Кабель АПвБбШпз на номинальное напряжение 3 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными лентами, с защитным покровом в виде шланга из полиэтилена и заполнением промежутков между жилой и изоляцией. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 3 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий, включая агрессивные среды и участки с механическими воздействиями.
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА по ГОСТ 22483), что обеспечивает легкость и экономичность по сравнению с медными аналогами. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального использования пространства внутри кабеля и уменьшения его общего диаметра. Жила может быть как однопроволочной (монолитной) для небольших сечений, так и многопроволочной.
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических зазоров между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения и пробоя изоляции.
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) методом экструзии. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термомеханические свойства. Изоляция СПЭ для кабеля на 3 кВ имеет нормированную толщину, обеспечивающую электрическую прочность. Преимущества СПЭ перед бумажно-пропитанной изоляцией: высокая допустимая температура эксплуатации (до 90°C в длительном режиме), стойкость к влаге, малый вес, высокая стойкость к тепловым перегрузкам и токам КЗ.
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ. Он выполняет ту же функцию выравнивания электрического поля, но со стороны изоляции. Вместе с экраном на жиле он формирует цилиндрическое концентрическое электрическое поле внутри однородной изоляции, что является идеальным условием для работы кабеля на высокое напряжение.
В одножильных кабелях, в отличие от многожильных, поясная изоляция как отдельный слой часто отсутствует, так как нет необходимости скручивать несколько изолированных жил. Функции разделительного слоя между экраном и металлической оболочкой/броней может выполнять следующий слой.
Поверх экрана на изоляции накладывается экран в виде медных лент или оплетки из медных проволок. В кабелях на напряжение 3 кВ и выше это обязательный элемент. Его функции:
Для одножильных кабелей сечением 50 мм² и более сечение этого экрана нормируется. Например, для жил 50-120 мм² сечение экрана должно быть не менее 16 мм², для 150-300 мм² – не менее 25 мм² (согласно типовым ТУ).
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает нижележащие слои, в первую очередь медный экран, от механических повреждений и воздействия влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Выполнен из двух стальных оцинкованных лент (обозначение «Бб»), наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Толщина лент нормируется в зависимости от диаметра кабеля под броней. Основная функция – защита кабеля от механических воздействий (сдавливания, ударов, растяжения), а также от грызунов.
Внешний слой в виде выпрессованного шланга из полиэтилена (обозначение «Шп»). Полиэтилен низкого давления (ПНД) обладает высокой стойкостью к истиранию, агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам, солям, нефтепродуктам), а также к солнечному излучению. Это делает кабель АПвБбШпз пригодным для прокладки в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью), в коллекторах, тоннелях, по мостам и в других условиях с повышенными требованиями к коррозионной стойкости внешней оболочки.
Приведены ориентировочные значения для прокладки в траншее (глубина 0.7-1.0 м) при температуре земли +15°C, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт. Для других условий вводятся поправочные коэффициенты.
| Сечение жилы, мм² | Наружный диаметр кабеля, мм (приблиз.) | Масса 1 км, кг (приблиз.) | Длительно допустимый ток, А (однокабельная прокладка) |
|---|---|---|---|
| 50 | 27-30 | 1400-1600 | 190-205 |
| 70 | 30-33 | 1750-1950 | 235-250 |
| 95 | 33-36 | 2150-2400 | 285-305 |
| 120 | 36-39 | 2500-2800 | 330-350 |
| 150 | 39-42 | 3000-3300 | 375-400 |
| 185 | 42-46 | 3600-4000 | 430-455 | 240 | 47-51 | 4500-5000 | 505-535 |
| Условие | Коэффициент | Примечание |
|---|---|---|
| Температура воздуха/грунта отличная от +15°C | Kt | Определяется по таблицам ПУЭ. Например, при +25°C в земле Kt ≈ 0.93. |
| Прокладка нескольких кабелей в одной траншее | Kn | Зависит от количества и расстояния между кабелями. При расстоянии 100 мм между кабелями для 2-х кабелей Kn ≈ 0.9. |
| Удельное тепловое сопротивление грунта отличное от 1.0 К·м/Вт | Kgr | Для сухого песка (3.0 К·м/Вт) Kgr может быть 0.75-0.8. |
Кабель АПвБбШпз 1х 3 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Важное замечание по прокладке одножильных кабелей: При прокладке кабелей на переменном токе в стальной броне или металлических трубах возникают значительные потери на вихревые токи из-за возникновения магнитного поля вокруг одиночной жилы. Для уменьшения этих поток необходимо соблюдать одно из условий:
При несоблюдении этих мер броня будет перегреваться, что приведет к снижению пропускной способности кабеля и сокращению срока его службы.
