Кабель АПвКаПг 3х50

Кабель АПвКаПг 3х50: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКаПг 3х50 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, экраном из алюмополимерной ленты, медными жилами экрана и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля «3х50» означает наличие трех основных токопроводящих жил сечением 50 мм² каждая.

Расшифровка маркировки АПвКаПг

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Ка – обозначение экрана в виде комбинированной ленты (алюмополимерная + медные ленты или проволоки). Буква «К» указывает на экран поверх каждой жилы, «а» – на материал (алюмополимерная лента).
• Пг – индекс, указывающий на пониженную горючесть оболочки. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
• 3х50 – три основные токопроводящие жилы номинальным сечением 50 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля АПвКаПг 3х50

Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жилы изготавливаются из алюминия марки не ниже А999 или А999Э по ГОСТ 13843. Для сечения 50 мм² жила, как правило, является многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для удобства монтажа и укладки. Скрутка проволок выполняется концентрическими слоями.

2. Изоляция

Каждая жила изолируется слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что кардинально улучшает термомеханические свойства изоляции по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения. Для кабеля на 10 кВ, например, минимальная толщина составляет 3,4 мм.

3. Экран на изоляции жилы

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение возникновения частичных разрядов.

4. Поясная изоляция

Изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Поверх скрутки накладывается поясная изоляция, обычно из электропроводящей ленты, которая служит для сохранения круглой формы кабеля.

5. Общий экран (Экран кабеля)

Это ключевой элемент конструкции кабеля АПвКаПг. Он состоит из двух компонентов:

• Алюмополимерная лента (АЛП): комбинированный материал, состоящий из алюминиевой фольги, ламинированной с одной или двух сторон полимерной пленкой. Обеспечивает 100%-ю продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги и служит элементом экрана.
• Медные жилы экрана (дренажные жилы): медные проволоки малого сечения или ленты, расположенные поверх алюмополимерной ленты или под ней. Их функция – отведение токов короткого замыкания и обеспечение низкого сопротивления экрана.

Комбинация «Ка» обеспечивает как герметизацию, так и требуемое электрическое экранирование.

6. Оболочка

Наружная оболочка изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ-пластикат Пг). Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки рассчитывается исходя из диаметра кабеля под ней и обеспечивает механическую и химическую защиту.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для Uн = 10 кВ)

• Номинальное напряжение, Uн/U (Uмах): 6/10 (12) кВ, 10/15 (17.5) кВ, 20/35 (40.5) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C (в длительном режиме).
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (максимальная продолжительность КЗ – 5 секунд).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля.
• Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость: примерно 0.3-0.4 мкФ/км (зависит от конструкции).
• Индуктивное сопротивление: примерно 0.1 Ом/км.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКаПг 3х50 (прокладка в земле, температура грунта +15°С, глубина прокладки 0.7 м)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А (при +90°C на жиле)	Ток односекундного КЗ, кА
В траншее (1 кабель, теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт)	175	~8.5 (для жилы сечением 50 мм²)
В воздухе (кабель на открытом воздухе, температура воздуха +25°C)	190

Таблица 2. Габаритные и весовые параметры (ориентировочные, для Uн=10 кВ)

Параметр	Значение
Наружный диаметр кабеля, мм	45 — 55
Масса 1 км кабеля, кг	2500 — 3200
Строительная длина, мин., м	200 — 250

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвКаПг 3х50 предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-20 кВ: питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: электроснабжение цехов, мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций (ГПП).
• Инфраструктурные объекты: аэропорты, вокзалы, метрополитен, большие торговые центры.
• Объекты генерации: вывод мощности от генераторов, соединения внутри электростанций.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): наиболее распространенный способ. Требует песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой. Герметичность экрана АЛП защищает кабель от влаги и коррозии.
• В кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях. Индекс «Пг» позволяет прокладывать кабель без дополнительных мер по огнезащите при одиночной прокладке.
• В воздухе: по фасадам зданий, на опорах при условии защиты от прямых солнечных лучей (использование кабелей с защитным покровом или в неметаллических трубах).
• В помещениях: в кабельных полуэтажах, технических этажах, подвалах.

Важно: Прокладка в воде или в местах с возможными механическими повреждениями (растяжение, удары) требует применения бронированных модификаций кабеля (например, АПвКаШв или АПвКаБШв).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаПг 3х50

Преимущества:

• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (СБ), что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Отличные диэлектрические свойства: сшитый полиэтилен имеет высокую электрическую прочность и низкие диэлектрические потери.
• Герметичность: алюмополимерный экран обеспечивает абсолютную защиту от продольного распространения влаги, исключая необходимость в металлических оболочках и масляно-пропитанной изоляции.
• Меньший вес и радиус изгиба: по сравнению с кабелями СБ и АСБ аналогичного сечения и напряжения, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Простота монтажа и обслуживания: не требует сложных концевых муфт с системой подпитки маслом, как кабели СБ.
• Пожароопасность: оболочка «Пг» не распространяет горение при одиночной прокладке.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: при дефектах монтажа (например, неровная разделка) в изоляции XLPE могут возникать частичные разряды, ведущие к постепенному старению и пробою. Требует высокой культуры монтажа.
• Чувствительность к механическим повреждениям: отсутствие брони делает кабель уязвимым при прокладке в грунтах с твердыми включениями или при земляных работах.
• Более высокая стоимость: по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие и средние напряжения, но эксплуатационные преимущества часто нивелируют разницу.
• Старение под УФ-излучением: при открытой прокладке без защиты срок службы ПВХ-оболочки сокращается.

