Кабель АПвКаВ 120 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКаВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 6-35 кВ, с алюминиевой жилой, экранированный, с защитным покровом. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов в современных кабельных линиях среднего класса напряжения, предназначенных для стационарной прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и соответствие жестким требованиям современных энергосистем.

Расшифровка маркировки АПвКаВ 120 мм²

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый).
• Ка – тип экрана: комбинированный (поверх токопроводящего экрана из медных проволок или лент наложена полупроводящая экструдированная оболочка).
• В – материал защитного покрова (наружной оболочки): поливинилхлоридный пластикат.
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвКаВ 120 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс жилы (1 или 2) указывается в дополнении к маркировке. Жила имеет круглую форму и служит для передачи электрической энергии.

2. Экран жилы (внутренний полупроводящий слой)

Поверх жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Основная изоляция

Нанесенный поверх экрана жилы слой изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина этого слоя нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля. Для 10 кВ, например, она составляет около 4,5 мм. СПЭ обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C).

4. Экран изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции наносится экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он также служит для выравнивания электрического поля.

5. Медный экран (заземляющий)

Поверх внешнего полупроводящего слоя наложен экран в виде медных проволок (реже – медных лент, спирально наложенных). Этот экран выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки. Сечение медных проволок нормировано.

6. Разделительный слой

Представляет собой поясную изоляцию, обычно из лент из ПЭТ или крепированной бумаги, наложенную поверх медного экрана. Предназначен для защиты медных проволок от контакта с внешней оболочкой и предотвращения их коррозии.

7. Защитный покров (наружная оболочка)

Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), наносимый методом экструзии. Цвет оболочки, как правило, черный. Оболочка обеспечивает механическую защиту внутренних элементов кабеля от повреждений, а также защиту от влаги, агрессивных сред (в определенных пределах) и ультрафиолета (при прокладке на открытом воздухе).

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для кабеля на 10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 26/35 (40,5) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	Длительный режим работы
Допустимая температура при КЗ	+250°C	Продолжительность не более 5 сек
Минимальная температура монтажа	-15°C	Без предварительного прогрева
Сопротивление изоляции	Не менее 100 МОм·км	При температуре +20°C
Емкость	Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км	Зависит от конструкции
Индуктивное сопротивление	Приблизительно 0,1-0,15 Ом/км	Зависит от взаимного расположения фаз

Механические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение/Описание
Строительная длина	Обычно от 200 до 600 м, зависит от завода-изготовителя
Минимальный радиус изгиба	Не менее 15 наружных диаметров кабеля при монтаже
Срок службы	Не менее 30 лет
Способ прокладки	В земле (траншеях), кабельных сооружениях, на эстакадах, в помещениях
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150

Токовые нагрузки (допустимый длительный ток) для кабеля 10 кВ

Значения сильно зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные данные для наиболее распространенных условий.

Условия прокладки	Допустимый длительный ток, А	Примечания
В земле (в траншее), грунт с удельным тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт, глубина заложения 0.7 м, температура грунта +15°C	~320-340	Одна кабельная линия
В воздухе (на открытом воздухе или в помещении), температура воздуха +25°C	~290-310	Одна кабельная линия
В кабельном канале (лотке)	~250-270	С учетом ухудшения теплоотвода

Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться расчетом по методикам, приведенным в ПУЭ 7-го издания, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли/воздуха, количество работающих рядом кабелей, тепловое сопротивление грунта и др.).

Область применения кабеля АПвКаВ 120 мм²

• Распределительные сети 6-35 кВ: Основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках.
• Питание мощных потребителей: Подключение трансформаторных подстанций, крупных промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций.
• Кабельные вставки в ВЛ: Устройство переходов через инженерные сооружения или в условиях стесненной городской застройки.
• Прокладка в кабельных коллекторах и туннелях: Ввиду наличия нераспространяющей горение оболочки (при использовании ПВХ пластиката пониженной горючести) кабель может применяться в таких сооружениях.
• Резервирование воздушных линий: Для повышения надежности электроснабжения ответственных объектов.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):

• Более высокая допустимая температура работы (+90°C против +70-80°C).
• Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке.
• Меньший вес и внешний диаметр при одинаковом сечении и напряжении.
• Большая строительная длина.
• Проще и экологичнее монтаж (не требуется спецарматура для остановки масла).
• Более высокая стойкость к термическим перегрузкам.