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Ответ: Отличие в материале наружного защитного шланга. У АПвБбШп – шланг из полиэтилена (ПЭ), у АПвБбШв – шланг (оболочка) из поливинилхлорида (ПВХ). Полиэтилен обладает более высокой стойкостью к химической коррозии, истиранию и влагопоглощению, что делает кабель с индексом «Шп» предпочтительным для прокладки в агрессивных грунтах и воде. Кабель с индексом «Шв» более распространен для обычных грунтов без повышенной агрессивности.
Ответ: Да, можно и нужно для трехфазной системы. Однако их необходимо прокладывать вплотную друг к другу, образуя треугольник. При этом на длине трассы (примерно через каждые 15-20 метров) рекомендуется выполнять перекладку (транспозицию) кабелей, меняя их взаимное положение по схеме «1-2-3» -> «2-3-1» -> «3-1-2». Это позволяет выровнять индуктивные сопротивления фаз и снизить потери в броне. Прокладка в одной плоскости (рядом) недопустима для больших токов из-за несимметрии магнитных полей.
Ответ: Согласно ПУЭ, броня и металлические экраны силовых кабелей на напряжение выше 1 кВ должны быть заземлены с обеих сторон. Это необходимо для безопасности (снятие напряжения с брони при пробое) и для обеспечения нормального протекания токов короткого замыкания. На практике, медный экран (оплетка) и стальные бронеленты часто соединяются между собой и подключаются к контуру заземления через специальные заземляющие проводники в концевых и соединительных муфтах. В одножильных кабелях особенно важно заземлять экраны для предотвращения наведения на них высокого потенциала.
Ответ: Номинальный срок службы кабеля АПвБбШпз, установленный производителем, составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок и температурных режимов, отсутствия частых перегрузок и токов КЗ, качества монтажа муфт, коррозионной стойкости брони и шланга в конкретном грунте. Наиболее уязвимыми местами являются кабельные муфты и участки с механическими повреждениями оболочки.
Ответ: Для одножильного кабеля индекс «з» (заполнение) не несет конструктивной нагрузки, так как заполнять в сердечнике нечего – там только одна жила. Однако в типовых технических условиях (ТУ) и ГОСТ маркировка для всего типа кабелей (и одножильных, и многожильных) часто унифицирована. Поэтому на одножильном кабеле может быть нанесена полная маркировка АПвБбШпз. Это не ошибка, а следствие унификации обозначений. В спецификациях иногда пишут «АПвБбШп(з)», указывая на необязательность индекса для одножильного исполнения.
Ответ: Прямым аналогом с медной жилой является кабель ПвБбШпз (ранее иногда обозначался как ПвБбШв). Буква «А» в начале маркировки отсутствует, что по ГОСТ указывает на медную жилу. Все остальные элементы конструкции (изоляция СПЭ, броня, шланг) идентичны. Медный аналог имеет примерно на 20-30% большую пропускную способность при том же сечении, но существенно дороже и тяжелее.
Кабель АПвБбШпз 1-х жильный на 3 кВ представляет собой современное, надежное решение для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих механической защиты и высокой коррозионной стойкости. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивает высокие электрические и термические характеристики. Ключевым аспектом при проектировании и монтаже линий на основе одножильных кабелей данного типа является правильный учет электромагнитных потерь и выполнение мер по их снижению (транспозиция, использование немагнитной брони). Грамотный выбор сечения, соблюдение условий прокладки и правил монтажа муфт гарантируют долговечную и бесперебойную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы.