Кабель АПвЭмПг 1-х жильный

Кабель АПвЭмПг: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель марки АПвЭмПг представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6, 10, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его условного обозначения по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним нормативным документам) является ключом к пониманию его конструкции: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена; в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Э – экран по изоляции из электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты; м – наличие медных проволок в экране; Пг – пониженная горючесть исполнения изоляции и оболочки.

Конструкция кабеля АПвЭмПг

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и безопасность эксплуатации.

• Токопроводящая жила (ТПЖ): Изготавливается из алюминия (материал — А5, А5Е, А6 или А7 по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Для меньших сечений используется круглая форма.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из электропроводящего сшитого полиэтилена или наложения полупроводящих лент. Его основная задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.
• Основная изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления придает материалу повышенные термические и механические свойства. Рабочая температура жилы увеличивается с 70°C (для ПВХ) до 90°C в нормальном режиме и допускает кратковременные перегрузки до 130°C и короткие замыкания до 250°C.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх основной изоляции для выравнивания электрического поля с внешней стороны изоляционного слоя.
• Электромагнитный (металлический) экран: Состоит из медных проволок (обозначение «м» в маркировке), наложенных поверх экрана по изоляции. В некоторых конструкциях может дополняться или заменяться медной лентой или гофрированной оболочкой. Функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.
• Поясная изоляция: Выполняется из полупроводящих или изоляционных лент. Служит для фиксации металлического экрана и предотвращения его контакта с оболочкой.
• Внешняя оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (Пг). Цвет оболочки, как правило, черный. Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних элементов кабеля от воздействия влаги, агрессивных сред (химических, биологических) и внешних повреждений. Индекс «Пг» означает, что материал оболочки не распространяет горение при одиночной прокладке.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель АПвЭмПг проектируется и изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ. Общие технические условия) и межгосударственного стандарта ГОСТ 31996-2012.

Основные параметры

• Номинальное напряжение, U₀/U (U_m): 6/10(12) кВ, 10/15(17.5) кВ, 20/35(40.5) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей/экраном, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, на эстакадах и в помещениях.
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • в длительном режиме работы: +90°C
  • при перегрузке (не более 100 часов в год, не более 6 часов подряд): +130°C
  • при коротком замыкании (максимальная длительность до 4 сек): +250°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с секторной жилой.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Сечения и массо-габаритные показатели (пример для напряжения 10 кВ)

Номинальное сечение жилы, мм²	Максимальный наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Максимальное сопротивление жилы при 20°C, Ом/км
50	33.0	1450	0.641
70	35.5	1750	0.443
95	38.5	2150	0.320
120	41.0	2500	0.253
150	44.0	2950	0.206
185	47.0	3450	0.164
240	51.5	4250	0.125

Область применения и особенности прокладки

Кабель АПвЭмПг предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 35 кВ включительно. Основные сферы применения: магистральные линии электропередачи, распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры, питание мощных потребителей (насосные станции, трансформаторные подстанции, производственные цеха), вводы в здания и сооружения.

Критически важной особенностью одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ является вопрос прокладки и заземления экранов. При протекании по жиле переменного тока вокруг нее возникает переменное магнитное поле. В трехфазной системе при прокладке трех одножильных кабелей вплотную в треугольник или в одной плоскости это поле приводит к наведению ЭДС в металлических экранах (оболочках). Если экраны заземлены только в одной точке, вдоль них могут протекать значительные циркулирующие токи, вызывающие дополнительные потери и перегрев. Для их снижения применяют следующие методы:

• Транспозиция (перекрещивание) кабелей по длине трассы для взаимной компенсации магнитных полей.
• Заземление экранов с двух сторон (на обоих концах линии). В этом случае циркулирующие токи замыкаются через землю, но их величина может оставаться высокой.
• Поперечное соединение экранов (cross-bonding) – наиболее эффективный метод для длинных линий. Трасса разбивается на три примерно равных участка (кратные трем). На границах участков экраны кабелей перекрестно соединяются, а в точках соединения заземляются. Это позволяет свести к минимуму как напряжение на экране, так и циркулирующие токи.

Сравнение с аналогами и преимущества

Кабель АПвЭмПг является прямым конкурентом кабелям с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБ) и кабелям с изоляцией из ПВХ (АВВГ).

Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБ):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
• Отсутствие риска утечки масла и необходимости в сложных концевых муфтах с системой подпитки.
• Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Более простой монтаж концевых и соединительных муфт.

Преимущества перед кабелем с ПВХ-изоляцией (АВВГ):

• Более высокое рабочее напряжение (до 35 кВ против 1-6 кВ у большинства ПВХ-кабелей).
• Превосходные диэлектрические характеристики и стойкость к частичным разрядам.
• Более высокая термостойкость и стойкость к токам КЗ.
• Меньшие диэлектрические потери.

Недостатки кабеля АПвЭмПг:

• Более высокая стоимость по сравнению с АВВГ на низкие напряжения.
• Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами (требует аккуратной прокладки).
• Необходимость квалифицированного монтажа концевых заделок, так как нарушение технологии приводит к попаданию влаги под изоляцию и последующему пробою.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭмПг и АПвПуГ?

Основное отличие заключается в конструкции внешней оболочки и экрана. В кабеле АПвПуГ вместо ПВХ-оболочки используется полиэтиленовая оболочка (Пу), а вместо проволочного экрана («м») – экран в виде гофрированной медной ленты (Г). Кабель АПвПуГ, как правило, имеет лучшую защиту от влаги (герметизирован) и часто используется для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в то время как АПвЭмПг чаще применяется в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях).

Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг в земле (траншее)?

Да, допускается. Однако согласно ПУЭ (Глава 2.3) при прокладке в земле кабель должен быть защищен от механических повреждений. Обычно для этого используют сигнальную ленту или защитные плиты, укладываемые поверх кабеля. Для агрессивных грунтов рекомендуется прокладка в трубах.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвЭмПг?

Выбор сечения производится на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества кабелей в траншее) и проверке на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Исходными данными являются мощность нагрузки, напряжение, длина линии и условия прокладки. Рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение или таблицы из ПУЭ и справочников.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на кабель АПвЭмПг специальное оборудование?

Да, монтаж современных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на кабели с изоляцией из СПЭ требует высокой квалификации и специального инструмента: стрипперов для послойной зачистки, инструмента для снятия полупроводящего слоя, газовых горелок для термоусадки, мегомметра и оборудования для испытания повышенным напряжением. Несоблюдение технологии – основная причина отказов.

Что означает индекс «Пг» и в чем его отличие от «нг(А)»?

Индекс «Пг» означает, что материал изоляции и оболочки обладает пониженной горючестью и не распространяет горение при одиночной прокладке. Индекс «нг(А)» – более высокий показатель по пожарной безопасности, означающий, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, и при этом выделение дыма и коррозионно-активных газов понижено. Кабель АПвЭмПг с индексом «Пг» не всегда удовлетворяет требованиям к групповой прокладке в общественных зданиях, где часто требуется «нг(А)-LS».

Заключение

Кабель АПвЭмПг является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, обусловленная термостойкостью изоляции из СПЭ, долгий срок службы и относительная простота монтажа по сравнению с маслонаполненными кабелями. Правильный выбор, проектирование трассы с учетом особенностей заземления экранов одножильных кабелей и квалифицированный монтаж являются залогом безаварийной эксплуатации линии на протяжении всего срока службы. Применение данной марки кабеля соответствует общемировым тенденциям перехода на полимерную изоляцию и позволяет создавать экономичные и надежные кабельные линии.