Кабель АПвЭмПг: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвЭмПг представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевыми жилами, экранированный, с медными проволоками в качестве заземляющего экрана, в полимерной оболочке, не распространяющий горение. Данная марка является современной, надежной и высокотехнологичной альтернативой традиционным бумажно-масляным кабелям на среднее напряжение. Его применение регламентируется стандартами ГОСТ Р 53769-2010 (или более новым ГОСТ 31996-2012) и соответствует международным нормам МЭК.

Расшифровка маркировки АПвЭмПг

Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе и точно описывает его конструктивные особенности:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Э – наличие экрана по изоляции каждой жилы (фазный экран).
• м – материал экрана: медные проволоки (буква «м» указывает на проволочный экран, в отличие от «г» – гладкий или гофрированный ленточный).
• П – материал наружной оболочки: полимер (полиэтилен или поливинилхлорид).
• г – индекс, указывающий на отсутствие в конструкции защитного покрова (бронепокрова) – «голый».
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.

Таким образом, полная расшифровка: Кабель силовой с алюминиевыми жилами, с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном по жиле, с медным проволочным экраном, в полимерной оболочке, небронированный.

Конструкция кабеля АПвЭмПг

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечений от 50 мм² и выше жилы, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для меньших сечений и многопроволочными для больших.

2. Фазный экран (электропроводящий экран по жиле)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – обеспечить плавное распределение электрического поля вокруг жилы, устранить микроскопические воздушные включения и предотвратить возникновение частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) изменяет молекулярную структуру полиэтилена, превращая его из термопластичного в термореактивный материал. Это резко повышает его стойкость к тепловым нагрузкам: допустимая температура длительной работы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – до +250°C. Изоляция обладает высокой электрической прочностью и стойкостью к трекингу.

4. Поясной экран (экранирующий слой по изоляции жилы)

Состоит из двух совмещенных слоев:

• Электропроводящий слой: Экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, аналогичный фазному экрану. Выравнивает внешнее электрическое поле изоляции.
• Металлический экран: Поверх полупроводящего слоя наложены медные проволоки, расположенные по спирали. Этот слой является основным экраном кабеля. Он выполняет ключевые функции: замыкает на себя электрическое поле (оно не выходит за пределы кабеля), служит для симметрирования электромагнитного поля вокруг жил, является элементом цепи для протекания тока короткого замыкания и используется в качестве заземляющего проводника.

5. Поясная изоляция и заполнение

В трехжильных кабелях экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется эластичным негорючим материалом (например, резиновыми жгутами или ПВХ-шнурами) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

6. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (Пв) или, в некоторых исполнениях, из полиэтилена. Оболочка маркируется индексом «Пг», что означает «пониженная горючесть» – кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Оболочка защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает необходимый уровень пожарной безопасности.

Основные технические характеристики и параметры

Номинальное напряжение

Кабель АПвЭмПг предназначен для работы в электрических сетях на напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. В маркировке это обозначается как, например, АПвЭмПг-10.

Температурные режимы эксплуатации

• Длительно допустимая температура нагрева жил: +90°C.
• Максимальная температура жил при коротком замыкании (длительность не более 4 сек): +250°C.
• Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки: +130°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальная температура эксплуатации: -50°C.

Допустимые токовые нагрузки (пример для кабеля 10 кВ)

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (при прокладке в земле)	Длительно допустимый ток, А (при прокладке в воздухе)
50	165	145
70	200	180
95	240	215
120	275	250
150	315	290
185	355	330
240	415	385

Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина заложения, температура грунта, количество кабелей в траншее, способ прокладки в воздухе) и должны определяться по актуальным нормативным документам (ПУЭ, ГОСТ Р 52796).

Электрические характеристики

• Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 1000 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки (для 10 кВ): 30 кВ в течение 10 минут.
• Емкость жилы: зависит от сечения и конструкции, обычно в диапазоне 0,3-0,5 мкФ/км для 10 кВ.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭмПг предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в распределительных сетях 6-35 кВ.
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
• Устройство вводов и разводки на территории крупных объектов (порты, аэропорты, железнодорожные станции).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений в процессе эксплуатации, так как кабель не имеет бронепокрова.

