Кабель АПвКаП 1х50: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвКаП 1х50 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилой, экранированный и бронированный, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, а также в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов.

Расшифровка маркировки АПвКаП 1х50

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
• П – наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты или экструдированного полиэтилена/ПВХ поверх брони.
• 1х50 – одна токопроводящая жила сечением 50 мм².

Таким образом, полное наименование расшифровывается как: Кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный круглыми стальными проволоками, с защитным покровом, одножильный, сечением 50 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля АПвКаП 1х50

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает механическую прочность, стойкость к внешним воздействиям и высокие электрические характеристики.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 50 мм² жила, как правило, выполняется круглой формы, может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2. Алюминий обеспечивает меньший вес и стоимость по сравнению с медью, что критически важно для магистральных линий.

2. Экранирующий слой над жилой (экран жилы)

Представляет собой экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий электрическую прочность кабеля. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства. Изоляция рассчитана на длительную работу при температуре жилы до +90°C и в режиме перегрузки до +130°C.

4. Экранирующий слой над изоляцией (экран изоляции)

Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Замыкает электрическое поле внутри кабеля, обеспечивая его радиальную симметрию. Поверх этого слоя накладывается медная лента или оплетка, которая служит проводящим экраном и предназначена для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении.

5. Поясная изоляция

В виде обмотки из электроизоляционной пленки или ленты, накладываемой поверх экрана. Предотвращает возможность повреждения экрана острыми кромками брони.

6. Броня

Выполнена из круглых оцинкованных стальных проволок, навиваемых поверх поясной изоляции. Основное назначение – защита кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание грунтом, грызуны). Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.

7. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена, накладываемого поверх брони. Защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия внешней среды (почва, химические вещества, влага). Имеет, как правило, черный цвет.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для U₀/U = 8.7/10 кВ)

• Номинальное напряжение: 6, 10, 20 кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы в режиме перегрузки: +130°C.
• Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
• Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 100 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа: 2.5U₀ + 2 кВ в течение 5 мин. Например, для 10 кВ кабеля: 2.5*8.7 + 2 ≈ 23.75 кВ.

Механические и эксплуатационные параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
• Диапазон рабочих температур окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические показатели АПвКаП 1х50 (на 10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Наружный диаметр, мм	35 — 40	Зависит от толщины изоляции и конструкции брони
Масса 1 км кабеля, кг	1800 — 2200
Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более	0.641	Согласно ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки, А (в земле)	175 — 205	Зависит от условий прокладки (удельное тепловое сопротивление грунта, температура)
Допустимый длительный ток нагрузки, А (в воздухе)	190 — 220
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.11	При частоте 50 Гц
Емкость, мкФ/км	~0.25

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКаП 1х50 предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-20 кВ: Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов в городах, поселках, промышленных зонах.
• Промышленные предприятия: Питание мощного электропривода, главных понизительных подстанций цехов.
• Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, горнодобывающие предприятия.
• Установки с высокой вероятностью механических воздействий: Броня из стальных проволок делает кабель предпочтительным для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, в зонах с риском повреждения, в том числе от деятельности грызунов.
• Трассы с перепадами высот и вертикальные участки: Броня из проволок хорошо воспринимает растягивающие нагрузки.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях) с песчаной подушкой и защитным кирпичом или сигнальной лентой.
• В кабельных каналах, блоках, тоннелях и коллекторах.
• В помещениях, туннелях, шахтах, включая места с повышенной влажностью.
• На открытом воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей (например, под навесами).

Важно: При прокладке в земле необходимо учитывать коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов. В сильноагрессивных средах может потребоваться дополнительная защита.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаП 1х50

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от повреждений, растяжения и сдавливания.
• Надежность изоляции: Сшитый полиэтилен не подвержен термопластичности, имеет высокую стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
• Устойчивость к влаге: Полная герметичность конструкции благодаря экструдированным слоям.
• Более легкий монтаж на вертикальных участках: По сравнению с ленточной броней, проволочная броня лучше держит вес кабеля.
• Экономичность: Использование алюминиевой жилы снижает стоимость метра кабеля по сравнению с медными аналогами.
• Длительный срок службы.

