Кабель АПвЭаПг 4-х жильный

Кабель АПвЭаПг: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвЭаПг – это силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с алюминиевой герметизированной оболочкой и дополнительной защитой в виде гофрированной стальной ленты. 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 оптимизирована для работы в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях возможного затопления.

Расшифровка маркировки АПвЭаПг

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и отражает ключевые особенности его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – наличие внутренней оболочки из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена.
• Э – наличие экрана из электропроводящего материала (обычно медная или алюминиевая фольга, иногда в сочетании с проволоками) поверх каждой жилы.
• а – алюминиевая герметизированная оболочка. Буква «а» указывает на то, что оболочка выполнена из алюминия и предназначена для защиты от проникновения влаги и механических воздействий.
• Пг – защитный покров в виде гофрированной стальной ленты, наложенной поверх алюминиевой оболочки. «Пг» означает «броня из профилированной (гофрированной) стальной ленты».
• 4-х жильный – количество основных токопроводящих жил. В кабелях на напряжение до 35 кВ четвертая жила, как правило, является нулевой (нейтралью) уменьшенного сечения.

Конструкция кабеля АПвЭаПг 4-х жильного

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Жилы изготавливаются из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 16 до 240 мм² жилы, как правило, однопроволочные (монолитные). Для сечений от 300 мм² и выше – многопроволочные. Жилы имеют стандартную круглую форму. Четвертая (нулевая) жила имеет уменьшенное сечение относительно фазных, что регламентировано стандартами (например, 50% или 60% от сечения фазной жилы, в зависимости от спецификации).

2. Экранирование жилы

Каждая жила индивидуально экранирована. Экран обычно состоит из двух слоев:

• Полупроводящий экструдированный слой (полупроводящая экран-подушка), наложенный непосредственно на изоляцию. Он выравнивает электрическое поле и предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Электропроводящий ленточный или проволочный экран (чаще всего из медной фольги или медных лент в сочетании с дренажными проволоками). Этот экран заземляется и служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля.

3. Изоляция

Изоляция жил выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных связей между молекулами) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура в режиме перегрузки может достигать +130°C. Изоляция обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.

4. Поясная изоляция и заполнение

Поверх индивидуально экранированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из ПВХ-пластиката или специального термоэластопласта. Пространство между жилами заполняется тем же материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Внутренняя оболочка

Под алюминиевой гермоболочкой может присутствовать тонкая внутренняя оболочка (обозначаемая буквой «в» в маркировке) из ПВХ или полиэтилена, которая служит для дополнительной защиты от коррозии и обеспечения гладкой основы для наложения алюминиевой ленты.

6. Алюминиевая герметичная оболочка

Это ключевой элемент защиты от влаги. Оболочка представляет собой непрерывную, продольно- или спирально-наложенную алюминиевую ленту, которая герметизируется сваркой или пайкой. Она обеспечивает абсолютную барьерную защиту от проникновения радиальной влаги, а также механическую защиту от сдавливания и грызунов.

7. Защитный покров типа «Пг» (броня)

Поверх алюминиевой оболочки накладывается гофрированная стальная лента (ГСЛ). Гофрирование придает ленте гибкость и позволяет кабелю изгибаться без разрушения брони. Эта броня предназначена для защиты от механических повреждений (растяжения, удары, проколы) при прокладке в грунте и от воздействия грызунов.

8. Наружная оболочка

Поверх брони накладывается наружная оболочка из ПВХ-пластиката или полиэтилена. Она защищает стальную броню от коррозии, обеспечивает необходимые пожарные характеристики (например, нераспространение горения) и служит дополнительным изоляционным барьером.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Условия эксплуатации и климатическое исполнение

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8.7/15, 12/20, 21/35
Частота, Гц	50
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Допустимая температура жилы в режиме перегрузки, °C	+130
Допустимая температура жилы при коротком замыкании, °C	+250 (не более 5 сек)
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, для прокладки в земле, каналах, помещениях).
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритные показатели (для кабеля 8,7/15 кВ)

Сечение жил, мм² (3+1)	Приблизительный наружный диаметр, мм	Приблизительная масса 1 км, кг	Максимальный ток нагрузки (в земле), А*
3×50+1×25	55-60	3500-4000	180-200
3×95+1×50	65-70	5000-5500	250-280
3×150+1×70	75-80	6500-7200	310-340
3×185+1×95	80-85	7800-8500	350-380
3×240+1×120	85-90	9500-10500	400-440

• Точные значения токов нагрузки зависят от условий прокладки (глубина, удельное тепловое сопротивление грунта, температура) и должны определяться по соответствующим ПУЭ и расчетным методикам.

Область применения и преимущества

Основные сферы применения:

• Кабельные линии распределительных сетей 6-35 кВ в городах и на промышленных предприятиях.
• Вводы электроэнергии на территории заводов, нефтехимических комплексов, горнодобывающих предприятий.
• Питание мощных электроприемников: трансформаторных подстанций, двигателей, насосных станций.
• Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью и в условиях возможного механического повреждения (например, в каменистых грунтах).
• Участки с повышенными требованиями к надежности и защите от влаги (затопляемые коллекторы, прибрежные зоны).

Преимущества кабеля АПвЭаПг:

• Высокая надежность и долговечность: Комбинация алюминиевой гермоболочки и брони из ГСЛ обеспечивает максимальную защиту от влаги и механических воздействий.
• Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ допускает более высокую рабочую температуру по сравнению с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет пропускать большие токи при том же сечении.
• Устойчивость к коротким замыканиям: Кабель выдерживает высокие термические нагрузки при КЗ.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, АПвЭаПг не требует обслуживания и мониторинга давления масла.
• Относительно простая монтажная стыковка и оконцевание: Технологии монтажа муфт и концевых заделок для кабелей с СПЭ-изоляцией хорошо отработаны.
• Возможность прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот.

Недостатки и ограничения:

• Высокая стоимость: По сравнению с кабелями в ПВХ-шланге (АВВГ) или даже с бронированными кабелями без гермоболочки (АПвБбШв).
• Большая масса и жесткость: Усложняют транспортировку и монтаж, требуют применения специального оборудования для раскатки.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная герметизация соединений алюминиевой оболочки для сохранения барьерных свойств.

Сравнение с аналогами

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены во избежание перекатывания. Хранение предпочтительно под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
2. Прокладка: При прокладке в траншеях необходимо устройство песчаной подушки и засыпки. Глубина прокладки – не менее 0,7-1 м. При пересечении с коммуникациями кабель должен быть защищен плитами или трубами. Строго соблюдать минимальный радиус изгиба.
3. Монтаж соединительных и концевых муфт: Требуется квалифицированный персонал. Особое внимание уделяется восстановлению алюминиевой герметичной оболочки с помощью специальных соединительных гильз и герметиков. Экран и броня должны быть заземлены с обеих сторон.
4. Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПУЭ (например, для кабеля 10 кВ – испытательное напряжение 60 кВ в течение 10 минут). Обязательно измеряется сопротивление изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается АПвЭаПг от АПвБбШв?

Главное отличие – наличие у АПвЭаПг алюминиевой герметичной оболочки под броней. АПвБбШв имеет только броню из стальных лент и внешнюю ПВХ-оболочку. Гермоболочка в АПвЭаПг создает абсолютный барьер против проникновения влаги к изоляции, что критически важно при прокладке в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод или в условиях частого подтопления. АПвБбШв в таких условиях со временем может набрать влагу через микротрещины в ПВХ-шланге.

Почему нулевая жила имеет уменьшенное сечение?

В трехфазных симметричных системах ток в нейтрали (нулевом проводе) в нормальном режиме близок к нулю или равен геометрической сумме токов несимметрии, которая, как правило, значительно меньше фазного тока. Поэтому согласно нормам (ПУЭ, ГОСТ) допускается применение нулевой жилы с сечением 50% или более от сечения фазной жилы для кабелей на напряжение до 35 кВ. Это позволяет экономить материалы и снижать габариты и стоимость кабеля.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭаПг в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Кабель имеет наружную ПВХ-оболочку, стойкую к ультрафиолету, и броню, защищающую от механических воздействий. Однако при таком способе прокладки необходимо учитывать увеличенную массу кабеля, обеспечивать надежное крепление и учитывать возможность конденсации влаги внутри кабеля при перепадах температур. Для длинных вертикальных участков может потребоваться дополнительное крепление.

Как правильно заземлять экран и броню такого кабеля?

Экран (медные проволоки/ленты) и броня (гофрированная стальная лента) должны быть заземлены с обеих сторон кабельной линии для безопасности и обеспечения нормальной работы защит. Заземление выполняется в концевых и соединительных муфтах. Экран обычно заземляется через ограничитель перенапряжений или непосредственно на землю. Броня заземляется отдельным проводником на контур заземления. Важно обеспечить надежный электрический контакт.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущества перед бумажно-масляной изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» между собой химическими или радиационными связями, образуя трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: если обычный полиэтилен плавится при ~110°C, то XLPE сохраняет форму до ~300°C и допускает длительную работу жилы при +90°C. Преимущества перед бумажно-масляной изоляцией: более высокая допустимая температура, отсутствие жидкого диэлектрика (масла), что упрощает монтаж и эксплуатацию, меньший вес, лучшие диэлектрические характеристики на единицу толщины.

Существует ли аналог данного кабеля с медными жилами?

Да, полным аналогом по конструкции, но с медными жилами является кабель марки ЦАПвЭаПг. Буква «Ц» в начале маркировки указывает на материал жилы – медь. Он обладает более высокой проводимостью и стойкостью к окислению, но и значительно более высокой стоимостью. Выбор между алюминием и медем делается на основе технико-экономического расчета, учитывающего токовую нагрузку, длину линии, стоимость жизненного цикла и требования проекта.

Каковы особенности монтажа муфт на кабель с алюминиевой герметичной оболочкой?

Ключевая задача – восстановить целостность алюминиевой оболочки в месте соединения. Для этого используются специальные соединительные гильзы или манжеты, которые надеваются на торцы алюминиевых оболочек двух соединяемых кабелей и герметично обжимаются или спаиваются. Место соединения затем изолируется и защищается. Некачественное выполнение этой операции сводит на нет главное преимущество кабеля – влагонепроницаемость.