Кабель АПвЭгП 10 кВ 185 мм²: полный технический анализ
Кабель АПвЭгП является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на номинальное напряжение 10 кВ. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена; в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Э – экран из медных проволок поверх каждой жилы; г – герметизация продольная (гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве); П – наружная оболочка из полиэтилена. Сечение 185 мм² указывает на площадь поперечного сечения каждой из трех токопроводящих жил.
Конструкция кабеля АПвЭгП 10 кВ 185 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в распределительных сетях среднего напряжения.
- Токопроводящая жила: Алюминиевая, многопроволочная, секторной или круглой формы, сечением 185 мм². Класс гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483. Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх жилы. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина для напряжения 10 кВ составляет 4,5 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Внешний полупроводящий слой, экструдированный поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, ограничивающий зону действия электрического поля только изоляцией.
- Экран медный: Состоит из медных проволок, наложенных поверх внешнего полупроводящего слоя каждой жилы спирально, или в виде медной ленты. Предназначен для выравнивания электрического поля, защиты от внешних электромагнитных помех и использования в качестве проводника для токов утечки и короткого замыкания.
- Поясная изоляция: Обмотка из ПВХ-ленты или аналогичного материала, наложенная поверх скрученных экранированных жил.
- Заполнитель: Промежутки между жилами заполнены гидрофобным компаундом или жгутами, что обеспечивает продольную герметизацию конструкции (индекс «г») и препятствует распространению влаги вдоль кабеля.
- Разделительный слой: Обмотка из полиэтилентерефталатной (лавсановой) ленты или крепированной бумаги поверх заполненных жил.
- Внутренняя оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) толщиной не менее 2,0 мм. Выполняет роль демпфирующего и дополнительного защитного слоя.
- Броня: В данной марке кабеля броня отсутствует. Индекс «Б» в маркировке не указан.
- Наружная оболочка: Из полиэтилена (ПЭ) черного цвета толщиной не менее 3,0 мм. Обеспечивает основную защиту от механических воздействий, влаги и агрессивных сред.
- Магистральные и распределительные линии в городских кабельных сетях 6-10 кВ.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, крупных промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии механических нагрузок, кроме указанных в ТУ.
- Устройство ответвлений от воздушных линий (ВЛ) к подстанциям.
- Преимущества: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), меньший вес и наружный диаметр, отсутствие риска протекания пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках с большим перепадом уровней, простота монтажа и соединения (не требуются муфты с барьерами для масла), более высокая стойкость к термическим перегрузкам.
- Недостатки: Повышенная чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже (задиры, надрезы), требующая строгого контроля технологии прокладки. Более высокая стоимость на единицу длины, хотя общая экономическая эффективность проекта часто выше из-за снижения затрат на монтаж и обслуживание.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение под открытым небом должно быть ограничено по времени, рекомендуется использование тентов.
- Раскатка: Допускается раскатка с барабана методом волочения только по роликам с использованием направляющих колодок для предотвращения повреждения оболочки. Предпочтительна раскатка с помощью кабельных укладчиков или лебедок с тормозным устройством барабана.
- Изгиб: Минимальный радиус изгиба при прокладке – 15 наружных диаметров кабеля. При монтаже концевой заделки – 10 диаметров.
- Монтаж муфт и заделок: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка экранов, ступенчатая разделка изоляции, обеспечение герметичности соединения. Обязательна проверка отсутствия складок и загрязнений на поверхности основной изоляции.
- Заземление: Медные экраны всех трех жил должны быть надежно соединены и заземлены с двух концов линии для обеспечения циркуляции токов нулевой последовательности и безопасности персонала.
- Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током) величиной 37 кВ в течение 15 минут или переменным напряжением 18 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут.
- Соединительные муфты: Тип 3Стп-10/185 – для соединения трех жил в линейном пролете. Современные муфты имеют термоусаживаемую или холодноусаживаемую конструкцию.
- Концевые муфты (заделки): Тип КНтп-10/185 – для внутренней установки; Тип КВтп-10/185 – для наружной установки. Также существуют проходные муфты для ввода в КРУ.
Основные технические характеристики
Параметры кабеля АПвЭгП 10 кВ 185 мм² регламентированы техническими условиями и стандартами.
