Кабель АПвЭаПг 30 кВ

Кабель АПвЭаПг 30 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвЭаПг 30 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 30 кВ, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях переменного напряжения частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется для создания надежных и долговечных кабельных линий.

Расшифровка маркировки АПвЭаПг

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31565-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Э – Экранированный.
• а – Броня из алюминиевых лент.
• Пг – Защитный покров (подушка и наружная оболочка) из полимерной композиции, не поддерживающей горение. Индекс «г» указывает на герметизацию продольных швов брони водонепроницаемыми материалами.
• 30 кВ – Номинальное напряжение 30 кВ (междуфазное).

Таким образом, кабель АПвЭаПг 30 кВ – это кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ-оболочке, с экраном, броней из алюминиевых лент и защитным покровом, не распространяющим горение.

Конструкция кабеля АПвЭаПг 30 кВ

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и долгий срок службы.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АЕ (Ал99,7Е) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

Представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоотверждаемой композиции. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE). Это ключевой элемент кабеля. Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу высокие термомеханические свойства. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и в аварийном режиме (до 8 часов) – до 130°C. Обладает высокими диэлектрическими характеристиками и стойкостью к трекингу.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогичен экрану по жиле. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле только внутри изоляционного слоя.

5. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально поверх внешнего полупроводящего экрана, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Его функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Защита от поражения электрическим током при повреждении изоляции, так как при замыкании на экран срабатывает защита.

6. Разделительный слой (подушка под броню)

Изготавливается из полимерной ленты или крепированной бумаги. Предназначен для защиты внутренних элементов кабеля от повреждения бронелентами и обеспечения легкого снятия брони при монтаже.

7. Броня

Выполняется из двух алюминиевых лент, наложенных с перекрытием. Алюминиевая броня (индекс «а») выполняет двойную функцию:

• Механическая защита: от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
• Электрическая функция: служит дополнительным экраном и, что критически важно, является нулевой жилой в четырехжильных кабелях. В трехжильных кабелях может использоваться как заземляющий проводник (при условии подтверждения расчетом и соответствия требованиям ПУЭ по проводимости).

8. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХ-Пг). Оболочка обеспечивает защиту брони от коррозии и атмосферных воздействий, а также обладает стойкостью к распространению горения, что позволяет прокладывать кабель в пучках без снижения токовой нагрузки.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 18/30 (36) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей/экраном (18 кВ), U – междуфазное напряжение (30 кВ), U_m – максимальное длительно допустимое напряжение (36 кВ).
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 45 кВ (для готового кабеля) в течение 10 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 67,5 кВ (для приемо-сдаточных испытаний) в течение 15 минут.
• Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
• Допустимая температура в режиме перегрузки (не более 8 часов): +130°C.
• Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (при длительности КЗ не более 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.

Сечения жил и масса кабеля (пример для одножильного кабеля)

Номинальное сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг
50	45-50	1800-2100
120	55-60	2800-3200
240	65-70	4200-4800

Примечание: Фактические значения зависят от производителя и конкретной конструкции (толщины изоляции, типа экрана и т.д.).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭаПг 30 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря своей конструкции он может применяться в разнообразных условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Броня из алюминиевых лент надежно защищает от механических повреждений при раскопках и давления грунта. Подушка и оболочка обеспечивают защиту от коррозии и агрессивных почв (при умеренной степени агрессивности). Для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью или при наличии блуждающих токов требуется дополнительная защита (например, кабель в полиэтиленовом шланге).
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях: Оболочка из ПВХ-Пг позволяет прокладывать кабель в пучках без снижения токовой нагрузки, что критически важно для кабельных сооружений.
• Прокладка в помещениях и на открытом воздухе: Кабель устойчив к воздействию солнечного излучения и атмосферных осадков. Однако при прокладке на открытом воздухе необходимо учитывать возможность механических воздействий (лед, ветровые нагрузки) и, при необходимости, использовать тросовые подвесы или лотки.
• Использование в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью: Конструкция экранов и изоляции рассчитана на работу в таких сетях.

Важно: Прокладка в воздухе на ненагруженном тросе (подвесная) для данного типа кабеля не является стандартным способом и требует специального расчета механических нагрузок и подтверждения от производителя.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей 30 кВ

По сравнению с кабелем АСБ (с бумажно-пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней):

• Преимущества АПвЭаПг:
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C у АСБ), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
  • Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
  • Отсутствие риска стекания пропитки при прокладке на вертикальных и наклонных участках.
  • Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
  • Отсутствие свинца делает кабель более экологичным.
• Недостатки АПвЭаПг:
  • Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже (задиры, надрезы), которые могут стать очагами развития электрического дерева.
  • Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок.
  • Как правило, более высокая стоимость на единицу длины, но часто более низкая общая стоимость жизненного цикла.