Преимущества перед кабелем с ПВХ изоляцией:

• Более высокие диэлектрические характеристики и рабочее напряжение.
• Лучшие температурные показатели (ПВХ «плывет» при высоких температурах).

Недостатки:

• Чувствительность к механическим повреждениям (порезы, задиры) при монтаже, особенно изоляции и экрана.
• Более высокая стоимость по сравнению с АСБл на низкие напряжения.
• Требовательность к квалификации персонала, производящего монтаж концевых и соединительных муфт. Необходима идеальная зачистка и обработка изоляции.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания барабанов.
• Радиус изгиба: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (не менее 15D) при всех монтажных операциях.
• Раскатка: Рекомендуется использовать кабельные чулки и направляющие ролики для предотвращения повреждения оболочки.
• Защита от повреждений: При прокладке в земле кабель должен быть защищен сверху сигнальной лентой, а при высокой вероятности механических повреждений – кирпичом или бетонными плитами.
• Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Монтаж муфт: Должен производиться в условиях чистоты, с использованием специального инструмента и материалов, рекомендованных производителем кабеля и муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКаВ от АПвПу?

Основное отличие заключается в конструкции защитного покрова. У кабеля АПвПу («у» – усиленная защита) поверх экрана наложена герметичная оболочка из выпрессованного полимера (чаще всего полиэтилена), а затем уже броня из стальных оцинкованных лент и наружная оболочка из ПВХ. Кабель АПвКаВ имеет только ПВХ оболочку. Следовательно, АПвПу предназначен для прокладки в земле с повышенными механическими нагрузками, в том числе в условиях вибрации, без дополнительной защиты кирпичом.

Можно ли прокладывать АПвКаВ 120 мм² в земле?

Да, это один из основных способов прокладки. Однако при наличии блуждающих токов, химически агрессивной среды или высокого риска механических повреждений (например, в местах возможных земляных работ) необходимо применять дополнительную защиту: укладку в трубы, защиту плитами или применение кабеля с броней (АПвБбШв, АПвПу).

Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На что ориентироваться кроме тока нагрузки?

Помимо длительного допустимого тока, сечение выбирается по следующим критериям:

• Потери напряжения (ΔU): Должны быть в пределах норм ПУЭ (обычно не более 5% от номинального).
• Термическая стойкость при коротком замыкании: Проверяется, чтобы сечение было не менее минимального, рассчитанного по току КЗ и его продолжительности.
• Экономическая плотность тока: Для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки.
• Перегрузочная способность: С учетом возможных аварийных или послеаварийных режимов.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в кабельном лотке внутри помещения?

Если лотки проложены в местах, исключающих механические повреждения (например, по стенам или потолку электротехнических помещений), дополнительная защита не требуется. Если кабель проложен в зоне возможных повреждений на высоте менее 2 метров, рекомендуется использовать лотки с крышками или прокладывать кабель в трубах.

Как отличить качественный кабель АПвКаВ при приемке?

• Проверить маркировку на барабане и на самой оболочке кабеля (должна быть четкой, несмываемой, с указанием марки, сечения, напряжения, года выпуска, завода-изготовителя).
• Запросить у поставщика полный комплект документов: сертификат соответствия, паспорт качества, протоколы испытаний.
• Визуально осмотреть конец кабеля на барабане: изоляция и оболочка должны быть без вмятин, вздутий, посторонних включений. Жила – чистая, без следов окисления.
• Проверить геометрию: сечение жилы (замерить штангенциркулем и рассчитать), толщину изоляции и оболочки (по паспорту или микрометром).

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКаВ 120 мм²?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты на напряжение 6-35 кВ:
Соединительные муфты – для соединения двух отрезков кабеля. Концевые муфты (наружной или внутренней установки) – для подключения к шинам РУ, трансформаторам. В настоящее время наибольшее распространение получили муфты с изоляцией из термоусаживаемых материалов или из холодноусаживаемой резины. Выбор типа муфты зависит от условий эксплуатации и требований проекта.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный производителем срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от:
Соблюдения условий прокладки и монтажа (особенно отсутствия повреждений при укладке).
Соблюдения режимов нагрузки (отсутствие длительных перегрузок).
Корректности работы релейной защиты, отключающей поврежденные участки.
Внешних условий (агрессивность грунта, вибрации, температура).
Качества проведенных монтажных работ (установки муфт).