Недостатки:

• Большой вес и радиус изгиба: Усложняет транспортировку и монтаж в стесненных условиях.
• Необходимость применения концевых заделок: Требуется тщательная разделка и монтаж концевых муфт для заземления экрана и брони.
• Требовательность к качеству монтажа: Неправильная разделка или повреждение изоляции при монтаже могут привести к пробою.
• Отсутствие несущего троса: При прокладке по воздуху на большие расстояния требуется отдельный несущий трос.

Отличия от кабелей других марок

АПвКаП vs АПвПу:

Кабель АПвПу имеет броню из двух стальных оцинкованных лент. Проволочная броня (Ка) лучше воспринимает растягивающие нагрузки, а ленточная (Пу) – радиальные удары. АПвКаП чаще применяется на трассах с перепадами высот.

АПвКаП vs АСБл:

Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по перепадам высот из-за стекания пропитки), морально устарел. АПвКаП со сшитым полиэтиленом лишен этих недостатков, имеет большую пропускную способность и допускает большие перепады уровней.

АПвКаП vs ПвКаП:

Кабель ПвКаП имеет медную жилу. Он дороже, тяжелее (для меди), но обладает меньшим электрическим сопротивлением, что позволяет при том же сечении передавать большую мощность или снижать потери. Выбор между алюминием и медью часто определяется экономическим расчетом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли прокладывать кабель АПвКаП 1х50 в земле без защитных труб?

Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Броня из стальных оцинкованных проволок предназначена для защиты от механических повреждений в грунте. Однако, согласно ПУЭ, на участках с повышенной вероятностью повреждений (например, в местах частых раскопок) рекомендуется дополнительная защита в виде плит или труб.

2. Как правильно заземлить кабель АПвКаП при монтаже?

Заземлению подлежат оба экрана (медная лента/оплетка) и броня из стальных проволок. Это делается с помощью концевых кабельных муфт (КНТ, ПСТ), в которых предусмотрены лепестки или выводы для соединения заземляющих проводников. На обоих концах линии экран и броня должны быть надежно заземлены для безопасности и обеспечения нормального режима работы сети.

3. Какое максимальное расстояние между муфтами при прокладке в траншее?

Максимальная длина строительной длины кабеля, поставляемой на барабане, обычно составляет 400-600 метров. Фактическое расстояние между соединительными муфтами определяется этой длиной. Технологически монтаж промежуточной муфты на кабеле с изоляцией из сшитого полиэтилена возможен, но требует высокой квалификации. Рекомендуется минимизировать количество муфт, используя максимально возможные строительные длины.

4. В чем разница между АПвКаП и АПвКаВ?

Буква «В» в конце маркировки (АПвКаВ) означает, что наружная оболочка выполнена из поливинилхлорида. Буква «П» в АПвКаП также чаще всего обозначает оболочку из ПВХ или полиэтилена. В современных стандартах (ГОСТ 18410) эти обозначения могут быть синонимами. Необходимо уточнять материал оболочки в технических условиях производителя.

5. Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретной задачи?

Сечение 50 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества кабелей в траншее) и проверки на потерю напряжения. Для напряжения 10 кВ сечение 50 мм² обычно применяется для нагрузок примерно до 3-4 МВА при прокладке в земле. Окончательный выбор должен быть сделан на основе проектного расчета в соответствии с ПУЭ гл. 1.3.

6. Допустима ли совместная прокладка нескольких одножильных кабелей АПвКаП в одной траншее?

Да, допустима, но с соблюдением требований ПУЭ (п. 2.3.86). Кабели рекомендуется укладывать треугольником или с промежутками, чтобы уменьшить взаимное нагревание и учесть увеличение индуктивного сопротивления. Необходимо выполнить перерасчет допустимой токовой нагрузки с учетом коэффициента снижения, который зависит от количества кабелей и расстояния между ними.

7. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКаП 1х50?

Применяются стопорные и соединительные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение (10 кВ). Например, муфты типа 3СТп/3СОп, 3СТп-10/3СОп-10, или современные термоусаживаемые (ТСК) и холодноусаживаемые (ХВСт) муфты. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений монтажной организации.

Заключение

Кабель АПвКаП 1х50 является современным, надежным и технологичным решением для построения распределительных сетей среднего класса напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилы и проволочной брони, оптимизирована для работы в сложных условиях, включая прокладку в земле и на участках с механическими нагрузками. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с требованиями ПУЭ и технической документации гарантируют долговечность и бесперебойность работы энергетических систем.