Кабель АПвЭгаПу 1х120
Кабель АПвЭгаПу 1х120: полный технический анализ и область применения
Кабель марки АПвЭгаПу 1х120 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с защитным покровом в виде усиленной алюминиевой ленты и наружным полиэтиленовым шлангом. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при передаче и распределении электроэнергии в условиях агрессивной среды и механических нагрузок.
Расшифровка маркировки АПвЭгаПу 1х120
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (внутренняя).
- в – оболочка (в данном контексте – защитный покров) из поливинилхлоридного пластиката.
- Э – наличие экрана (в данном случае – из медных проволок и/или ленты поверх изолированной жилы).
- га – наличие герметизации продольной и поперечной влагонепроницаемости. Достигается применением алюмополимерной ленты, наложенной продольно поверх экрана.
- Пу – наружный защитный шланг (покров) из полиэтилена повышенной прочности.
- 1х120 – одна токопроводящая жила сечением 120 мм².
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для монтажа.
- Экран по жиле (проводящий слой). Поверх жилы накладывается экструдированный или наложенный в виде ленты полупроводящий слой, выравнивающий электрическое поле и предотвращающий локальные перенапряжения.
- Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические и термические характеристики кабеля. Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения (например, для 10 кВ – 3,4 мм).
- Экран по изоляции. Состоит из двух элементов: медной или алюминиевой ленты (контактный экран) и медных проволок (дренажные проволоки). Лента обеспечивает электрический контакт, а проволоки – возможность заземления и стекания токов утечки. Этот экран является обязательным для кабелей на напряжение выше 1 кВ.
- Герметизирующий слой. Выполнен из алюмополимерной ленты (АПЛ), наложенной продольно с перекрытием и последующей герметизацией швов. Этот слой обеспечивает абсолютную защиту от проникновения радиальной влаги.
- Защитный покров (броня). Представлен в виде гофрированной и гладкой алюминиевой ленты, наложенной поверх герметизирующего слоя. Выполняет функции механической защиты, а также служит дополнительным экраном и барьером от влаги.
- Наружная оболочка (шланг). Изготавливается из полиэтилена повышенной прочности (PE). Обладает высокой стойкостью к агрессивным средам (кислоты, щелочи, солевые растворы), ультрафиолетовому излучению, истиранию и механическим повреждениям.
- Прокладка в земле (траншеях). Основной способ монтажа. Кабель устойчив к коррозии, воздействию блуждающих токов, давлению грунта и точечным механическим нагрузкам. Наличие герметизации «га» и брони из алюминиевой ленты делает его пригодным для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и повышенной влажностью, включая болотистые местности.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах. Полиэтиленовая оболочка «Пу» не поддерживает горение, что допускает его использование в таких сооружениях при условии соблюдения требований пожарной безопасности (обычно требуется дополнительная противопожарная защита в виде покрытий или разделительных слоев).
- Прокладка в условиях агрессивной среды. Кабель может эксплуатироваться в средах, содержащих пары кислот, щелочей, масла, солевые растворы, где другие типы оболочек (например, из ПВХ) могут разрушаться.
- Использование в сетях с изолированной нейтралью или с заземлением нейтрали через резистор. Конструкция экрана и изоляции рассчитана на длительную работу в таких сетях.
- Прокладка. Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева. Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля. При укладке в траншею необходима подсыпка и защита песчаной подушкой и кирпичом или сигнальной лентой.
- Соединение и оконцевание. Требуется применение специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Обязательным этапом является восстановление экрана и герметизирующего слоя в зоне муфты. Для заземления используется медная оплетка (экран) и бронелента, которые выводятся на заземляющие проводники.
- Заземление. Экран (медные проволоки) и алюминиевая бронелента подлежат заземлению с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности и нормального функционирования экрана как элемента, выравнивающего электрическое поле. При большой длине линии (более 500-1000 м) для снижения токов в оболочке может применяться схема попеременного перекрестного соединения экранов с разделением на три секции.
Конструкция кабеля АПвЭгаПу 1х120
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики и параметры
Характеристики регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами.
Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвЭгаПу 1х120
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10, 8.7/15, 12/20, 18/30, 21/35 |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C (длительно), +130°C (при КЗ, не более 4 сек) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x D (наружного диаметра кабеля) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.253 (для алюминиевой жилы 120 мм²) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м) | ~320 А (для 10 кВ, ориентировочно, точное значение требует расчета по ПУЭ) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин. | Для кабеля 10 кВ: 30 кВ |
| Стойкость к переменному току частотой 50 Гц при +90°C, не менее | 30 кВ/мм (электрическая прочность изоляции) |
Таблица 2. Конструктивные параметры (пример для 10 кВ)
| Элемент конструкции | Типовые размеры / Материал |
|---|---|
| Диаметр жилы, мм | ~13.5 (для секторной многопроволочной) |
| Толщина изоляции из XLPE, мм | 3.4 |
| Сечение экранных медных проволок, мм² | 16 или 25 (суммарное) |
| Толщина алюминиевой бронеленты, мм | 0.5 – 0.8 |
| Толщина наружной оболочки из PE, мм | 3.0 – 4.0 |
| Приблизительный наружный диаметр кабеля, мм | 38 – 42 |
| Приблизительный вес 1 км кабеля, кг | 1800 – 2200 |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвЭгаПу 1х120 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря своей конструкции он является универсальным решением для сложных условий эксплуатации.