По сравнению с кабелем ПвПг (с медной жилой):

• Преимущества АПвЭаПг (алюминий): Значительно меньшая стоимость и масса, что важно для проектов с ограниченным бюджетом и при прокладке длинных трасс.
• Недостатки АПвЭаПг (алюминий): Большее удельное электрическое сопротивление, что для передачи той же мощности требует увеличения сечения жилы на одну ступень по сравнению с медью (например, вместо 120 мм² меди потребуется 150-185 мм² алюминия). Также алюминиевые жилы требуют особого внимания при оконцевании и соединении для предотвращения ослабления контакта из-за ползучести металла.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Запрещается сбрасывать кабель с барабана. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов, не допуская механических ударов, перекручивания и превышения минимального радиуса изгиба.
• Подогрев: При температуре окружающего воздуха ниже -15°C прокладка без предварительного подогрева запрещена. Подогрев должен быть равномерным, рекомендуется использовать термопечи или трансформаторы.
• Оконцевание и соединение: Требуют применения специализированных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с СПЭ-изоляцией на 30 кВ. Обязательна тщательная зачистка и обработка изоляции и экранов по технологии, указанной производителем муфт. Особое внимание уделяется герметизации узлов.
• Заземление: Медный экран и броня из алюминиевых лент должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для обеспечения безопасности и нормальной работы защит. В четырехжильных кабелях броня выполняет функцию нулевой жилы и заземляется в соответствии с проектом.
• Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям постоянным напряжением 67,5 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭаПг и АПвПуГ?

Основное отличие – в конструкции брони и защитного покрова. У АПвЭаПг броня из алюминиевых лент с защитной полимерной оболочкой поверх нее. У АПвПуГ – броня из оцинкованных стальных проволок (индекс «у») и отсутствует наружная полимерная оболочка поверх брони (индекс «Г» означает «голую» броню). АПвПуГ предназначен для прокладки в земле, где требуется повышенная стойкость к растяжению, но не рекомендуется для агрессивных грунтов и прокладки в пучках внутри помещений из-за отсутствия внешней защитной оболочки.

Можно ли использовать алюминиевую броню кабеля АПвЭаПг в качестве нулевой жилы (PEN-проводника)?

Да, в четырехжильных кабелях АПвЭаПг именно для этой цели и применяется алюминиевая броня. Она конструктивно выполняется как четвертая жила и имеет соответствующее сечение, указанное в маркировке (напр., АПвЭаПг 4х120). В трехжильных кабелях использование брони в качестве заземляющего проводника возможно только после проверки ее проводимости на соответствие требованиям ПУЭ (Глава 1.7) по расчетному току однофазного КЗ. Как правило, для этого требуется специальный расчет проекта.

Каков срок службы кабеля АПвЭаПг 30 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации (непревышение температурных режимов, отсутствие перегрузок, защита от внешних повреждений) и при качественном выполнении соединений.

Что означает индекс «Пг» в конце маркировки?

Индекс «Пг» расшифровывается как «Пластмассовая оболочка, герметизированная». В контексте кабеля с алюминиевой броней (АПвЭаПг) это означает, что поверх бронелент наложена герметизирующая подушка (чаще из битумного состава или полимерных лент), а поверх нее – наружная оболочка из ПВХ. Это защищает алюминиевую броню от коррозии, которая может возникнуть из-за влаги, проникшей через возможные щели в лентах.

Как выбрать между кабелем АПвЭаПг и АПвЭВ (с медным экраном из проволок и без брони)?

Выбор определяется условиями прокладки:

• АПвЭаПг применяется там, где необходима механическая защита (прокладка в земле, места с риском повреждения), а также когда броня используется как нулевая или заземляющая жила.
• АПвЭВ (с медным экраном-проволоками и ПВХ-оболочкой) предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах), на эстакадах, в помещениях, где нет риска значительных механических воздействий. Он легче и дешевле бронированного аналога, но требует защиты от внешних повреждений при иных способах прокладки.

Требуется ли для кабеля АПвЭаПг 30 кВ дополнительная защита при прокладке в земле?

Стандартная конструкция кабеля рассчитана на прокладку в обычных и слабоагрессивных грунтах. В случаях, когда трасса проходит через грунты с высокой коррозионной активностью, насыпной грунт с строительным мусором, зоны с блуждающими токами, или существует риск механических повреждений от последующих раскопок, рекомендуется:

• Прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
• Устройство защитного кирпичного или бетонного канала.
• Использование сигнально-защитной ленты.

Выбор метода защиты регламентируется проектной документацией и ПУЭ (Глава 2.3).