Кабель АПвЭмПг 3-х жильный 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвЭмПг: конструкция, характеристики и область применения

Кабель марки АПвЭмПг на напряжение 10 кВ представляет собой современное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в сложных условиях. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ); в – внутренняя экранирующая оболочка (экран) из полупроводящего сшитого полиэтилена; Э – экран общий для всех жил в виде медной ленты; м – подушка под броню из битума и полимерных лент; П – броня из плоских оцинкованных стальных проволок; г – защитный покров в виде extruded (выдавливаемого) полимерного шланга (обычно из полиэтилена). Цифра «3» указывает на количество жил, «10 кВ» – номинальное напряжение.

Конструкция кабеля АПвЭмПг 3х жильного 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал класса А или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства, уменьшая общий диаметр и вес кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² или многопроволочной.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран). Непосредственно на жилу накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу превосходные тепловые и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а кратковременно кабель может выдерживать перегрузки до +130°C. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм).
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран). Поверх изоляции накладывается второй слой полупроводящего СПЭ. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран, но с внешней стороны изоляции. Вместе эти два экрана и изоляция образуют неразрывную трехслойную систему, изготавливаемую методом тройной совмещенной экструзии.
• Поясная изоляция. Три экранированные изолированные жилы скручиваются вместе. Поверх скрутки накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полупроводящей бумаги или полимерной ленты. Она служит для формирования круглой формы сердечника и дополнительного выравнивания поля в межжильном пространстве.
• Общий экран (электромагнитный экран). На поясную изоляцию накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Его назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания. Наличие этого экрана является обязательным для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• Подушка под броню. Представляет собой слой битумного состава и/или полимерных лент (крепированной бумаги, PET-ленты), накладываемый поверх общего экрана. Защищает нижележащие элементы от коррозии и механических повреждений, которые могут возникнуть от бронепокрова.
• Броня. Выполнена из плоских оцинкованных стальных проволок (Пп), наложенных по спирали. Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Плоская форма проволок создает более плотный и гладкий покров по сравнению с круглыми, что облегчает протяжку кабеля в трубах.
• Защитный шланг (наружная оболочка). Внешний покров из полиэтилена (обозначение «г» – extruded) или поливинилхлоридного пластиката. Защищает броню от коррозии, агрессивных сред (химических веществ, масел) и атмосферных воздействий. Имеет, как правило, черный цвет и содержит стабилизаторы к УФ-излучению для прокладки на открытом воздухе.

Основные технические и электрические характеристики

Кабель АПвЭмПг 3х10 кВ соответствует строгим требованиям нормативных документов. Ниже приведены ключевые параметры.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры кабеля АПвЭмПг на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	8,7/10 (12) кВ
Система испытательного напряжения (переменный ток, 50 Гц, 5 мин.)	18 кВ
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90°C
Температура жилы при коротком замыкании (длительность до 5 сек.)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x D (наружного диаметра кабеля)
Срок службы	Не менее 30 лет
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 (для прокладки в земле, туннелях, каналах, на открытом воздухе, в помещениях)

Таблица 2. Примеры сечений и массо-габаритных показателей (ориентировочные)

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток при прокладке в земле (грунт 1,5 К*м/Вт), А
3х50	45-50	3500-4000	190-210
3х95	55-60	5000-5500	270-290
3х150	60-65	6500-7000	330-350
3х240	70-75	8500-9000	410-430

*Точные значения необходимо уточнять в технической документации производителя для конкретной конструкции.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭмПг 3х10 кВ предназначен для работы в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Благодаря броне и защитному шлангу он универсален с точки зрения способов прокладки:

• Прокладка в земле (траншеях). Является основным способом. Кабель устойчив к механическим нагрузкам от давления грунта, коррозии и воздействию блуждающих токов. Требуется устройство песчаной подушки и засыпка, защита кирпичом или плитами в местах с повышенной нагрузкой.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах и галереях. Броня обеспечивает защиту от возможных падений предметов, растяжения.
• Прокладка в помещениях, включая производственные с высокой пожароопасностью. Изоляция из СПЭ не распространяет горение при одиночной прокладке (индекс «нг» в маркировке отсутствует, но материал соответствует требованиям нераспространения).
• Прокладка на открытом воздухе. УФ-стабилизированная полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к солнечному излучению и атмосферным осадкам.

Кабель не предназначен для прокладки в болотах, солончаках, вечной мерзлоте без дополнительных мероприятий, а также в шахтах, опасных по газу и пыли, если это не оговорено специальным исполнением.

Сравнение с аналогами и преимущества

Основными аналогами кабеля АПвЭмПг на 10 кВ являются кабели с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл) и кабели с изоляцией из СПЭ в иных конструкциях (АПвПг, АПвБбШв).

• Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
  • Отсутствие риска утечки масла и необходимости мониторинга масляных напорных систем.
  • Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает монтаж.
  • Возможность прокладки на трассах с большими перепадами уровней без ограничений.
  • Более простой и экологичный монтаж муфт и концевых заделок.
• Преимущества конструкции АПвЭмПг перед другими СПЭ-кабелями:
  • Перед АПвПг (с круглопроволочной броней): Более компактная и гладкая броня из плоских проволок облегчает протяжку в трубах, обеспечивает лучшую защиту от поперечных сдавливающих нагрузок.
  • Перед АПвБбШв (с броней из стальных лент и ПВХ-шлангом): Броня из проволок, особенно плоских, обеспечивает более высокую стойкость к растягивающим усилиям. Полиэтиленовый шланг («г») обладает, как правило, лучшими диэлектрическими и влагозащитными свойствами, а также стойкостью к низким температурам.
• Общие преимущества СПЭ-изоляции: Высокие диэлектрические характеристики, стойкость к тепловому старению, простота обслуживания.

Монтаж, соединение и заделка

Монтаж кабеля АПвЭмПг требует соблюдения правил ПУЭ и технологических карт. Ключевые этапы:

1. Раскатка. Производится с учетом минимального радиуса изгиба (15D). Запрещается волочение кабеля по земле, повреждение оболочки. Используются кабельные ролики.
2. Подготовка к монтажу муфт. Торцы кабеля отрезаются перпендикулярно оси. Послойно снимаются оболочка, броня, подушка, экраны и изоляция с использованием специального монтажного инструмента. Крайне важна чистота и точность размеров.
3. Установка соединительных или концевых муфт. Для кабелей 10 кВ с изоляцией из СПЭ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты. Технология обеспечивает герметичное, электрически и механически прочное соединение или заделку. Для соединения жил используются механические соединители (опрессовка) или сварка.
4. Заземление. Броня, общий медный экран и подушка под броней (если она проводящая) должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это требование безопасности и правильной работы защит.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭмПг и АПвПуГ?

Основное отличие – в конструкции брони и внешней оболочки. У АПвПуГ броня выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (индекс «у»), а защитный покров – из полиуретана (индекс «У»). Полиуретан обладает повышенной стойкостью к истиранию и механическим повреждениям, что может быть критично для прокладки методом ГНБ (горизонтально-направленного бурения). Кабель АПвЭмПг с плоской проволочной броней и ПЭ шлангом более распространен для традиционных способов прокладки.

Можно ли использовать кабель АПвЭмПг для прокладки по воздуху (по фасадам, между опорами)?

Да, можно. Кабель имеет УХЛ исполнение и предназначен для прокладки на открытом воздухе. Однако при этом необходимо учитывать механическую нагрузку от собственного веса и ветра, обеспечивая соответствующее крепление с допустимым шагом. Для длинных пролетов может потребоваться несущий трос. Также важно убедиться, что в паспортных данных указана стойкость оболочки к УФ-излучению.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвЭмПг 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих рядом кабелей) и по потере напряжения. Расчеты выполняются в соответствии с ПУЭ гл. 1.3. Для предварительной оценки можно пользоваться таблицами допустимых токов, приведенных в ГОСТ 31996-2012 или технических каталогах производителей, с последующей корректировкой на реальные условия.

Нужно ли использовать концевые муфты (концевики) при вводе кабеля в КРУ?

Обязательно. Независимо от типа КРУ (элегазовое, вакуумное), изолированная жила кабеля с экранами не может быть подключена к шинам или разъединителю напрямую. Концевая муфта обеспечивает: электрическую изоляцию места среза экранов, герметизацию торца кабеля от влаги, вывод заземляющего проводника от экранов, а также необходимые диэлектрические расстояния. Для подключения к некоторым типам КРУ используются специальные компактные муфты (тройники).

Что означает требование «не распространяющий горение» для данного кабеля и есть ли у него индекс «нг»?

Стандартное исполнение кабеля АПвЭмПг по ТУ 16.К71-335-2004 не содержит в маркировке индекса «нг» (не распространяющий горение). Однако материалы изоляции (СПЭ) и оболочки (ПЭ) сами по себе являются трудносгораемыми. При одиночной прокладке такой кабель не распространяет горение. Для групповой прокладки в помещениях, где предъявляются повышенные требования пожарной безопасности, необходимо выбирать специальное исполнение кабеля с индексом «нг(А)-HF» или «нг(А)-LS», которое имеет изоляцию и оболочку из материалов, не распространяющих горение при групповой прокладке, с низким дымо- и газовыделением.

Как маркируются жилы кабеля АПвЭмПг 3х10 кВ?

Согласно стандартам, изолированные жилы трехжильных кабелей на напряжение до 35 кВ маркируются цифрами 1, 2, 3 или наносятся тиснением (выпуклостью) на внешнем полупроводящем экране. Дополнительно, внешняя оболочка кабеля маркируется через промежутки с указанием завода-изготовителя, года выпуска, марки кабеля, сечения и напряжения.