Кабель АПвБПг 10 кВ 240 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвБПг 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется для создания и реконструкции кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью.
Расшифровка маркировки АПвБПг
Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ) и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – материал изоляции жилы – полиэтилен вулканизированный (сшитый).
- Б – тип бронепокрова – броня из двух стальных оцинкованных лент.
- Пг – тип защитного шланга (оболочки) – полимерный герметизированный (в данном контексте – из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести, не распространяющего горение).
- 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
- 240 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Защита от электромагнитных помех.
- Создание симметричного электрического поля вокруг каждой жилы.
- Обеспечение пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
- Продольных растягивающих усилий.
- Сдавливающих нагрузок.
- Повреждений грызунами.
- Механических воздействий при прокладке в траншеях.
- в продолжительном режиме
- при коротком замыкании (длительность до 4 сек)
- в режиме перегрузки
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ применения. Броня надежно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Обязательно использование сигнальной ленты, а в зонах с повышенной активностью – защитных плит.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, галереи. В помещениях и тоннелях необходимо учитывать показатель распространения горения (категорию пожароопасности) – кабель с индексом «нг(А)-HF» не распространяет горение и имеет пониженное газо- и дымовыделение.
- Прокладка в блоках и трубах: Допускается, но с учетом снижения токовой нагрузки из-за ухудшения условий охлаждения.
- Прокладка по воздуху: На опорах, по стенам зданий, при условии защиты от прямых солнечных лучей (УФ-излучения) если оболочка из полиэтилена, либо при использовании кабеля с УФ-стабилизированной оболочкой.
- Преимущества:
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
- Отсутствие риска стекания пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Проще и экологичнее монтаж (не требуется герметизация концов, спецпропитка).
- Большая строительная длина.
- Недостатки:
- Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (требует аккуратной прокладки).
- Более высокая стоимость на единицу длины (хотя может быть экономически выгоднее с учетом совокупной стоимости влажения).
- Преимущества АПвБПг: Значительно более низкая стоимость за счет использования алюминиевой жилы.
- Недостатки АПвБПг: Больший диаметр при одинаковом сечении (алюминий имеет меньшую проводимость), меньшая стойкость к коррозии на изломе, меньшая гибкость и механическая прочность жилы.
- Раскатка: Должна производиться с помощью кабельных роликов, не допуская рывков, перекручивания и механических повреждений оболочки. Минимальный радиус изгиба – не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
- Подогрев: При температуре ниже -15°C требуется предварительный подогрев кабеля в барабане в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов подогрева.
- Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев в строгом соответствии с инструкцией производителя муфт. Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
- Заземление: Медные экраны и бронепокров должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы защит.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям постоянным напряжением 36 кВ в течение 15 минут.
- нг(А) – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткие условия).
- HF – с пониженным газо- и дымовыделением при горении и тлении (Halogen Free, безгалогенный). Такие кабели применяются в помещениях с массовым пребыванием людей, метро, высотных зданиях.
Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных лент и наружной оболочкой из полимерного материала.
Конструкция кабеля АПвБПг 10 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной (для многожильных кабелей) формы, что обеспечивает компактность и снижает общий диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (мн) согласно стандартам. Для 240 мм² чаще применяется многопроволочная конструкция, повышающая гибкость.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/диэлектрик, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий электрическую прочность кабеля. Толщина изоляции нормирована стандартом. Для кабеля на 10 кВ она составляет 3,4 мм (по ГОСТ 15150 для кабелей на U0/U = 6/10 кВ). СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной теплостойкостью (допускает нагрев жилы до +90°C в продолжительном режиме) и стойкостью к тепловому старению.
4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)
Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он в сочетании с экраном по жиле создает идеально круглое, радиальное электрическое поле внутри изоляции, исключая искажения.
5. Поясная изоляция
В трехжильных кабелях поверх экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов, обеспечивающая механическую связку и дополнительную защиту.
6. Медные экраны
Каждая жила экранирована медной лентой или оплеткой (в зависимости от конструкции). Основные функции экранов:
Сечение медного экрана нормируется. Для кабелей на 10 кВ часто применяются экраны из медных лент или проволок сечением не менее 16-25 мм².
7. Заполнитель
Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ-пластикатом или резиной) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
8. Разделительный слой (подброневой покров)
Поверх скрученных жил и заполнителя накладывается поясная изоляция (если не была наложена ранее) и слой из полимерной пленки или крепированной бумаги. Его задача – защита внутренних элементов от повреждения стальной броней и обеспечение легкого снятия бронепокрова при монтаже.
9. Бронепокров
Выполнен из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором (внахлест). Толщина лент регламентирована. Броня обеспечивает механическую защиту от:
10. Наружная оболочка
Изготавливается из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) или поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (чаще всего, что соответствует «Пг» – «герметизированный»). Оболочка защищает броню от коррозии, воздействия влаги, агрессивных сред (почв, химикатов) и обеспечивает дополнительную механическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические характеристики
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 22 |
| Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ (продолжительность 15 мин.) | 36 |
| Допустимая температура жилы: | +90°C +250°C +130°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 |
Механические и геометрические характеристики (ориентировочные)
| Параметр | Значение для 3х240 мм² | Примечание |
|---|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | 60 — 70 | Зависит от конкретного производителя и толщины оболочки |
| Масса 1 км кабеля, кг | 5500 — 7000 | Зависит от конструкции (толщины брони, оболочки) |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15-20 наружных диаметров | Обычно не менее 900-1200 мм |
| Строительная длина, м | Не менее 150-200 | По согласованию может быть меньше |
Токовые нагрузки (ориентировочно, для одной кабельной линии)
Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки. Приведены данные для кабеля 3х240 мм², проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт.
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|
| В земле (в траншее), один кабель | 390 — 420 А |
| В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном сооружении) | 430 — 460 А |
| В трубе (в земле) | 350 — 380 А |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны приниматься по актуализированным таблицам ПУЭ (Глава 1.3) или расчетным путем с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, количество работающих кабелей вплотную, тепловое сопротивление грунта и т.д.).
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвБПг 10 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.
Запрещается прокладка в взрывоопасных зонах без дополнительных мер защиты, а также использование для подвижного подключения.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
По сравнению с кабелем АСБ (с бумажной изоляцией):
По сравнению с кабелем ПвБШв (с медной жилой):
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвБПг от АПвБбШп?
Основное отличие в материале наружной оболочки. «Пг» – полимерный герметизированный (чаще ПВХ), «Шп» – шланг защитный из полиэтилена. Кабель с индексом «Шп» (например, АПвБбШп) имеет оболочку из полиэтилена, который более стоек к влаге и агрессивным средам, но менее стоек к распространению горения и УФ-излучению. «Пг» (ПВХ) обладает лучшими противопожарными характеристиками (не распространяет горение), но может быть менее стойким к некоторым химикатам.
Можно ли прокладывать кабель АПвБПг в воде?
Нет, напрямую в воде прокладывать нельзя. Конструкция кабеля АПвБПг не является герметизированной по продольной оси. Для прокладки в водоемах, по дну рек и т.д. применяются специальные кабели с гидрофобными заполнителями и свинцовой или алюминиевой герметизирующей оболочкой (например, АПвПуг).
Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 10 кВ 240 мм²?
Согласно ГОСТ Р 53769-2010 (на кабели на напряжение 10 кВ и выше), сечение экрана (проводящего слоя) должно быть не менее 16 мм² для кабелей на 6/10 кВ. На практике для кабеля 3х240 мм² часто применяют экраны сечением 25 мм² для обеспечения достаточной стойкости к токам короткого замыкания. Точное значение указывается в технических условиях производителя.
Какой срок службы у кабеля АПвБПг?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, режимов нагрузки (перегрузок), качества монтажа и соблюдения правил эксплуатации.
Что означает «АПвБПг нг(А)-HF» в маркировке?
Это расширенная маркировка по пожарной безопасности:
Как выбрать между АПвБПг и АПвПуГ?
Кабель АПвПуГ имеет повивную броню из стальных оцинкованных проволок (индекс «Пу») и герметизированную оболочку («Г»). Он предназначен для прокладки в грунтах с повышенной растягивающей нагрузкой (например, на склонах, в болотистой местности с подвижками грунта), а также в условиях, где возможны смещения. АПвБПг с ленточной броней («Б») предназначен для обычных условий, где основная нагрузка – сдавливающая.
Требуется ли для кабеля АПвБПг 10 кВ 240 мм² дублирование питания?
Необходимость дублирования (прокладки второй кабельной линии) определяется не типом кабеля, а категорией надежности потребителя согласно ПУЭ (Глава 1.2). Для потребителей I категории (особой группы) требуется два независимых источника питания, что на практике часто означает две независимые кабельные линии. Для кабеля 240 мм² это решение принимается на стадии проектирования энергоснабжения объекта.