Кабель АПвКаПг 1-х жильный 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКаПг 1х жильный на напряжение 10 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвКаПг 1х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом в сетях среднего класса напряжения, обеспечивая высокую надежность и долговечность. Его конструкция и материалы подобраны для работы в сложных условиях, включая прокладку в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях возможного затопления, при условии отсутствия значительных растягивающих усилий.

Расшифровка маркировки АПвКаПг

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – Оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Ка – Броня из алюминиевых гофрированных лент (кабель с однопроволочной жилой).
• Пг – Защитный покров в виде «подушки» и наружного шланга из ПВХ пластиката пониженной горючести.
• 1х – Одна жила.
• 10 кВ – Номинальное напряжение 10 кВ.

Таким образом, кабель АПвКаПг – это одножильный кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой броне и ПВХ оболочке.

Конструкция кабеля АПвКаПг 1х жильный 10 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитная) для сечений до 240-300 мм² (в зависимости от ТУ) и многопроволочной для больших сечений. Класс жилы – 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормируется стандартами (ГОСТ 15150, ТУ 16-705.500-2006) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх изоляции наносится экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он также служит для выравнивания электрического поля.

5. Поясная изоляция

В одножильных кабелях экран по изоляции дополняется медными или алюминиевыми проволоками (проволочный экран), которые укладываются поверх внешнего полупроводящего слоя. Эти проволоки выполняют роль нулевой жилы (экрана), предназначенной для пропускания токов утечки и токов короткого замыкания. Сечение этих проволок нормируется. Поверх проволочного экрана может накладываться электропроводящая лента (например, медная фольга) для создания сплошного контакта.

6. Разделительный слой

Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (лавсановой) или крепированной бумажной ленты. Защищает нижележащие слои от повреждения броней.

7. Броня

Выполнена в виде гофрированной ленты из алюминиевого сплава, наложенной поверх разделительного слоя. Гофрирование придает гибкость и обеспечивает сохранение защитных свойств при изгибах кабеля. Алюминиевая броня выполняет двойную функцию: механическую защиту от внешних воздействий (давление грунта, грызуны) и роль дополнительного экрана, что особенно важно для одножильных кабелей.

8. Защитный шланг (наружная оболочка)

Наружная оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести (индекс «г» в маркировке). Защищает броню от коррозии и химических воздействий, обеспечивает стойкость к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и условия применения

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ в течение 10 минут для кабелей после монтажа.
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Рабочий температурный диапазон: от -50°C до +50°C.
• Строительная длина: Не менее 200 метров для сечений до 70 мм², не менее 150 метров для сечений 95 мм² и выше.

Таблица 1. Примерные данные по сечениям, токам и массе для кабеля АПвКаПг 1х жильный 10 кВ

Данные носят справочный характер и могут отличаться у конкретных производителей.

Номинальное сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (1 кабель в траншее, грунт — песок, tземли=+15°C), А	Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в воздухе, А
50	35-38	1300-1500	215	200
70	38-41	1600-1800	260	245
95	41-44	1900-2200	310	295
120	44-47	2200-2500	350	335
150	47-50	2600-3000	395	380
185	50-54	3100-3500	450	430
240	55-59	3800-4300	525	505
300	59-63	4600-5200	595	575

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвКаПг предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях, каналах), на специальных эстакадах и галереях. Алюминиевая броня обеспечивает защиту от механических повреждений, но не предназначена для восприятия значительных растягивающих усилий.

Ключевые особенности монтажа одножильных кабелей 6-10 кВ:

• Учет вихревых токов: При прокладке в стальных трубах, на металлических лотках или вблизи ферромагнитных конструкций в алюминиевой броне и экране могут наводиться вихревые токи, приводящие к дополнительным потерям и перегреву. Рекомендуется использовать немагнитные материалы для крепления (пластик, алюминий) или применять специальные схемы прокладки (вразбежку, треугольником).
• Заземление брони и экрана: Броня и проволочный экран должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабеля. Это требование электробезопасности, а также условие для нормальной работы защиты от однофазных замыканий на землю.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с броней из гофрированной ленты.
• Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на работу с кабелями с изоляцией из СПЭ и алюминиевой броней. Герметизация узлов обязательна.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаПг по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловым старению и влаге.
• Меньший вес и диаметр: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) аналогичного сечения и напряжения.
• Удобство монтажа: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке, возможность прокладки на вертикальных участках.
• Высокая допустимая температура: Длительный режим +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки.
• Коррозионная стойкость брони: Алюминиевая броня, в отличие от стальной оцинкованной, не подвержена коррозии в большинстве грунтов.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требовательность к качеству монтажа муфт и оконцеваний, где необходимо идеальное совпадение электрического поля.
• Стоимость: Как правило, выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией, но сопоставима или ниже, чем у кабелей с медной жилой (ПвКаПг).
• Необходимость специального инструмента: Для разделки и монтажа муфт требуется профессиональный инструмент и обученный персонал.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвКаПг и АПвПуГ?

Ответ: Основное отличие – в броне и защитном покрове. АПвПуГ имеет броню из стальных оцинкованных плоских проволок (П) и защитный шланг из полиэтилена (у), не распространяющий горение. АПвКаПг имеет броню из алюминиевой гофрированной ленты (Ка) и ПВХ шланг пониженной горючести (Пг). Алюминиевая броня легче, не ржавеет, но менее стойка к механическим проколам, чем стальная. Кабель АПвПуГ чаще применяется при наличии растягивающих нагрузок или в агрессивных грунтах по отношению к алюминию.

Вопрос 2: Можно ли прокладывать несколько кабелей АПвКаПг в одной траншее вплотную друг к другу?

Ответ: Нет, прокладка вплотную не рекомендуется из-за взаимного нагрева. Согласно ПУЭ, расстояние в свету между силовыми кабелями 6-10 кВ должно быть не менее 100 мм. Для уменьшения взаимного влияния и обеспечения лучшего охлаждения рекомендуется расстояние 250-300 мм. При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей одной фазы необходимо также учитывать индуктивное влияние.

Вопрос 3: Почему при прокладке в земле требуется песчаная подушка и защитная плита поверх кабеля?

Ответ: Песчаная подушка (посыпка) толщиной 100 мм снизу и сверху кабеля выполняет несколько функций: защищает оболочку кабеля от повреждения острыми камнями и строительным мусором; улучшает теплоотвод от кабеля; облегчает обнаружение кабеля при раскопках. Сигнальная пластиковая плита или кирпич сверху служат для визуального предупреждения при проведении земляных работ в зоне прокладки кабеля.

Вопрос 4: Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКаПг 10 кВ?

Ответ: Выбор сечения производится по двум основным критериям:
1. По допустимому длительному току нагрузки: Расчетный максимальный ток в линии должен быть меньше допустимого тока из таблиц (с поправками на условия прокладки, количество кабелей в траншее, температуру грунта).
2. По потере напряжения: Особенно важно для протяженных линий.
3. По току короткого замыкания: Проверка на термическую стойкость.
4. По экономической плотности тока: Для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки.
Окончательный выбор должен быть сделан на основе проектного расчета в соответствии с ПУЭ и другими нормативными документами.

Вопрос 5: Требуется ли для кабеля АПвКаПг дополнительная защита от грызунов?

Ответ: Алюминиевая броня типа «Ка» (гофрированная лента) обеспечивает определенную защиту от грызунов. Однако в местностях с высокой активностью грызунов (например, некоторые породы крыс) рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбоцементных или пластиковых трубах, использование кабеля с усиленной броней (например, из стальных проволок – АПвПуГ) или применение специальных ленточных покрытий с репеллентами.

Заключение

Кабель АПвКаПг 1х жильный на 10 кВ является современным, технологичным и надежным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и алюминиевой гофрированной брони, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30 лет) в широком диапазоне условий эксплуатации. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и качественный монтаж с применением соответствующих аксессуаров являются залогом бесперебойной работы кабельной линии на протяжении всего жизненного цикла. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 6-10 кВ данный тип кабеля заслуженно считается одним из основных.