Сравнение с аналогами

• АПвКаПг vs ААБл (СБ): Кабель ААБл имеет алюминиевые жилы, бумажную пропитанную изоляцию, алюминиевую оболочку, броню. Он тяжелее, имеет меньшую допустимую температуру, требует специальных муфт и строгого соблюдения перепадов уровней при прокладке. АПвКаПг лишен этих недостатков, но менее защищен механически.
• АПвКаПг vs ПвПг: Кабель ПвПг имеет медные жилы. При одинаковом сечении (3х50) медный кабель будет иметь большую токовую нагрузку, меньший вес и диаметр, но существенно более высокую стоимость. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета.
• АПвКаПг vs АПвПу2г: Кабель АПвПу2г имеет усиленную полиэтиленовую оболочку, что позволяет использовать его для прокладки в земле без дополнительной защиты. АПвКаПг с ПВХ-оболочкой в агрессивных грунтах может потребовать прокладки в трубах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие АПвКаПг от АПвПу2г?

Основное отличие – в материале и функции внешней оболочки. У АПвКаПг оболочка из ПВХ пониженной горючести («Пг»), что актуально для прокладки в помещениях и кабельных сооружениях. У АПвПу2г оболочка из полиэтилена («Пу») и защитный покров («2г» – две гофроленты из ПЭТ), что обеспечивает повышенную стойкость к механическим воздействиям и влаге при прокладке непосредственно в земле. АПвПу2г часто является более предпочтительным для подземной трассы без кабельных конструкций.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвКаПг 3х50 в одном лотке с кабелями низкого напряжения (0.4 кВ)?

Да, это допускается при соблюдении требований ПУЭ (Глава 2.1, п. 2.1.16). Однако рекомендуется разделять кабели разных напряжений перегородками или выдерживать расстояние между группами не менее 100 мм. Совместная прокладка должна быть отражена в проектной документации с учетом теплового воздействия кабелей друг на друга.

3. Как правильно выбрать сечение 50 мм²? Достаточно ли его для мощности 2 МВА?

Сечение 50 мм² на напряжение 10 кВ при прокладке в земле допускает длительный ток около 175 А. Полная мощность при трехфазной нагрузке рассчитывается как S = √3 U I. Для 10 кВ и 175 А это примерно 3 МВА. Таким образом, для мощности 2 МВА кабеля 3х50 достаточно с запасом. Окончательный выбор сечения всегда должен производиться по расчетному току с учетом условий прокладки, количества кабелей в траншее, температуры окружающей среды и экономической плотности тока.

4. Нужно ли заземлять экран кабеля АПвКаПг? И если да, то с двух сторон?

Да, экран (совокупность алюмополимерной ленты и медных дренажных жил) в обязательном порядке подлежит заземлению. Это требуется для безопасности (снятие напряжения с экрана) и для обеспечения нормального режима работы сети. Согласно ПУЭ и типовым инструкциям, заземление экрана рекомендуется выполнять с двух сторон для кабелей среднего напряжения. Это позволяет исключить наведение напряжения на незаземленном конце экрана и снижает потери. В конкретных проектных решениях (например, для очень длинных линий) может применяться одностороннее заземление или пересечение экранов, но это исключение, требующее специального обоснования.

5. Какие муфты необходимо использовать для монтажа кабеля АПвКаПг 3х50?

Для данного кабеля применяются стопорные и соединительные муфты холодной усадки или термоусаживаемые, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и экраном из алюмополимерной ленты. Муфты должны обеспечивать:

• Надежную электрическую изоляцию и выравнивание поля.
• Герметичный переход с основной оболочки кабеля на корпус муфты.
• Восстановление электрической целостности экрана (посредством специальных контактов для алюмополимерной ленты и медных жил).
• Защиту от влаги и коррозии.

Примеры типов муфт: 3M, Raychem, Nexans, отечественные производители по ТУ 3500-001-… Выбор между холодной и термоусадкой зависит от условий монтажа и предпочтений монтажной организации.

6. Какой срок службы у кабеля АПвКаПг?

Номинальный срок службы кабеля АПвКаПг, заявленный производителями и нормируемый стандартами (ГОСТ 31565-2012), составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа (качественной установке муфт и концевых заделок), отсутствии перегрузок и механических повреждений, а также при работе в нормальных климатических условиях.