Кабель АПвКаП 3х50
Кабель АПвКаП 3х50: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКаП 3х50 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, экраном в виде алюмополимерной ленты и внешней оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля АПвКаП 3х50 оптимизирована для работы в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное допускается работа в режиме однофазного замыкания на землю.
Расшифровка маркировки АПвКаП 3х50
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – наличие внутренней оболочки (в данном контексте – экран из алюмополимерной ленты).
- Ка – тип защитного экрана (оболочки поверх скрученных жил) – комбинированный в виде медных проволок и алюмополимерной ленты.
- П – внешняя оболочка из полиэтилена.
- 3х50 – три основные токопроводящие жилы сечением 50 мм² каждая.
- Медные проволоки, наложенные поверх алюмополимерной ленты с заданным шагом. Они выполняют функцию проводника для токов короткого замыкания и заземления.
- Алюмополимерная лента (или только медные проволоки, в зависимости от конструкции), которая обеспечивает 100% продольную герметизацию.
- Распределительные сети среднего напряжения (6-20 кВ).
- Питание мощных потребителей (трансформаторные подстанции, насосные станции, промышленные предприятия).
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений и растягивающих нагрузок.
- В помещениях, туннелях, шахтах, в условиях повышенной влажности.
- Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен устойчив к тепловому старению, влаге, обладает высокой электрической прочностью.
- Продольная герметизация: Алюмополимерная лента обеспечивает надежную защиту от проникновения влаги вдоль кабеля, что критически важно для среднего напряжения.
- Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией (АСБ) и свинцовой оболочкой, кабель АПвКаП значительно легче и более гибкий, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Высокие допустимые температуры: Возможность работы при +90°C и в режимах перегрузки увеличивает пропускную способность линии.
- Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с подпиткой: В отличие от маслонаполненных кабелей или кабелей с бумажной изоляцией.
- Чувствительность к механическим повреждениям оболочки: При повреждении полиэтиленовой оболочки и алюмополимерного экрана возможно проникновение влаги к изоляции с риском развития водных древ.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходимость тщательной заделки концов, использования специальных муфт и инструментов для разделки экрана.
- Ограниченная стойкость к ударным нагрузкам: По сравнению с кабелями в бронепокрове (АПвБбШп).
- Использование алюминия: Алюминиевые жилы подвержены ползучести и требуют применения специальных наконечников с правильным усилием затяжки.
- Прокладывать кабель на глубине не менее 0.7-1.0 метра.
- Использовать защиту в виде сигнальной ленты, кирпича или бетонных плит сверху.
- В местах с повышенным риском механических повреждений (при пересечениях с дорогами, вводы в здания) использовать защитные трубы (ПНД, асбестоцементные, стальные).
- Обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм под кабелем и над ним.
- Соединительные муфты (СТП, СТп, СТИ) – для соединения двух отрезков кабеля. Должны обеспечивать электрическую непрерывность экранов, герметизацию и изоляцию места соединения.
- Концевые муфты (КНТп, КВТп, наружные/внутренние) – для подключения кабеля к оборудованию (ячейке КРУ, трансформатору). Конструкция зависит от места установки (открытый воздух, закрытое помещение).
- Стопорные муфты – используются в кабельных линиях с большим перепадом уровней для ограничения стекания герметизирующего компаунда.
- Алюмополимерная лента (АПЛ) под защитным экраном и, в ряде конструкций, поверх жил, создает непрерывный барьер, препятствующий продольному проникновению влаги вдоль кабеля.
- Герметизация концевых муфт – критически важный элемент общей системы защиты от влаги.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) – расчетный ток линии должен быть меньше допустимого тока для кабеля при конкретных условиях прокладки (с учетом всех поправочных коэффициентов).
- По потере напряжения – особенно актуально для длинных линий.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (Iтерм) – сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой.
- По экономической плотности тока – для выбора оптимального сечения с точки зрения капитальных и эксплуатационных затрат (регламентируется ПУЭ).
Конструкция кабеля АПвКаП 3х50
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность изделия.
1. Токопроводящая жила
Жила из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной, сечением 50 мм². По форме жила может быть круглой или секторной (сегментной). Использование секторных жил позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов на изоляцию и оболочку, что делает кабель более компактным и экономичным. Жила соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483.
2. Фазная изоляция
Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или пероксидной сшивки. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Сшитый полиэтилен обладает высокими электрическими и механическими характеристиками, сохраняет свойства при высоких температурах (длительно допустимая температура жилы +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C).
3. Экранирование жил
Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений.
4. Поясная изоляция и заполнение
Изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Межфазное пространство заполняется экструдированным или наложенными жгутами из невулканизированной резиновой смеси, что обеспечивает круглую форму кабеля и механическую стабильность.
5. Внутренний экран (подушка)
Поверх скрученных жил накладывается экран в виде алюмополимерной ленты (АПЛ). Эта лента состоит из алюминиевой фольги, ламинированной с одной или двух сторон полимерной пленкой. Она выполняет функцию продольной гидроизоляции, защищая сердечник кабеля от влаги, а также является элементом экранирующей системы.