Важное ограничение: Отсутствие брони (индекс «г») делает кабель уязвимым к механическим воздействиям (удары, давление, грызуны). Поэтому его прокладка в земле (траншеях) должна осуществляться с обязательной защитой – в асбоцементных или полимерных трубах, либо в лотках с защитными крышками. Предпочтительными способами являются прокладка в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвЭмПг:

• Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у кабелей с бумажно-масляной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Меньший вес и радиус изгиба: Алюминиевые жилы и полимерные материалы делают кабель легче и гибче по сравнению со свинцовыми аналогами (АСБл). Минимальный радиус изгиба составляет 15-20 наружных диаметров кабеля.
• Отсутствие риска течи масла: В отличие от маслонаполненных кабелей, полностью исключены проблемы, связанные с утечкой пропиточного состава и необходимостью компенсационных устройств.
• Простота монтажа и эксплуатации: Не требует сложных систем подпитки масла, допускает прокладку на вертикальных и наклонных участках без ограничений.
• Коррозионная стойкость: Полимерные материалы не подвержены коррозии.
• Высокая стойкость к токам КЗ.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие бронепокрова: Требует аккуратного обращения при монтаже и дополнительной защиты при прокладке в земле.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: Прокол изоляции может привести к развитию «древесного» разряда и постепенному выходу кабеля из строя.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (ААБл, АСБл), но часто более низкая по сравнению с медными аналогами (ПвПг).
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии при установке концевых и соединительных муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвЭмПг отличается от АПвПг?

Основное отличие – в конструкции экрана. В АПвПг используется экран в виде медной или алюминиевой фольги (ленты), иногда в комбинации с дренажными проволоками. В АПвЭмПг экран выполнен в виде спирально наложенных медных проволок. Проволочный экран (индекс «м») обладает более высоким сечением по меди, следовательно, лучшей проводимостью и стойкостью к токам короткого замыкания. Он также обеспечивает лучшую гибкость кабеля.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг в земле (траншее)?

Да, можно, но с обязательным условием защиты от механических повреждений. Кабель должен быть уложен в трубы (ПНД, асбоцементные) или защитные короба на всем протяжении, где существует риск повреждения. Прямая укладка в траншею без защиты не рекомендуется и часто запрещается техническими условиями проекта.

Какой минимальный радиус изгиба у этого кабеля?

Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Например, для кабеля 3х150 мм² на 10 кВ с наружным диаметром около 60 мм, радиус изгиба будет не менее 900-1200 мм. При монтаже концевой муфты на месте изгиб может быть меньше, но в строгом соответствии с инструкцией на муфту.

Как заземляется кабель АПвЭмПг?

Медные проволочные экраны всех трех жил на концах кабеля соединяются между собой и подключаются к контуру заземления. Это делается внутри концевых муфт. Экран должен быть заземлен с двух сторон кабельной линии для предотвращения наведения высокого потенциала и обеспечения нормальной работы защит. В некоторых схемах (при большой длине линии) может применяться одностороннее или поперечное заземление, но это требует специального расчета.

Какие муфты используются для монтажа?

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты. Для АПвЭмПг используются муфты, рассчитанные на экран из медных проволок. Популярны муфты марок 3M, Raychem, Ensto, отечественных производителей (КВТ, ЗЭТ и др.). Крайне важно соблюдать технологию монтажа, обеспечивая абсолютную герметизацию и адгезию материалов.

В чем ключевое преимущество сшитого полиэтилена перед ПВХ изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) является термореактивным материалом с рабочей температурой +90°C, в то время как ПВХ – термопласт, размягчающийся уже при +65-70°C. XLPE обладает значительно более высокой стойкостью к тепловому старению, электрической прочностью и стойкостью к трекингу. Кабели с ПВХ изоляцией на напряжение 6 кВ и выше практически не применяются.

Заключение

Кабель АПвЭмПг представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, эффективной экранировки и алюминиевых жил, обеспечивает высокие токовые нагрузки, долгий срок службы (не менее 30 лет) и удобство монтажа. Критически важным для успешной эксплуатации является правильный выбор условий прокладки (с учетом отсутствия брони), квалифицированный монтаж соединительных аксессуаров и соблюдение требований по заземлению экранов. Данный тип кабеля полностью соответствует тенденциям развития кабельной техники и является рекомендованным к применению в новых проектах.