Кабель АПвЭмПг 4х240: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвЭмПг 4х240 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с медной лентой и наружной оболочкой из полимерной композиции, не распространяющей горение. Данная марка является современной, высокотехнологичной заменой устаревшим бумажно-масляным кабелям и кабелям с ПВХ-изоляцией для средних и высоких напряжений. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долгий срок службы и удобство монтажа в электрических сетях напряжением до 35 кВ включительно.

Расшифровка маркировки АПвЭмПг 4х240

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
• Э – наличие экрана: экран по жилам из электропроводящего материала.
• м – тип экрана: из медных проволок.
• П – материал защитного шланга (оболочки): полиэтилен.
• г – степень герметизации: голый (отсутствие наружных покровов). В контексте ГОСТ 16442-80, на который опирается маркировка, «г» также означает, что кабель не имеет бронепокрова.
• 4х240 – количество и номинальное сечение основных токопроводящих жил: четыре жилы сечением 240 мм² каждая.

Таким образом, полная расшифровка указывает на силовой кабель на напряжение до 35 кВ с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном по жилам из медных проволок и медной ленты, в полиэтиленовой оболочке, не распространяющей горение.

Конструкция кабеля АПвЭмПг 4х240

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая, сечением 240 мм². В зависимости от требований стандарта и производителя, жила может быть выполнена в виде одной проволоки (однопроволочная) для сечений, где это допустимо, или многопроволочной (скрученной из множества проволок). Для сечения 240 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает кабелю необходимую гибкость для транспортировки и укладки. Класс гибкости обычно 1 или 2 по ГОСТ 22483.

2. Экранирование жилы

Поверх каждой изолированной жилы накладывается экран. Он состоит из двух обязательных элементов:

• Электропроводящий слой (полупроводящая экранирующая лента или экструдированный сшитый полупроводящий материал). Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды в изоляции.
• Медный экран. Выполнен в виде медных проволок малого сечения, уложенных спирально поверх полупроводящего слоя, или в комбинации с медной лентой. Основная функция – проведение зарядных и емкостных токов, а также обеспечение пути для тока короткого замыкания в случае пробоя изоляции.

3. Изоляция

Изоляция жилы выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Это ключевой элемент, определяющий преимущества кабеля. Технология сшивки (образования поперечных молекулярных связей) резко повышает термическую стойкость материала. Если обычный полиэтилен начинает размягчаться при ~70-80°C, то сшитый сохраняет форму и электроизоляционные свойства при длительной температуре 90°C и кратковременной до 250°C. Это позволяет увеличить пропускную способность кабеля и его стойкость к перегрузкам.

4. Скрутка изолированных жил

Четыре изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков между ними. Заполнитель обеспечивает механическую стабильность конструкции, округлую форму и может выполнять функцию герметизации.

5. Поясная изоляция и экран

Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция (слой полупроводящего материала) и общий экран. В маркировке АПвЭмПг указан экран из медных проволок («м»), который, как правило, и является общим экраном кабеля. Он накладывается поверх поясной изоляции. Его функции аналогичны экранам жил, но для внешнего электромагнитного поля. Он также служит для защиты от внешних наводок и является элементом системы безопасности, отводя токи при повреждении.

6. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из полимерной композиции на основе полиэтилена (индекс «П» в маркировке). Оболочка типа «Пг» (полиэтиленовая, не распространяющая горение) обладает повышенной стойкостью к распространению горения, что критически важно для групповой прокладки в туннелях, шахтах и коллекторах. Она обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (влаги, химикатов, солнечного излучения) и служит электрическим барьером.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля АПвЭмПг 4х240

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение основных жил	4 x 240 мм²
Материал жилы	Алюминий (Al)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	Полиэтиленовая композиция, не распространяющая горение
Температура эксплуатации, длительная	До +90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева)	До -20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	65 кВ (для 35 кВ кабеля)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭмПг 4х240 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 35 кВ с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.

Типичные объекты применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ в городах и промышленных зонах.
• Вводы и распределение электроэнергии на крупных промышленных предприятиях, нефтехимических комплексах, металлургических заводах.
• Питание мощных трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, эстакадах, по мостам и в специальных каналах.
• Прокладка в пожароопасных и взрывоопасных зонах (при условии соответствия оболочки требованиям ПУЭ к конкретному классу зоны).

Способы прокладки:

• Открытая прокладка: В помещениях, туннелях, по конструкциям. Оболочка «Пг» позволяет вести групповую прокладку.
• Закрытая прокладка: В кабельных каналах, блоках, трубах, шахтах, в земле (в траншеях). Для прокладки в земле необходимо учитывать агрессивность грунтов и возможность механических повреждений. Часто в таких случаях требуется дополнительная защита (броня), которую кабель АПвЭмПг не имеет. Для прокладки в земле обычно выбирают бронированные модификации, например, АПвБбШп или АПвПг.
• Прокладка в воздухе: По фасадам зданий, между опорами. Необходима стойкость оболочки к УФ-излучению, что характерно для полиэтилена.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвЭмПг 4х240:

• Высокая пропускная способность: Допустимая длительная температура +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией (до +70°C).
• Малая масса и внешний диаметр: По сравнению с бумажно-масляными кабелями на то же напряжение (например, АСБ) масса и диаметр кабеля с XLPE изоляцией значительно меньше, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от маслонаполненных кабелей, в сшитом полиэтилене нет текучего диэлектрика, что позволяет прокладку на любой трассе без ограничений по уровню.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и КЗ.
• Высокие диэлектрические характеристики и низкие диэлектрические потери.
• Простота монтажа и соединения: Не требует сложных систем маслоподпитки и особых концевых муфт, как маслонаполненные кабели.
• Высокая стойкость оболочки к влаге и агрессивным средам.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Марка «Пг» не имеет бронепокрова, что делает ее уязвимой для механических воздействий (удары, давление грунта, грызуны) при прокладке в земле без дополнительной защиты.
• Чувствительность к дефектам монтажа: Требует высокой культуры монтажа. Неправильная разделка, задиры изоляции или загрязнение полупроводящих слоев могут привести к локальным разрядам и преждевременному старению.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение или с ПВХ-изоляцией, но часто более низкая, чем у маслонаполненных аналогов с учетом затрат на эксплуатацию.
• Необходимость использования специальных муфт и оконечных заделок, рассчитанных на работу с экранированными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Токовые нагрузки и выбор сечения

Допустимый длительный ток для кабеля АПвЭмПг 4х240 зависит от множества факторов: способа прокладки (в воздухе, в земле), температуры окружающей среды, количества кабелей в группе и расстояния между ними. Данные приводятся в ПУЭ (Глава 1.3) и стандартах. Приведем ориентировочные значения.

Таблица 2. Ориентировочные допустимые длительные токи для кабеля АПвЭмПг 4х240 (жилы с изоляцией из сшитого полиэтилена, +90°C)

Способ прокладки	Температура земли/воздуха	Допустимый длительный ток, А	Примечания
В земле (в траншее, один кабель)	+15°C	~ 410-430 А	Теплоотводящие свойства грунта имеют ключевое значение. Указано для стандартных условий.
В воздухе (открыто, один кабель)	+25°C	~ 390-410 А	При групповой прокладке вводится понижающий коэффициент.
В воздухе (в трубе, один кабель)	+25°C	~ 370-390 А	Теплоотвод хуже, чем при открытой прокладке.

Важно: Для точного расчета токовой нагрузки в конкретных условиях прокладки необходимо руководствоваться актуальными редакциями ПУЭ, методическими указаниями и проводить расчеты с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группу, глубину заложения и т.д.).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвЭмПг от АПвПг?

Основное отличие в конструкции экрана. В кабеле АПвЭмПг экран выполнен из медных проволок («м»), что обеспечивает большую гибкость и лучший контакт при монтаже соединительных муфт. В кабеле АПвПг экран, как правило, выполнен в виде медной ленты, обвитой поверх изолированных жил. Кабель с проволочным экраном часто считается более технологичным для монтажа, особенно на сложных трассах.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг 4х240 непосредственно в земле (траншее)?

Технически оболочка кабеля устойчива к влаге и агрессии грунта. Однако отсутствие бронепокрова (брони) делает его уязвимым для механических повреждений при раскопках, давления камней, деятельности грызунов. ПУЭ (п. 2.3.37) не запрещает такую прокладку, но требует оценки механических воздействий. На практике для прокладки в земле почти всегда выбирают бронированные марки, такие как АПвБбШп (с броней из стальных лент) или АПвПу (с броней из оцинкованных проволок). Прокладка АПвЭмПг в земле допустима только в защитных пластиковых или асбоцементных трубах, лотках, блоках, обеспечивающих механическую защиту.

Какой кабель лучше для сетей 35 кВ: с бумажно-масляной изоляцией (АСБ) или сшитым полиэтиленом (АПвЭмПг)?

В абсолютном большинстве новых проектов предпочтение отдается кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), к которым относится АПвЭмПг. Причины: меньшие масса и габариты, отсутствие риска утечки масла, отсутствие ограничений по трассе, более простой монтаж и обслуживание, высокая стойкость к термическим перегрузкам. Бумажно-масляные кабели (АСБ) сегодня применяются в основном при модернизации старых сетей, где требуется полная взаимозаменяемость, или в особых проектных решениях.

Требуется ли заземление экранов кабеля АПвЭмПг?

Да, это обязательное требование безопасности и правильной эксплуатации. Медные экраны (проволоки и лента) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабеля. Это необходимо для отвода емкостных токов, обеспечения безопасности персонала при повреждении изоляции (срабатывание защит) и снижения электромагнитных помех. В некоторых схемах (для очень длинных линий) может применяться заземление в одной точке с использованием разъединителей или ограничителей перенапряжений на другом конце, но такая схема требует специального расчета.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвЭмПг 4х240?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты, рассчитанные на работу с экранированными кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 35 кВ. Это:

• Соединительные муфты (СТП) – для соединения двух отрезков кабеля по длине. Обеспечивают электрическую непрерывность жил, восстановление изоляции и экранов.
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки) – для подключения кабеля к шинам распределительного устройства, трансформатора или воздушной линии. Наиболее распространены муфты с термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми компонентами.

Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением строгой технологии очистки, наложения полупроводящих и изоляционных слоев.

Как определить необходимое сечение жил (240 мм²) для конкретного объекта?

Выбор сечения 240 мм² или любого другого является результатом комплексного электрического расчета, который включает:

• Определение максимальной расчетной мощности и тока нагрузки.
• Проверку по допустимой длительной токовой нагрузке (по таблицам ПУЭ с учетом всех коэффициентов).
• Проверку на потерю напряжения (должна быть в пределах норм, обычно не более 5%).
• Проверку на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
• Проверку на экономическую плотность тока (для оптимизации капитальных и эксплуатационных затрат).

Для ответственных объектов на напряжение 35 кВ этот расчет выполняет проектная организация.