Кабель АПвКаП2г 6 кВ 150 мм
Кабель АПвКаП2г 6 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель марки АПвКаП2г 6 кВ с номинальным сечением жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 6 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности в распределительных сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31996-2012 (и его актуальным редакциям) является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Ка – броня из круглых стальных оцинкованных проволок, П – наружная оболочка из полиэтилена, 2г – индекс, обозначающий, что в конструкции присутствуют гидрофобные заполнители (для трехжильных кабелей).
Конструкция кабеля АПвКаП2г 6 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Класс гибкости 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная в зависимости от стандарта завода-изготовителя).
2. Экран на жиле (полупроводящий слой)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 6 кВ составляет 3,0 мм (по ГОСТ). Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура в аварийном режиме может достигать +130°C (кратковременно +250°C).
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экраном на жиле, создает идеально гладкое, равномерное электрическое поле внутри изоляции.
5. Поясная изоляция и заполнители
Для трехжильных кабелей поверх экранов изолированных жил накладывается поясная изоляция, часто в виде обмотки из полупроводящей ленты. Пространство между жилами заполняется гидрофобным (водоблокирующим) материалом на основе суперабсорбента. Индекс «2г» в маркировке прямо указывает на это. Назначение заполнителей – локализовать возможное распространение влаги вдоль кабеля в случае повреждения наружной оболочки.
6. Медные экраны
Каждая изолированная жила экранирована отдельным медным экраном. Обычно это медная лента или оплетка с определенным переходным сопротивлением. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, проведение токов утечки и, что критически важно, использование в качестве проводника для токов короткого замыкания.
7. Внутренняя оболочка
Поверх скрученных экранированных жил накладывается оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она служит защитным покровом, предохраняющим броню от коррозии и механических повреждений жил, а также выполняет функцию демпфирующего слоя.
8. Броня
Броня типа «Ка» выполнена из круглых оцинкованных стальных проволок, наложенных поверх внутренней оболочки. Она обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Этот тип брони особенно эффективен при прокладке в грунтах с высокой сдвижной нагрузкой.
9. Наружная оболочка
Внешний защитный слой из полиэтилена (ПЭ). Материал обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли) и обладает отличными диэлектрическими свойствами, дополнительно защищая броню от почвенной коррозии.
Основные технические характеристики
Сводные данные для кабеля АПвКаП2г 6 кВ 1х150 и 3х150 мм².
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/6 кВ (7,2 кВ) |
| Количество и сечение жил | 1х150 мм², 3х150 мм² |
| Номинальная частота | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для многожильных с броней из проволок) |
| Строительная длина | Не менее 250 м (по согласованию с заказчиком может быть меньше) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаП2г 6 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях на номинальное переменное напряжение до 6 кВ частотой 50 Гц.
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ применения. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих нагрузок. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и агрессии почвы. Требуется обязательная подсыпка и засыпка песком, укладка сигнально-защитной ленты.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: Допускается при условии отсутствия риска растягивающих нагрузок. Броня обеспечивает защиту от внешних воздействий, включая возможные падения предметов.
- Прокладка в помещениях и частично заболоченных местностях: Возможна благодаря влагостойкой конструкции. Однако не рекомендуется для прокладки в воде (для этого существуют специальные марки кабелей с свинцовой оболочкой).
- Преимущества АПвКаП2г: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), меньший вес и внешний диаметр, отсутствие риска стекания пропиточного состава при перепадах высот, простота монтажа и оконцевания, высокая стойкость к влаге, большая длина поставки (буквально километры без муфт).
- Недостатки АПвКаП2г: Более высокая чувствительность к качеству монтажа концевых заделок, необходимость специального инструмента и обученного персонала для разделки.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Раскатка: Допускается раскатка с барабана волочением по грунту только при наличии специальных салазок или роликов, чтобы не повредить наружную оболочку. Предпочтительна раскатка с помощью лебедки и кабельного ролика.
- Подогрев: При температуре ниже -15°C кабель перед прокладкой необходимо выдержать в теплом помещении не менее 48 часов или прогревать трансформатором тока.
- Оконцевание: Требует применения специальных комплектов для кабелей с изоляцией из СПЭ (термоусаживаемых или холодноусаживаемых). Обязательна тщательная зачистка и обезжиривание, точное соблюдение технологических карт производителя муфт.
- Заземление: Медные экраны и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
Важное ограничение: Прокладка по воздуху (по опорам) без несущего троса не рекомендуется из-за значительного собственного веса кабеля и типа брони, не рассчитанной на длительные растягивающие нагрузки.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, СБ):
Сравнение с кабелем в ПВХ изоляции (АВВГ): Кабели на 6 кВ в ПВХ изоляции практически не применяются, так как СПЭ имеет на порядок лучшие диэлектрические и термические характеристики для среднего напряжения.
Сравнение с кабелем АПвПу2г (в алюминиевой оболочке): Кабель АПвКаП2г, благодаря стальной броне, обладает более высокой механической прочностью на разрыв и защитой от грызунов, но менее гибок и, как правило, тяжелее. Алюминиевая оболочка лучше защищает от проникновения влаги, но менее стойка к химической агрессии.
Расчетные электрические параметры
Для проектирования сетей необходимы следующие данные (приблизительные значения для температуры жилы +90°C).
| Параметр | 3х150 мм² | 1х150 мм² |
|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току (Ом/км), не более | 0.206 | 0.206 |
| Индуктивное сопротивление (Ом/км) | ~0.11 | ~0.15 (зависит от расстояния между кабелями) |
| Емкость (мкФ/км) | ~0.30 | ~0.25 |
| Допустимый длительный ток в земле (грунт 1.2 К*м/Вт, +25°C), А | 305-330 | 350-380 |
| Допустимый длительный ток в воздухе (+25°C), А | 275-300 | 310-340 |
| Ток односекундного короткого замыкания, кА | ~10.5 | ~10.5 |
*Точные значения необходимо брать из технического каталога производителя или рассчитывать согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3.
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвКаП2г от АПвБбШп?
Основное отличие – в типе брони. У АПвБбШп броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб»), что обеспечивает защиту в основном от механических повреждений (порезы, удары). У АПвКаП2г броня из круглых проволок («Ка») лучше защищает от растягивающих усилий и точечных нагрузок (например, давление камней в грунте). Также у АПвКаП2г наружная оболочка из полиэтилена («П»), а у АПвБбШп – из полиэтиленового шланга («Шп»), что по сути одно и то же.
Можно ли проложить этот кабель в воде?
Нет, напрямую в воде (реки, озера) прокладывать кабель АПвКаП2г не рекомендуется. Для постоянной прокладки в водной среде предназначены кабели со свинцовой герметичной оболочкой (например, АПвПу2г). Конструкция АПвКаП2г, несмотря на гидрофобные заполнители, не гарантирует долговременную герметичность при постоянном погружении.
Какой срок службы у этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий эксплуатации и монтажа составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше, так как СПЭ-изоляция стареет медленнее, чем бумажно-масляная.
Нужно ли использовать концевые муфты, и какие?
Да, использование специальных концевых муфт (заделок) обязательно. Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты на напряжение 6-10 кВ, предназначенные specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Выбор зависит от условий монтажа (наличие источника открытого огня для термоусадки) и предпочтений монтажной организации.
Как правильно выбрать сечение 150 мм²?
Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (см. Таблицу 2) с учетом поправочных коэффициентов на температуру грунта, количество кабелей в траншее, способ прокладки, а также по условиям срабатывания защиты при коротком замыкании (проверка на термическую стойкость). Для тока нагрузки ~250-280А в земле это сечение является стандартным и экономически обоснованным.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?
Да. Согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабель, прокладываемый в земле, должен быть защищен от механических повреждений на глубине 0.7-1.0 м. Для этого применяется сигнально-защитная лента из пластика или кирпич, уложенный поперек трассы. При пересечении с дорогами, вводах в здания кабель прокладывается в трубах или блоках.