Кабель АПвКаПг 1-х жильный

Кабель АПвКаПг 1-х жильный: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвКаПг 1-х жильный представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в современных электрических сетях среднего напряжения, где предъявляются высокие требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвКаПг

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и отражает ключевые особенности его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
• Ка – экран по изоляции жилы в виде полупроводящего слоя, наложенного экструзионным способом (отличается от ленточного экрана, обозначаемого просто «Э»).
• Пг – наружная оболочка из полиэтилена низкого давления (высокой плотности) или полиэтилена, не распространяющего горение.
• 1-х жильный – одножильное исполнение. Для кабелей на 20 и 35 кВ это, как правило, обязательное требование из-за значительных сечений и потерь.

Конструкция кабеля АПвКаПг

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или А97 по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для уменьшения общего диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей сажу или другие проводящие наполнители. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что исключает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силановым методом придает материалу повышенные термомеханические свойства. Изоляция сохраняет эластичность и диэлектрические характеристики при длительной рабочей температуре до 90°C и в кратковременном режиме до 130°C.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Также наносится экструзионным способом поверх изоляции. Формирует совместно с экраном по жиле коаксиальную конструкцию, в которой изоляция находится в равномерном радиальном электрическом поле. Этот слой является обязательным для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

5. Медный экран (поясная экранировка)

Располагается поверх внешнего полупроводящего слоя. Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных с заданным шагом, или в виде медной ленты, наложенной продольно или в перекрывающую спираль. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Создание пути для тока короткого замыкания и токов утечки.
• Выполнение функции заземляющего проводника.

6. Оболочка

Наружная защитная оболочка из полиэтилена (Пг). Полиэтиленовая оболочка обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), солнечному излучению и механическим повреждениям. Исполнение «Пг» также подразумевает, что материал оболочки не распространяет горение при одиночной прокладке.

Основные технические характеристики

Номинальные напряжения и сечения

Кабель АПвКаПг выпускается на три класса номинального напряжения: 10, 20 и 35 кВ. Диапазон стандартных сечений алюминиевой жилы:

• Для 10 кВ: от 50 до 800 мм² (иногда от 35 мм²).
• Для 20 кВ: от 70 до 800 мм².
• Для 35 кВ: от 70 до 800 мм².

Электрические параметры

Параметр	Условия / Значение
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	Для 10 кВ: 30 кВ Для 20 кВ: 45 кВ Для 35 кВ: 65 кВ
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний)	Для 10 кВ: 22 кВ Для 20 кВ: 33 кВ Для 35 кВ: 52 кВ
Допустимая длительная температура токопроводящей жилы	+90°C
Максимальная температура жилы при КЗ (длительность до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-20°C
Температурный диапазон эксплуатации	от -50°C до +50°C
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км

Механические и эксплуатационные характеристики

• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке. Для одножильных кабелей большого сечения это критичный параметр, требующий внимания при проектировании трасс.
• Допустимое растягивающее усилие: Определяется сечением жилы и конструкцией. Для многопроволочных жил усилие рассчитывается исходя из допустимого механического напряжения в алюминии (обычно 40-50 Н/мм²).
• Стойкость к воздействию окружающей среды: Оболочка из ПЭ обеспечивает стойкость к УФ-излучению, влаге (100% при t до +35°C), многим химическим реагентам.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКаПг 1-х жильный предназначен для передачи электроэнергии в трехфазных сетях среднего напряжения. При прокладке одножильных кабелей для трехфазной системы необходимо соблюдать правила взаимного расположения фаз для минимизации потерь.

Типовые объекты применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ.
• Вводы на подстанции и распределительные пункты.
• Питание мощных промышленных потребителей (насосные станции, компрессорные, заводы).
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений (бронирование не предусмотрено).

Особенности прокладки одножильных кабелей:

При протекании переменного тока вокруг одножильного кабеля возникает переменное магнитное поле, что приводит к двум важным эффектам:

• Наведение ЭДС на металлические элементы (броню, экран): Для снижения потерь и нагрева экраны кабелей должны быть заземлены с двух концов (при длинах до нескольких сотен метров). При больших длинах может применяться поперечное сечение экрана.
• Взаимное влияние фаз при неправильной укладке: Несимметричное расположение кабелей разных фаз (в треугольнике или пучком) приводит к разной индуктивности фаз и неравномерному распределению тока. Рекомендуется укладка в «треугольник» или «соприкосновение краев» с регулярной перекладкой (транспозицией) по длине трассы.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

АПвКаПг vs АПвПг

Кабель АПвПг имеет экран по изоляции в виде медных лент, а не экструзионного полупроводящего слоя (Ка). Экструзионный экран (Ка) обеспечивает более плотный и равномерный контакт с изоляцией, лучше выравнивает поле, что особенно важно для кабелей на 20 и 35 кВ. Кабель с экструзионным экраном считается более современным и надежным.

АПвКаПг vs АВВГ

Кабель АВВГ с ПВХ изоляцией и оболочкой уступает по всем ключевым параметрам: рабочая температура +70°C, меньшая стойкость к влаге и старению, более высокие диэлектрические потери. АПвКаПг предпочтительнее для ответственных линий с высокими нагрузками.

Алюминий vs Медь (АПвКаПг vs ПвКаПг)

Медный аналог (ПвКаПг) имеет меньшее электрическое сопротивление, что позволяет при том же сечении пропускать больший ток (примерно на 30%) или использовать меньшее сечение для той же мощности. Однако алюминиевый кабель значительно дешевле и легче. Выбор основан на технико-экономическом расчете с учетом капитальных затрат и потерь электроэнергии за срок службы.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля АПвКаПг требует профессионального подхода. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Осуществляется с помощью специальных механизмов (лебедок, роликов) для предотвращения механических повреждений. Не допускается волочение кабеля по земле, резкие перегибы.
2. Заземление экранов: Медные экраны всех трех фаз подлежат надежному заземлению на обоих концах линии. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ (обычно не менее 16-25 мм² по меди).
3. Монтаж концевых заделок (муфт): Используются специальные концевые муфты (КНТп, ПСТп и др.), предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Муфта обеспечивает плавный контроль электрического поля, герметизацию и защиту от внешней среды.
4. Монтаж соединительных муфт: Для соединения двух строительных длин применяются соединительные муфты (СС). Технология монтажа включает послойное восстановление всех элементов конструкции кабеля (внутренний экран, изоляция, внешний экран, оболочка) с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвКаПг от АПвПу2г?

Кабель АПвПу2г имеет усиленную защитную оболочку из полиэтилена, которая может быть выполнена в виде гофрированного стального каркаса, покрытого сверху полиэтиленом (броня), либо просто толстостенной оболочки. Буква «у» означает «усиленный». АПвКаПг такой усиленной защиты не имеет, его оболочка является стандартной. АПвПу2г применяется при повышенном риске механических повреждений.

Можно ли прокладывать кабель АПвКаПг в земле (траншее)?

Да, можно, но с определенными условиями. Поскольку кабель не имеет брони, его прокладка в земле допускается в местностях, где не ожидается механических повреждений (раскапывания, смещения грунтов и т.п.). Обязательна подсыпка и засыпка песком или мягким грунтом без камней, укладка на глубину не менее 0,7-1,0 метра, а также защита сигнальной лентой или кирпичом сверху. При высоком уровне грунтовых вод или агрессивных почвах рекомендуется прокладка в трубах или тоннелях.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвКаПг?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям, изложенным в ПУЭ гл. 1.3:

• По длительно допустимому току нагрузки (по нагреву): Ток нагрузки не должен превышать табличных значений для данного сечения, способа прокладки и температуры окружающей среды с учетом поправочных коэффициентов.
• По потере напряжения: Потеря напряжения в конце линии не должна превышать значений, установленных для питающих сетей (обычно ±5% от номинального).
• Дополнительно: Для сетей 35 кВ проверяется термическая стойкость к токам КЗ.

Рекомендуется выполнять расчет с помощью специализированного программного обеспечения или привлекать проектные организации.

Нужно ли заземлять медный экран кабеля с двух сторон?

Для одножильных кабелей на напряжение 10-35 кВ заземление экранов с двух сторон является обязательным требованием ПУЭ (п. 1.7.147, 2.3.74). Это обеспечивает безопасность персонала, защищает от наведенного напряжения и создает путь для токов утечки. При большой длине линии (сотни метров и более) для снижения циркулирующих токов по экранам может применяться заземление в одной точке с разделением экранов изолирующими муфтами, но такая схема требует специального обоснования и мер защиты.

Каков срок службы кабеля АПвКаПг?

Номинальный срок службы кабеля АПвКаПг, заявленный производителями и нормируемый ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение температуры, отсутствие перегрузок) и корректном монтаже муфт.

Что означает цвет оболочки кабеля?

Стандартного цветового кодирования для силовых кабелей среднего напряжения не существует. Наиболее распространен черный цвет оболочки. Иногда для удобства идентификации фаз на концах кабеля могут использоваться цветные термоусаживаемые трубки или маркировка согласно ПУЭ (желтый, зеленый, красный для фаз A, B, C соответственно).

Заключение

Кабель АПвКаПг 1-х жильный является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения 10-35 кВ. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, обусловленная сшитой полиэтиленовой изоляцией, отличная стойкость к внешним воздействиям благодаря полиэтиленовой оболочке и оптимальная конструкция экранирования. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и квалифицированный монтаж муфт являются залогом длительной и безотказной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы.