Кабель АПвБШп 3х120: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвБШп 3х120 – это силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), броней из стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из полиэтилена. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена; 3х120 – три основные жилы сечением 120 мм² каждая.

Конструкция кабеля АПвБШп 3х120

Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Каждый слой выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Жила алюминиевая, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, многопроволочная (скрученная из отдельных проволок), что обеспечивает необходимую гибкость. Материал – алюминиевый сплав марки АВЕ или аналоги, обладающий высокой электропроводностью.
• Экран по жиле: Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (СПЭ). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, сохраняет их в широком диапазоне температур (от -50°С до +90°С при длительной эксплуатации). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм).
• Экран по изоляции: Состоит из двух элементов. Первый – полупроводящий сшитый полиэтилен, наложенный непосредственно на изоляцию. Второй – медные проволоки, наложенные поверх полупроводящего слоя. Медные проволоки (или иногда лента) служат для отвода емкостных токов и в качестве элемента системы защиты, обеспечивая путь для тока короткого замыкания. Сечение медного экрана нормируется.
• Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться обмотка из полупроводящей или крепированной бумаги, лавсановой ленты для стабилизации конструкции.
• Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Основное назначение – защита от механических повреждений (ударов, сдавливания, растягивающих усилий при протяжке), а также от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.
• Защитный шланг (внешняя оболочка): Выполнен из полиэтилена (обозначение «Шп»). Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), нефтепродуктам и ультрафиолетовому излучению. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля АПвБШп 3х120 регламентируются ГОСТ 18410-73 (на кабели в пластмассовой изоляции) и ТУ 16.К71-335-2004 (и аналогичными). Ниже приведены ключевые данные.

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/15; 12/20
Количество и сечение основных жил	3 х 120 мм²
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°С
Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 4 сек)	+250°С
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-15°С
Радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (может оговариваться с заказчиком)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 4500-4800 кг (зависит от толщины изоляции и брони)
Наружный диаметр	Приблизительно 55-60 мм (зависит от производителя и напряжения)

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп)

Токовые нагрузки зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные значения для кабеля на напряжение 10 кВ.

Условия прокладки	Допустимый длительный ток, А	Примечания
В земле (траншее)	300-320	Глубина заложения 0,7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,2 К·м/Вт, температура грунта +15°С
В воздухе	280-300	Температура воздуха +25°С, свободное проветривание
В кабельном канале (блоке, туннеле)	250-270	С учетом взаимного нагрева нескольких кабелей

Важно: Точные значения I_доп должны определяться по актуальным ПУЭ (Глава 1.3) или методом теплового расчета для конкретных условий проекта.

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвБШп 3х120 применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям.

• Прокладка в земле (траншеях): Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от коррозии, блуждающих токов, агрессивных грунтов и механических нагрузок от давления грунта. Рекомендуется укладка на песчаную подушку и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Кабель устойчив к влажности и возможным протечкам.
• Прокладка по мостам и эстакадам: Броня воспринимает вибрационные нагрузки.
• Промышленные предприятия: В цехах с наличием химически агрессивных сред, а также на территориях, где существует риск механических повреждений.
• Взрыво- и пожароопасные зоны (с оговорками): Полиэтиленовая оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке. Для групповой прокладки требуется проверка или применение кабеля с индексом «нг(А)-HF», обладающего пониженной горючестью и низким дымо- газовыделением.

Особенности монтажа: При прокладке необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обоих концов для безопасности. Для оконцевания используются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые), рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и имеющие элементы для подсоединения медного экрана.

Сравнение с аналогами и выбор

АПвБШп часто сравнивают с другими марками кабелей на среднее напряжение.

• АПвБШп vs АПвПг: Кабель АПвПг имеет броню из круглых оцинкованных стальных проволок («Г» — гибкая броня). Он лучше приспособлен для прокладки в условиях, где возможны значительные растягивающие нагрузки (вертикальные шахты, участки с большим перепадом высот), но, как правило, дороже и имеет больший диаметр.
• АПвБШп vs ААБл: Кабель ААБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по разности уровней) и постепенно вытесняется более технологичными кабелями с СПЭ-изоляцией, которые не имеют ограничений по трассе и проще в монтаже.
• АПвБШп vs ПвБШп: Кабель ПвБШп имеет медные токопроводящие жилы. Он применяется при необходимости更高的 токовой нагрузки при том же сечении или уменьшения сечения жилы при равном токе. Медный кабель значительно дороже, тяжелее, но обладает меньшим электрическим сопротивлением.

Выбор в пользу АПвБШп 3х120 обоснован при необходимости экономичного решения для сетей 6-20 кВ с алюминиевыми жилами, где требуются высокая надежность изоляции (СПЭ) и механическая защита (броня) в условиях возможного внешнего воздействия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-масляной?

СПЭ-изоляция не содержит жидкого диэлектрика, что исключает риск утечки масла и накладывает меньше ограничений на трассу прокладки (нет ограничений по разности уровней). Она обладает более высокой допустимой температурой эксплуатации (+90°С против +70°С для бумажной), что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению. Монтаж и соединение кабелей с СПЭ проще и быстрее.

2. Обязательно ли заземлять броню и экран кабеля АПвБШп?

Да, это требование ПУЭ и условие безопасности. Заземление брони защищает персонал от поражения током в случае ее случайного контакта под напряжением. Заземление медного экрана по изоляции необходимо для отвода емкостных токов и обеспечения срабатывания релейной защиты при пробое изоляции (ток короткого замыкания пойдет по экрану). Обычно экран и броня соединяются и заземляются с обоих концов кабельной линии.

3. Можно ли проложить кабель АПвБШп 3х120 в помещении?

Да, можно. Однако при групповой прокладке в кабельных сооружениях (лотках, эстакадах) внутри зданий необходимо учитывать показатели пожарной опасности. Стандартный полиэтиленовый шланг (Шп) распространяет горение при групповой прокладке. Для таких случаев следует выбирать модификацию кабеля с индексом «нг(А)-HF», например, АПвБШпнг(А)-HF, которая имеет оболочку из полимерной композиции, не распространяющей горение, с низким дымо- и газовыделением.

4. Как определяется необходимое сечение жилы 120 мм²?

Сечение выбирается на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (нагрев), экономическая плотность тока, потеря напряжения до конечного потребителя, термическая стойкость к токам короткого замыкания. Для магистральных линий 6-10 кВ сечение 120 мм² является распространенным и балансирует между пропускной способностью (~300 А) и стоимостью.

5. В чем разница между кабелями на 6/10 кВ и 8,7/15 кВ?

Цифры обозначают номинальное напряжение: U₀/U, где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение. Кабель, рассчитанный на 8,7/15 кВ, имеет более толстый слой изоляции (например, 4,0-4,5 мм против 3,4 мм для 6/10 кВ). Использование кабеля на более высокое номинальное напряжение в сети с меньшим напряжением повышает запас прочности и надежности, но увеличивает стоимость. Выбор должен соответствовать классу напряжения сети.

6. Как маркируются концы кабеля АПвБШп?

Жилы кабеля имеют стандартную цветовую маркировку посредством цифровых меток или цветных полос на изоляции: фаза A, B, C. На внешней оболочке через заданные интервалы наносится несмываемая маркировка с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска, имени производителя и длины в метрах.