Кабель АПвБбШпз 3-х жильный 3 кВ
Кабель АПвБбШпз 3-х жильный на напряжение 3 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвБбШпз 3х… 3 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 3 кВ частотой 50 Гц. Конструкция и материалы кабеля оптимизированы для надежной работы в распределительных сетях, на промышленных предприятиях, в условиях агрессивных сред и при риске механических повреждений. Расшифровка маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтина, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, б – без подушки под броней (лангедная конструкция), Шп – защитный шланг из полиэтина, з – заполнение межжильного пространства гидрофобным материалом.
Конструктивные элементы кабеля АПвБбШпз 3 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и безопасность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Для кабеля на 3 кВ жилы выполняются секторной или сегментной формы для компактности общего сечения. Номинальные сечения жил стандартизированы: от 50 до 240 мм² для 3-жильной конструкции. Жила может быть однопроволочной (сечения до 185 мм²) или многопроволочной (все сечения, но для больших – обязательно).
2. Фазная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтина (СПЭ) методом пероксидной или силановой сшивки. Толщина изоляции нормирована стандартами. Для напряжения 3 кВ типичная толщина составляет 2.0 – 2.5 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению, отличными диэлектрическими характеристиками и допускает длительную рабочую температуру жилы до +90°C.
3. Заполнение
Межжильное пространство и промежутки под оболочкой заполняются гидрофобным компаундом или экструдированным заполнителем на основе полиэтилена с добавлением гидрофобных порошков. Это исключает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения наружного шланга и брони.
4. Поясная изоляция
Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из электроизоляционной пленки или экструзионного слоя. Она служит для фиксации конструкции и дополнительного выравнивания электрического поля.
5. Броня
Выполняется из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина лент регламентируется в зависимости от сечения кабеля. Конструкция «б» (без подушки) предполагает наложение брони непосредственно на поясную изоляцию поверх заполнения, что увеличивает стойкость к сдавливанию, но требует осторожности при монтаже на изгибах.
6. Защитный шланг (оболочка)
Наружный шланг из полиэтина (Шп) накладывается поверх брони методом экструзии. Он защищает стальные ленты от коррозии, обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), а также к ударным и абразивным воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Параметры кабеля регламентируются ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение до 30 кВ) и ТУ производителей.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 1,8/3 (3,6) кВ |
| Класс напряжения | Среднее напряжение (распределительные сети) |
| Частота | 50 Гц |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (допустимое время до 5 с) | +250°C |
| Максимальная температура при перегрузке | +130°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа | 6 кВ в течение 10 минут |
| Стойкость к переменному току КЗ (1 с) | Определяется сечением жилы, значения приведены в ГОСТ Р 53769-2010 |
| Параметр | Примерное значение |
|---|---|
| Наружный диаметр | около 42-45 мм |
| Масса 1 км кабеля | около 4500-4800 кг |
| Максимальная допустимая тяговое усилие при прокладке | Определяется сечением, для 120 мм² ~ 15-20 кН |
Области применения и условия эксплуатации
Кабель АПвБбШпз 3 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
- Распределительные сети 6(10)/0,4 кВ в качестве питающего кабеля от КТП до РУ-0,4 кВ.
- Питание мощного оборудования на промышленных предприятиях (насосы, вентиляторы, компрессоры).
- Прокладка в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии низкой коррозионной активности грунтов и отсутствия блуждающих токов. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений при раскопках, но не является антикоррозионной защитой – эту функцию выполняет полиэтиленовый шланг.
- Прокладка в условиях повышенной влажности, в агрессивных средах (химическая промышленность, береговые объекты).
- Преимущества АПвБбШпз: Меньший вес и радиус изгиба; более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C); отсутствие риска стекания пропиточного состава; большая стойкость к динамическим нагрузкам; простота монтажа и обслуживания; экологическая безопасность.
- Недостатки АПвБбШпз: Более высокая чувствительность к точечным повреждениям изоляции при монтаже; необходимость использования специальных инструментов и муфт для монтажа; потенциальный риск дендритного роста (трекинга) в условиях сильного загрязнения и увлажнения без специальных мер (использование кабеля с индексом «п» — с водоблокирующими лентами).
- Прокладка должна осуществляться при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева.
- Необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба (15D).
- При прокладке в траншее требуется песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
- Броня кабеля в обязательном порядке должна быть заземлена с двух сторон.
- Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ на соответствующее напряжение. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции, экранирование с помощью полупроводящих и изолирующих лент, установку гильз и корпусов муфт, заполнение герметиком.
Важные ограничения: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также по воздуху (воздушные линии) без дополнительных мер по креплению и защите от УФ-излучения, хотя полиэтилен обладает некоторой стойкостью к нему. Не рекомендуется для объектов с высоким уровнем вибраций (мосты, виброплощадки) без специальных креплений.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АВБбШв (бумажная изоляция, свинцовая оболочка):
Сравнение с кабелем ПвБбШп (медная жила): Кабель с медной жилой имеет меньшее удельное электрическое сопротивление, следовательно, при равном сечении обладает большей пропускной способностью по току и меньшими потерями. Однако, алюминиевый кабель АПвБбШпз значительно дешевле и легче, что делает его предпочтительным для проектов с ограниченным бюджетом и где не требуются экстремальные токовые нагрузки.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвБбШпз требует соблюдения ряда правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: В чем ключевое отличие АПвБбШпз от АПвБбШв?
Ответ: Буква «з» в маркировке АПвБбШпз указывает на наличие заполнения межжильного пространства гидрофобным материалом. В марке АПвБбШв такого заполнения нет. Заполнение «з» препятствует продольному распространению влаги внутри кабеля, что повышает его надежность при повреждении наружной оболочки.
Вопрос: Можно ли прокладывать кабель АПвБбШпз 3 кВ в земле?
Ответ: Да, это одна из основных областей его применения. Броня из стальных лент защищает от механических повреждений, а полиэтиленовый шланг (Шп) обеспечивает стойкость к влаге и агрессивным грунтам. Однако при высоком уровне грунтовых вод или в болотистой местности рекомендуется дополнительная защита (прокладка в трубах).
Вопрос: Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБбШпз 3 кВ?
Ответ: Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества кабелей в траншее и поправочных коэффициентов. Также обязателен проверочный расчет на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Исходные данные приведены в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.
Вопрос: Требуется ли дополнительная защита брони от коррозии?
Ответ: В стандартном исполнении кабеля АПвБбШпз броня уже защищена от коррозии полиэтиленовым шлангом (Шп). Однако при повреждении этого шланга в процессе монтажа или эксплуатации оцинкованные стальные ленты могут корродировать. Места повреждения необходимо герметизировать.
Вопрос: Каков срок службы кабеля АПвБбШпз?
Ответ: Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, режимов нагрузки (перегрузки), качества монтажа и соблюдения правил технической эксплуатации.
Вопрос: Можно ли использовать этот кабель для прокладки по фасадам зданий?
Ответ: Технически возможно, но не является оптимальным решением. Полиэтиленовый шланг имеет ограниченную стойкость к длительному воздействию ультрафиолетового излучения. Для открытой прокладки на солнце предпочтительнее кабели с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (обычно обозначаются индексом «с», например, АПвБбШпс) или из поливинилхлорида (ПвБбШв).
Заключение
Кабель АПвБбШпз 3х… 3 кВ является современным, надежным и экономически эффективным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих механической защиты и стойкости к внешним воздействиям. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, стальной ленточной брони и полиэтиленового защитного шланга с заполнением, обеспечивает длительный срок службы при эксплуатации в земле, кабельных каналах и агрессивных средах. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж с использованием соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.