6. Защитный экран (Ка)
Комбинированный экран, состоящий из двух элементов:
Этот слой является ключевым для кабелей на среднее напряжение, обеспечивая безопасность и требуемый уровень экранирования.
7. Внешняя оболочка
Защитная оболочка из полиэтилена (ПЭ) или светостабилизированного полиэтилена (ПЭ СТ). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных химических сред, ультрафиолетового излучения и влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для Uн=10 кВ)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля АПвКаП 3х50 на напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, Uн/U (Um), кВ | 10 | Между жилой и землей/экраном |
| Максимальное рабочее напряжение, Um, кВ | 12 | |
| Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, кВ | 25 | В течение 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ | 60 | В течение 10 мин. |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C | +90 | |
| Допустимая температура жилы в режиме перегрузки, °C | +130 | |
| Допустимая температура жилы в режиме КЗ, °C | +250 | Длительность до 5 с |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C | -20 | |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15xDнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 1000 | При температуре +20°C |
Токовые нагрузки (справочно)
Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от условий прокладки (в земле, в воздухе). Приведены ориентировочные значения для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт.
| Условие прокладки | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|
| В земле (одножильный кабель в трубе) | ~175-190 |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | ~200-220 |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться по актуальным нормативным документам (ПУЭ, ГОСТ Р 52796-2007, методики расчета) с учетом всех поправочных коэффициентов на группирование, температуру среды и т.д.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаП 3х50 предназначен для эксплуатации в стационарных установках без значительных растягивающих усилий. Основные сферы применения:
Ограничения: Не рекомендуется для прокладки в блоках, трубах без дополнительной защиты, а также в грунтах с высокой коррозионной активностью к алюминию (болотах, солончаках, свалках) без дополнительных мер защиты. Полиэтиленовая оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКаП 3х50
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и эксплуатации.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвКаП 3х50 | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|
| АПвБбШп 3х50 | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент и защитного шланга из полиэтилена. Высокая механическая защита. | Прокладка в земле (траншеях) с высоким риском механических повреждений, в том числе в грунтах с наличием блуждающих токов. |
| АПвПу 3х50 | Внешняя оболочка из полиуретана. Повышенная стойкость к истиранию, УФ-излучению, гибкость при низких температурах. | Прокладка на открытом воздухе, по фасадам, в условиях частых перегибов. |
| АСБ 3х50 | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня. Тяжелый, большой радиус изгиба, требует системы подпитки. | Реконструкция старых сетей, где исторически применялись кабели с бумажной изоляцией. |
| ПвП 3х50 | Медные жилы вместо алюминиевых. Более высокая проводимость, стойкость к окислению, но значительно более высокая стоимость. | Ответственные объекты, где требуется максимальная надежность и компактность при высоких токах нагрузки. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие АПвКаП от АПвБбШп?
Основное отличие – в наличии бронепокрова. АПвБбШп имеет броню из стальных оцинкованных лент и защитный шланг, что обеспечивает повышенную механическую защиту от повреждений (раскапывание, давление грунта, грызуны). АПвКаП такой защиты не имеет, его оболочка – полиэтиленовая, рассчитанная на общие механические воздействия. АПвКаП легче и дешевле, но требует более аккуратной прокладки в земле, часто в трубах или лотках.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП 3х50 в земле (траншее) без защиты?
Да, прокладка в траншее допускается нормативными документами (ПУЭ, ГОСТ). Однако, учитывая отсутствие брони, рекомендуется:
Как правильно выбрать номинальное напряжение для кабеля (6, 10 или 20 кВ)?
Выбор определяется напряжением сети, в которую интегрируется кабель. Необходимо учитывать не только номинальное линейное напряжение (Uн), но и максимальное рабочее напряжение сети (Um). Например, для сети 10 кВ (Um = 12 кВ) применяется кабель на Uн/U = 10 кВ. Использование кабеля на более низкое напряжение (6 кВ) недопустимо, так как его изоляция не рассчитана на повышенные напряжения. Использование кабеля на более высокое напряжение (20 кВ) допустимо, но экономически нецелесообразно из-за большей толщины изоляции и, как следствие, более высокой стоимости.
Какие муфты необходимо использовать для монтажа кабеля АПвКаП?
Для соединения и оконцевания кабеля АПвКаП применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена:
Все работы по монтажу муфт должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и строгим соблюдением технологии производителя муфт.
Что такое «водные древы» и как кабель АПвКаП защищен от них?
Водные древы – это древовидные каналы, образующиеся в изоляции из сшитого полиэтилена под воздействием влаги и электрического поля. Это основной фактор старения для кабелей данного типа. Защита в кабеле АПвКаП обеспечивается системой продольной герметизации:
При повреждении оболочки и АПЛ влага может проникнуть к изоляции, что в долгосрочной перспективе приведет к образованию водных древ и пробою.
Как определить необходимое сечение жил (50 мм²) для конкретного объекта?
Сечение 50 мм² является типовым для распределительных сетей 6-10 кВ. Выбор конкретного сечения производится на основе расчета по следующим критериям:
Окончательный выбор сечения должен быть закреплен в проектной документации, выполненной в соответствии с действующими нормами.