Важное ограничение: Кабель АПвЭгаПу является одножильным. При прокладке в земле или в немагнитных трубах/лотках для трехфазных систем необходимо использовать три таких кабеля, уложенных вплотную в треугольник. Для компенсации индуктивного сопротивления и потерь на вихревые токи в алюминиевой броне рекомендуется применять специальные схемы перекрестного соединения экранов и брони (транспозиция) на длинных участках, а также обеспечивать их заземление с двух концов.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АПвПу 1х120: Отсутствие в маркировке индекса «га» (герметизация) и «Э» (экран по жиле) указывает на более простую конструкцию. АПвПу не имеет алюмополимерной ленты и, как правило, экрана по жиле, что ограничивает его применение сухими грунтами и делает непригодным для влажных и заболоченных участков.
Сравнение с кабелем АСБл 1х120: Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку и броню из стальных лент. АПвЭгаПу выигрывает по весу (легче), не имеет риска вытекания пропитки при перепадах высот, обладает более высокой допустимой температурой жилы (+90°C против +70-80°C), не требует сложных муфт для герметизации концов. Однако АСБл традиционно считается более стойким к некоторым видам механических повреждений (точечный удар).
Сравнение с кабелем ПвПг 1х120 (с медной жилой): Медный аналог имеет более высокую проводимость, меньший диаметр жилы при том же сечении и, как следствие, несколько меньший наружный диаметр. Он выдерживает более высокие токовые нагрузки (Iдоп выше на ~30%). Однако кабель с алюминиевой жилой значительно дешевле, что делает его экономически целесообразным для большинства проектов распределительных сетей 6-35 кВ.
Таблица 3. Сравнительный анализ кабелей на напряжение 10 кВ
| Параметр | АПвЭгаПу 1х120 | АПвПу 1х120 | АСБл 1х120 |
|---|---|---|---|
| Материал жилы | Алюминий | Алюминий | Алюминий |
| Тип изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Бумажная пропитанная |
| Защита от влаги | Алюмополимерная лента (полная герметизация) | Отсутствует | Свинцовая оболочка |
| Броня | Алюминиевая лента | Алюминиевая лента | Стальные ленты |
| Наружная оболочка | Полиэтилен (PE) | Полиэтилен (PE) | ПВХ пластикат |
| Макс. рабочая температура жилы | +90°C | +90°C | +70-80°C |
| Основная область применения | Влажные, заболоченные, агрессивные грунты | Сухие и нормальные грунты | Различные грунты, кроме агрессивных к свинцу |
| Вес | Средний | Средний | Высокий |
Монтаж, соединение и заземление
Монтаж кабеля АПвЭгаПу 1х120 требует соблюдения ряда правил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвЭгаПу от АПвПу?
Ключевое отличие — наличие в конструкции АПвЭгаПу герметизирующего слоя из алюмополимерной ленты (индекс «га») и, как правило, полупроводящего экрана по жиле (часть системы экранирования, подразумеваемая индексом «Э»). Это делает кабель АПвЭгаПу абсолютно стойким к проникновению радиальной влаги и предназначенным для прокладки в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, в заболоченной местности. АПвПу такой защиты не имеет и предназначен для сухих и нормальных грунтов.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭгаПу 1х120 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Наружная оболочка из полиэтилена «Пу» обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению, атмосферным осадкам и перепадам температур. Однако необходимо учитывать, что полиэтилен является горючим материалом. При групповой прокладке по сгораемым конструкциям или внутри помещений требуется применение дополнительных мер пожарной безопасности согласно ПУЭ и СП.
Как правильно выбрать сечение экранных проволок для заземления?
Сечение экранных (дренажных) проволок нормируется техническими условиями на кабель. Для жилы 120 мм² обычно применяется суммарное сечение 16 или 25 мм². Этого достаточно для обеспечения стекания токов утечки и токов короткого замыкания на время срабатывания защиты. В проекте следует использовать сечение, указанное в ТУ на конкретную партию кабеля. При монтаже все дренажные проволоки должны быть собраны и надежно соединены с заземляющим проводником.
Требуется ли для данного кабеля специальная трансформация при прокладке в траншее?
При прокладке трех одножильных кабелей (для трехфазной системы) в одной траншее рекомендуется укладывать их вплотную в форме треугольника. Это минимизирует индуктивную асимметрию и потери в броне. На длинных линиях (обычно более 500 м) для снижения потерь и нагрева от вихревых токов, наведенных в алюминиевой броне и экране, обязательно выполняется перекрестное соединение (транспозиция) экранов и брони между собой с разделением линии на три примерно равные секции. Точная необходимость и схема транспозиции определяются расчетом.
Какие муфты применяются для монтажа кабеля АПвЭгаПу 1х120?
Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение (6, 10, 20, 35 кВ). Муфта должна обеспечивать электрическую непрерывность экрана и брони, герметизацию соединения и защиту от влаги. Популярны муфты марок Raychem, 3M, Nexans, а также отечественных производителей (КВТ, ЗЭТ и др.). Выбор зависит от условий эксплуатации и требований проекта.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭгаПу, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режимов нагрузки, отсутствия аварийных перегрузок и повреждений при сторонних работах.
Заключение
Кабель АПвЭгаПу 1х120 является современным, технологичным и надежным решением для строительства и реконструкции кабельных линий среднего класса напряжения (6-35 кВ) в сложных условиях. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, полной радиальной герметизации и механической защиты алюминиевой броней, делает его предпочтительным выбором для прокладки в грунтах с высокой влажностью, коррозионной активностью, а также в условиях воздействия агрессивных сред. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация с соблюдением всех нормативных требований (ПУЭ, СНиП, инструкций завода-изготовителя) гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта.