно на 30% выше), лучшую стойкость к механическим деформациям (гибкость, многопроволочность жил), но существенно дороже и тяжелее. Выбор в пользу алюминия часто делается исходя из экономии на протяженных магистралях при условии обеспечения достаточной токовой нагрузки.

Монтаж и эксплуатационные требования

Монтаж кабеля АПвБбШпз должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены от произвольного раскатывания. Запрещены сбрасывания барабанов. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Прокладка: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева. Радиус изгиба контролируется во избежание повреждения изоляции и оболочки. При прокладке в земле дно траншеи должно быть очищено от камней и устроена подушка из песка или просеянного грунта толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается аналогичным материалом, затем – защитным слоем (кирпич, сигнальная лента) и грунтом.
• Заделка концов: Требует применения специальных кабельных муфт (концевых и соединительных), предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Обязательна герметизация торца для предотвращения попадания влаги в изоляцию.
• Заземление: Бронеленты подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения электробезопасности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальная разница между изоляцией «Пв» и обычным ПВХ («В»)?

Изоляция «Пв» (сшитый полиэтилен, XLPE) имеет принципиально иную молекулярную структуру – пространственно сшитую сетку. Это обеспечивает более высокую (на 20°C) длительно допустимую температуру нагрева жилы (+90°C против +70°C у ПВХ), значительно лучшую стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям, меньшие диэлектрические потери и более высокую стойкость к трекингу и влаге. Кабель с изоляцией XLPE имеет больший срок службы и повышенную надежность.

Вопрос 2: Можно ли прокладывать кабель АПвБбШпз открыто по фасадам зданий?

Да, можно. Полиэтиленовая оболочка обладает достаточной стойкостью к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при длительной (десятки лет) открытой прокладке под прямыми солнечными лучами возможно некоторое поверхностное старение оболочки (появление микротрещин). Для особо ответственных трасс рекомендуется прокладка в коробах или использование кабелей с оболочкой, содержащей сажу (УФ-стабилизатор).

Вопрос 3: Требуется ли для прокладки в земле дополнительная защита в виде асбоцементных или ПНД труб?

Прямое назначение кабеля АПвБбШпз – прокладка в земле без дополнительных защитных труб. Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от механических воздействий грунта и коррозии. Использование труб оправдано только в местах повышенного риска механических повреждений: при пересечении с дорогами, в местах возможных земляных работ, при прокладке в каменистых грунтах. Труба также облегчает возможную замену кабеля в будущем.

Вопрос 4: Как правильно выбрать сечение 120 мм² для конкретной нагрузки?

Выбор сечения 120 мм² должен быть обоснован расчетом:

1. По длительно допустимому току (I_доп). Расчетный ток нагрузки (I_р) должен быть меньше I_доп с учетом поправочных коэффициентов на способ прокладки, температуру окружающей среды и количество работающих кабелей вплотную (см. ПУЭ, гл. 1.3). Для 3х120 мм² в земле I_доп ≈ 255 А.
2. По потере напряжения. Для протяженных линий необходимо проверить, что потеря напряжения от начала линии до потребителя не превышает допустимых значений (обычно 5% для силовых нагрузок).
3. По термической стойкости к токам КЗ. Проверяется, что сечение выдержит ток короткого замыкания за время его отключения защитой.

Для точного расчета необходим проект, выполненный квалифицированным инженером.

Вопрос 5: Допустимо ли соединение отрезков кабеля АПвБбШпз? Если да, то как?

Да, соединение допустимо и необходимо при длинах трассы, превышающих длину поставляемой бухты. Соединение производится только с помощью специальных соединительных муфт, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 1 кВ. Технология включает в себя ступенчатую разделку концов кабеля, соединение жил с помощью обжимных гильз (для алюминия обязательны), восстановление изоляции с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов, монтаж заземляющего проводника на броню и герметизацию муфты. Работы должны выполняться обученным персоналом с применением специализированного инструмента.

Вопрос 6: Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Гарантийный срок службы, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет (по ГОСТ 31996-2012). Фактический срок службы может быть сокращен из-за:

• Систематических перегрузок по току, вызывающих перегрев изоляции выше +90°C.
• Прокладки в агрессивных средах, для которых не предназначена полиэтиленовая оболочка (некоторые органические растворители).
• Механических повреждений оболочки и брони при монтаже или в ходе эксплуатации.
• Некорректного монтажа концевых заделок, приводящего к увлажнению изоляции.

Регулярный мониторинг и диагностика (замеры сопротивления изоляции, диагностика частичных разрядов) позволяют продлить срок службы линии.