Электрические характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 1 час | 18 кВ | Для новых кабелей после прокладки |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы |
| Допустимая температура жилы при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Температура монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -15°C | При более низких температурах требуется подогрев |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров | Для многожильных кабелей |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км | При температуре +20°C |
| Активное сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,164 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление | ~0,1 Ом/км | Зависит от взаимного расположения жил |
| Емкостное сопротивление | ~0,2 МОм·км | При частоте 50 Гц |
Токовые нагрузки (допустимые длительные токи)
Токовые нагрузки зависят от условий прокладки. Справочные данные приведены для наиболее распространенных условий.
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (в траншее), при температуре грунта +25°C, тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт | 350 | Одна кабельная линия, глубина заложения 0,7-1,0 м |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле), при температуре воздуха +25°C | 365 | Свободный обдув, расстояние в свету не менее одного диаметра |
| В воздухе (в помещении), при температуре воздуха +25°C | 340 | Условия ухудшенного теплоотвода |
Примечание: При изменении условий (температура, количество параллельных кабелей, глубина заложения) применяются поправочные коэффициенты согласно ПУЭ 7-го издания и РД 153-34.0-20.518-2003.
Область применения
Кабель АПвЭгП 10 кВ 185 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, в условиях значительных растягивающих усилий, а также в местах с повышенной опасностью механических повреждений (из-за отсутствия брони). Для таких условий применяются бронированные модификации, например, АПвБбШп или АПвПуГ.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, ЦАСБл):
По сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение:
Кабели с СПЭ-изоляцией (АПвЭгП) имеют неоспоримое преимущество в виде более высокой термостойкости и стойкости к коротким замыканиям, что делает их основным выбором для сетей 6-35 кВ.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвЭгП от АПвПуГ?
Кабель АПвПуГ имеет иную конструкцию герметизации и наружной оболочки. «Пу» означает усиленную наружную оболочку из полиэтилена, а «Г» – герметизацию жилы водоблокирующими лентами или герметиком. АПвПуГ часто используется для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и повышенной влажностью. Конструктивно он может не иметь внутренней ПВХ оболочки («в»), а медный экран часто выполняется в виде спирально наложенной ленты.
Можно ли прокладывать АПвЭгП в земле без защиты?
Да, прокладка в траншеях допускается, но при условии отсутствия механических нагрузок (растяжения, вибрации, смещений грунта), риска раскопок сторонними организациями и при условии засыпки просеянным грунтом без камней и строительного мусора. В местах с повышенным риском повреждений рекомендуется прокладка в асбоцементных или ПНД трубах, либо использование бронированной модификации кабеля.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭгП, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс сильно зависит от условий эксплуатации (режимов нагрузки, количества циклов перегрузки, коррозионной агрессивности среды, качества монтажа соединительных муфт).
Как рассчитать ток короткого замыкания для кабеля 185 мм²?
Термически допустимый ток короткого замыкания (Iкз) рассчитывается по формуле, учитывающей сечение, материал жилы, начальную и конечную температуры. Для алюминиевой жилы 185 мм² при начальной температуре +90°C и конечной +250°C, длительности КЗ 1 секунда, ориентировочное значение Iкз составляет около 16-17 кА. Для точного расчета необходимо использовать данные конкретного производителя и методику из ГОСТ Р 50571 или ПУЭ.
Почему при монтаже необходимо заземлять экраны с двух сторон?
Заземление экранов с двух сторон обеспечивает путь для протекания токов нулевой последовательности (при однофазных замыканиях на землю), что необходимо для корректной работы релейной защиты. Также оно ограничивает электромагнитное поле вокруг кабеля, снижая наводки на соседние коммуникации и обеспечивая безопасность персонала. Однако в длинных линиях это приводит к появлению циркулирующих токов в экранах и дополнительным потерям. В таких случаях могут применяться схемы с одноточечным заземлением или установка продольных разъединителей экранов, что требует специального расчета.
Какие муфты применяются для соединения кабеля АПвЭгП 10 кВ 185 мм²?
Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с СПЭ-изоляцией на 10 кВ:
Выбор конкретного типа муфты зависит от условий установки и требований проекта.
Заключение
Кабель АПвЭгП 10 кВ 185 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, включая повышенную токовую нагрузку и термостойкость. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного выбора условий прокладки, строгого соблюдения технологий монтажа, качественного выполнения соединений и проведения необходимых приемо-сдаточных испытаний. Понимание детальной конструкции, параметров и областей применения позволяет проектировщикам и эксплуатационному персоналу эффективно и безопасно использовать этот тип кабельной продукции в энергосистемах.