Кабель АПвКбШв 185 мм

Кабель АПвКбШв 185 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвКбШв 185 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из медной проволоки и броней из стальных оцинкованных лент, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конкретное номинальное напряжение указывается в маркировке кабеля (например, АПвКбШв-10 1х185).

Расшифровка маркировки АПвКбШв 185

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, указывающий на тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
• К – тип экрана: экран из круглых медных проволок поверх изолированных жил.
• б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шв – тип защитного покрова (шланга): шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката, выпрессованный поверх брони.
• 185 – номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля АПвКбШв 1х185

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность изделия.

• 1. Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная или многопроволочная (в зависимости от стандарта и гибкости), сечением 185 мм². Класс жилы (1 или 2) определяет ее гибкость.
• 2. Экранирование жилы (поясной экран): Полупроводящий экран, наложенный экструзией поверх изолированной жилы. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• 3. Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
• 4. Поясная изоляция (экран): Медные проволоки, наложенные поверх изолированных жил. Обеспечивает симметрию электрического поля, является элементом системы защиты, а также может использоваться в качестве проводника для токов утечки или замыкания на землю.
• 5. Разделительный слой: Битумизированная лента или полимерная пленка, наложенная поверх экрана. Защищает нижележащие слои от коррозии и механических повреждений со стороны брони.
• 6. Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• 7. Защитный шланг (покров Шв): Оболочка из поливинилхлоридного пластиката, выпрессованная поверх брони. Защищает броню от коррозии, обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для кабеля на 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ; 8,7/10 (12) кВ; 20/35 (40,5) кВ.
• Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность не более 5 сек): +250°C.
• Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с поясной изоляцией и броней.
• Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: не более 0,164 Ом/км.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: Для кабеля на 10 кВ – 30 кВ в течение 10 минут.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКбШв 1х185 (проложенного в земле, при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0,7-1,0 м)

Количество кабелей в траншее	Длительно допустимый ток, А (Iдоп)	Мощность при 10 кВ, кВА*
1	365	~6300
2	320	~5540

*Приблизительное значение, для трехфазной сети. Точный расчет требует учета множества поправочных коэффициентов.

Таблица 2. Поправочные коэффициенты на токовую нагрузку

Условие	Коэффициент	Примечание
Температура грунта +15°C	1.15	Повышает Iдоп
Температура грунта +35°C	0.88	Снижает Iдоп
Прокладка в воздухе (при температуре воздуха +25°C)	~1.05	Зависит от способа прокладки
Прокладка 4-х кабелей в одной траншее	0.8	Снижает Iдоп для каждого

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКбШв 185 мм² применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения (СН) в условиях, требующих повышенной механической защиты. Основные сферы применения:

• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, распределительных устройств, главных понижающих подстанций.
• Городские кабельные сети: Прокладка в земле (в траншеях) и кабельных коллекторах для питания районов и крупных объектов.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, порты.
• Добывающая промышленность: Разрезы, карьеры, шахты (с учетом дополнительных требований).
• Сельское хозяйство: Питание крупных животноводческих и перерабатывающих комплексов.

Способы прокладки:

• Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой, засыпки песком и грунтом. Броня кабеля АПвКбШв надежно защищает его от давления грунта, случайных повреждений при раскопках и грызунов.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В лотках, коробах, тоннелях, эстакадах, галереях. В этом случае важна несущая способность конструкции и соблюдение требований по пожарной безопасности.
• Прокладка в воздухе: По фасадам зданий, между опорами. Требует защиты от прямых солнечных лучей (кабель марки АПвКбШв не распространяет горение, но УФ-стойкость ограничена).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКбШв 185 мм²

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных лент обеспечивает защиту от большинства внешних воздействий.
• Коррозионная стойкость: Оцинкованная броня и шланг Шв защищают от влаги и агрессивных сред.
• Надежная электрическая изоляция: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне, имеет высокую стойкость к тепловым ударам.
• Отсутствие ограничений по трассе прокладки: Благодаря экрану из медных проволок и броне, кабель можно прокладывать в любых участках трассы, включая вертикальные, без риска механического повреждения экрана.
• Экономичность (относительно медных аналогов): Использование алюминия снижает стоимость кабеля при сохранении высоких эксплуатационных характеристик.

