Кабель АПвБШп 3х150
Кабель АПвБШп 3х150: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвБШп 3х150 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из полиэтилена. 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. Расшифровка маркировки АПвБШп 3х150 следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена; 3х150 – три основные жилы сечением 150 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвБШп 3х150
Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в различных условиях эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности), многопроволочная (состоит из множества проволок). Класс жилы – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (полупроводящий слой): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Он необходим для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ – 3,0 мм (минимальная), для 35 кВ – 9,0 мм (минимальная). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики (допустимая температура длительной работы +90°C вместо +70°C у ПВХ) и стойкость к деформациям.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Поверх изоляции каждой фазы накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он служит для создания гладкой поверхности и равномерного распределения электрического поля.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с их экранами накладывается общий поясной экран. Он выполняется в виде медных или алюминиевых лент, либо в виде медной проволоки, наложенной поверх полупроводящей ленты. Этот экран заземляется и является элементом, отводящим токи утечки и обеспечивающим безопасность при повреждении.
- Разделительный слой (подброневой): Представляет собой битумный состав или полимерную ленту, наложенную поверх поясной изоляции. Защищает металлические экраны от коррозии и предохраняет внутренние элементы от повреждения стальной броней.
- Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Толщина лент нормируется. Броня обеспечивает механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, грызунов, проколов.
- Защитный шланг (наружная оболочка): Выполнен из полиэтилена (обозначение «Шп»). Обладает высокими диэлектрическими и влагозащитными свойствами, стойкостью к агрессивным средам (кислоты, щелочи, соли), ультрафиолетовому излучению и перепадам температур. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в земле: Основной способ применения. Кабель укладывается в траншею на песчаную подушку, защищается кирпичом или сигнальной лентой и засыпается. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений при раскопках, давления грунта, а полиэтиленовая оболочка – от влаги и химикатов.
- Прокладка в воздухе: Возможна по стенам зданий, эстакадам, мостам. Полиэтиленовая оболочка устойчива к атмосферным воздействиям. Необходимо учитывать ветровые и механические нагрузки, использовать соответствующие крепления.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Идеально подходит для туннелей, коллекторов, этажей и галерей из-за негорючести изоляции (при групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности к оболочке).
- Раскатка: Запрещено сбрасывать барабан с кабелем с высоты. Раскатка производится с применением кабельных роликов, уложенных по трассе. Минимальный радиус изгиба – 15D (где D – наружный диаметр кабеля, примерно 55-60 мм для 10 кВ, следовательно, радиус ~825-900 мм).
- Прокладка в траншее: Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки до верха кабеля. На дне траншеи – песчаная подсыпка (100 мм). После укладки – слой песка или мягкого грунта (100 мм), затем механическая защита (кирпич, плиты), после чего обратная засыпка.
- Соединение и оконцевание: Для соединения жил используются кабельные муфты: соединительные (СтП), ответвительные (ОТ) и концевые (КНт, КНб). Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важно обеспечить качественную заделку полупроводящих слоев и экрана, а также герметизацию соединения от влаги.
- Заземление: Броня, металлический экран и муфты подлежат обязательному заземлению с двух сторон для безопасности и нормальной работы защит.
- АПвБШп vs АПвПг: У АПвПг вместо полиэтиленового шланга (Шп) используется оболочка из поливинилхлоридного пластиката (П). АПвБШп более стоек к УФ, агрессивным средам и влаге, но ПВХ-пластикат может иметь лучшие показатели по распространению горения.
- АПвБШп vs АСБл: Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот (стекание пропитки), требует более сложного монтажа муфт. АПвБШп легче, проще в монтаже, имеет более высокую допустимую температуру работы.
- АПвБШп vs ПвБШп: Буква «А» в начале обозначает алюминиевую жилу. Аналог с медной жилой – ПвБШп. Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (для того же сечения), но значительно дороже и тяжелее. Выбор зависит от экономического расчета и требований к пропускной способности.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля АПвБШп 3х150 регламентируются ГОСТ 18410-73 (для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена) и ТУ производителя. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ или 10/10 (12) кВ |
| Количество и сечение основных жил | 3 х 150 мм² |
| Максимально допустимая температура жилы при длительной работе | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки (10 кВ), длительность | 24 кВ, 10 мин. |
| Строительная длина | Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше) |
| Масса 1 км кабеля | Приблизительно 5500-6000 кг (зависит от производителя и толщин материалов) |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвБШп 3х150 предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с блуждающими токами, а также в кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, по эстакадам и в помещениях. Благодаря броне и полиэтиленовой оболочке он может применяться в условиях повышенной влажности, в агрессивных средах (за исключением непосредственного контакта с бензином, маслом) и на открытом воздухе (УФ-стойкость полиэтилена).
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для подвижного подключения.
Расчетные электрические параметры и токовые нагрузки
При проектировании сетей с использованием кабеля АПвБШп 3х150 ключевое значение имеют его электрические параметры и допустимые токовые нагрузки, которые зависят от способа прокладки и условий окружающей среды.
| Способ прокладки | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель в земле, А | Трехжильный кабель в воздухе, А |
|---|---|---|---|
| Одна кабельная линия | — | 335 | 310 |
| В земле: расстояние между кабелями в свету 100 мм | — | 320 | — |
| В воздухе: расстояние между кабелями в свету 50 мм | — | — | 295 |
Важно: При изменении температуры земли или воздуха, глубины прокладки, удельного теплового сопротивления грунта, а также при групповой прокладке необходимо вводить поправочные коэффициенты согласно ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.
| Параметр | Значение при +20°C | Значение при +90°C |
|---|---|---|
| Активное сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более | 0.206 | 0.258 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км (при расстоянии между осями кабелей 100 мм) | ~0.11 | ~0.11 |
| Емкостная проводимость, См/км | ~0.13 x 10-6 | ~0.13 x 10-6 |
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвБШп 3х150 требует соблюдения строгих правил.
Сравнение с аналогами и выбор
АПвБШп является одним из ряда кабелей для среднего напряжения. Его ключевые отличия от аналогов:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем главное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной?
Изоляция XLPE обладает более высокой рабочей температурой (+90°C против +70°C), не имеет ограничений по перепаду высот при прокладке, обладает высокой стойкостью к влаге (не требует герметичных оболочек), проще в монтаже и обслуживании, имеет меньший вес и диаметр при аналогичных параметрах.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвБШп 3х150 в воде?
Прямая прокладка в воде (реки, озера) не рекомендуется, несмотря на наличие полиэтиленовой оболочки. Для таких условий существуют специальные кабели с усиленной гидрозащитой (например, с алюминиевой герметичной оболочкой). АПвБШп может прокладываться в затопляемых кабельных сооружениях или грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
3. Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвБШп, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации сильно зависит от условий прокладки, качества монтажа, режимов работы и воздействия внешних факторов.
4. Нужно ли использовать концевые муфты при вводе кабеля в силовой шкаф или КРУ?
Да, обязательно. Концевая муфта (КНт для внутренней установки, КНб для наружной) обеспечивает электрическую прочность в месте перехода от кабельной изоляции к открытым контактам аппаратуры, герметизирует торец кабеля, обеспечивает правильное разделку экранов и заземление.
5. Почему в кабеле на 10 кВ используются полупроводящие экраны?
Полупроводящие экраны выравнивают электрическое поле, делая его радиальным и однородным. Без них линии напряженности поля концентрировались бы на неровностях жилы и изоляции, что приводило бы к локальным перегревам, частичным разрядам и быстрому старению изоляции.
6. Как определить необходимое сечение жилы 150 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается по допустимому длительному току нагрузки с учетом всех поправочных коэффициентов (ПУЭ гл.1.3), а также проверяется по условиям срабатывания защиты при коротком замыкании (термическая стойкость) и по потере напряжения. Для ориентира: кабель 3х150 на 10 кВ способен передавать мощность около 5-6 МВА по воздуху и 5.5-6.5 МВА в земле при cos φ=0.9.
7. Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее через дорогу?
Да, при прокладке под автомобильными дорогами, особенно с интенсивным движением, кабель необходимо дополнительно защищать футлярами (трубами) из ПНД, асбоцемента или стали. Глубина прокладки при этом увеличивается до 1.0 — 1.2 м.