Недостатки и ограничения:

• Большой вес и радиус изгиба: Усложняет монтаж, особенно в стесненных условиях.
• Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями без брони (АПвПг) или с алюминиевой броней.
• Необходимость заземления брони с двух сторон: Требует правильного монтажа концевых и соединительных муфт для обеспечения циркуляции токов в броне и ее защиты от коррозии блуждающими токами.
• Чувствительность к динамическим нагрузкам: Броня из лент не предназначена для частых изгибов и перемещений после прокладки.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов для минимизации трения и риска повреждения оболочки.
• Изгиб: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (15D) обязательно. Нарушение ведет к деформации изоляции, экрана и брони, что сокращает срок службы.
• Заземление: Броня и экран из медных проволок должны быть надежно заземлены с обоих концов кабеля. Это необходимо для безопасности персонала и правильной работы релейной защиты.
• Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт должна выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии производителя муфт. Особое внимание уделяется герметизации и восстановлению экрана.
• Испытания после прокладки: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (например, 60 кВ для кабеля 10 кВ в течение 10 минут) для проверки целостности изоляции после монтажа.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКбШв от АПвПг?

Основное отличие – наличие брони. АПвКбШв имеет броню из стальных лент и защитный шланг Шв, что делает его пригодным для прокладки в земле без дополнительных защитных труб. Кабель АПвПг имеет экран в виде медной ленты и защитную оболочку, но не имеет брони, поэтому для прокладки в земле часто требует защиты в виде труб или коробов.

Можно ли использовать кабель АПвКбШв для прокладки в воде?

Нет, напрямую в воде прокладывать его нельзя. Конструкция кабеля (броня и шланг Шв) обеспечивает стойкость к влажному грунту и временному погружению, но не предназначена для длительной эксплуатации под постоянным гидростатическим давлением в водоемах. Для таких целей существуют специальные кабели с герметизированной свинцовой или алюминиевой оболочкой.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для сети 10 кВ?

Для изолированной нейтрали или сети с компенсацией емкостных токов (резонансно-заземленная нейтраль) применяется кабель с U₀/U = 6/10 кВ, так как в аварийном режиме напряжение на здоровых фазах относительно земли не превышает линейного. Для сетей с эффективно заземленной нейтралью (где возможно длительное воздействие напряжения, близкого к фазному) следует выбирать кабель с U₀/U = 8,7/10 кВ.

Требуется ли для кабеля АПвКбШв 185 мм² дополнительная защита при прокладке в траншее от 1 до 5 кабелей?

Согласно ПУЭ, при прокладке в траншее от 1 до 5 кабелей напряжением до 35 кВ включительно, защита кирпичом или плитами поверх кабеля не требуется, если нет риска механических повреждений. Однако на участках, где возможны раскопки, рекомендуется укладка сигнальной ленты или защитных плит на расстоянии 0,25 м от верха кабеля. Броня кабеля АПвКбШв уже является основной механической защитой.

Как рассчитать потери напряжения в линии на данном кабеле?

Для расчета потерь напряжения (ΔU, %) необходимо знать активное (R) и индуктивное (X) сопротивление кабеля на 1 км, длину линии (L, км), ток нагрузки (I, А) и коэффициент мощности (cos φ). Упрощенная формула для трехфазной линии: ΔU% = √3 I L (R cos φ + X sin φ) 100 / U_ном. Для кабеля 185 мм² на 10 кВ удельные параметры R и X берутся из технического каталога производителя.

Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвКбШв?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется совокупностью факторов: стабильностью нагрузки, отсутствием перегрузок, коррозионной активностью грунта, качеством монтажа муфт.

Обязательно ли использовать токоограничивающие муфты при прокладке?

Для одножильных кабелей сечением 185 мм² и выше, особенно при больших токах нагрузки, использование токоограничивающих (перекрестно-соединительных) муфт является рекомендуемой практикой. Они позволяют циркулировать токам в экранах, снижая потери и нагрев, а также уменьшая магнитное поле вокруг кабеля. В ряде случаев, при небольшой длине линии, возможно заземление экранов с двух сторон, но это требует проверки допустимых токов в экране.