Кабель АПвКПг 1000 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКПг 1000 мм²: полный технический анализ

Кабель марки АПвКПг сечением 1000 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в медном экране, с продольной герметизацией и в поливинилхлоридной оболочке пониженной горючести. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Кабель сечением 1000 мм² относится к крупным сечениям и применяется на ответственных участках магистральных сетей, для ввода питания на крупные промышленные предприятия, объекты генерации и распределительные подстанции, где требуются высокие токовые нагрузки.

Расшифровка маркировки АПвКПг

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлорида (ПВХ).
• К – наличие экрана из медных проволок поверх скрученных жил (концентрический экран).
• П – наличие экрана из электропроводящего сшитого полиэтилена поверх изолированной жилы (полимерный экран).
• г – обозначение «голый», указывающее на отсутствие бронепокрова. Буква «г» в конце маркировки также подразумевает герметизацию (в данном случае продольную) для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• 1000 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвКПг 1000 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для сечения 1000 мм² кабель, как правило, выполняется одножильным, либо трехжильным. В рамках данной статьи рассматривается наиболее распространенная трехжильная конструкция.

1. Токопроводящая жила

Жила из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 1000 мм² жила секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным по сравнению с жилами круглой формы. Состоит из множества проволок, скрученных в несколько повивов.

2. Внутренний экран (электропроводящий слой)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов на границе между жилой и основной изоляцией.

3. Основная изоляция

Изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения кабеля. Для 10 кВ это, как правило, 4.5 мм, для 35 кВ – 10.5 мм. Сшивка полимера (образование поперечных молекулярных связей) придает материалу высокие термические и механические свойства: повышенная стойкость к тепловой деформации (рабочая температура до 90°С, перегрузочная до 130°С, короткого замыкания до 250°С), высокая стойкость к растрескиванию.

4. Внешний экран (электропроводящий слой)

Поверх основной изоляции накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет функцию эквипотенциальной поверхности.

5. Медный экран (концентрический заземляющий проводник)

Поверх скрученных изолированных жил накладывается экран в виде медных проволок, часто в сочетании с медной лентой. Для кабеля 1000 мм² сечение медного экрана значительное и нормируется. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего или нулевого проводника (в системах с эффективно заземленной нейтралью), а также для проведения токов короткого замыкания.

6. Продольная герметизация

Обозначаемая буквой «г», обеспечивается наложением под оболочку гидрофобных лент или заполнением межжильного пространства гидрофобным составом. Защищает кабель от продольного распространения влаги в случае повреждения оболочки.

7. Оболочка

Наружная оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести. Цвет – обычно черный. Оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также защиту от влаги. Индекс «нг» в маркировке не указывается, но свойства пониженной горючести регламентированы.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для кабеля на 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10(12) кВ; 10/15(17.5) кВ; 20/35(40.5) кВ
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C (не более 100 ч/год)
Максимальная температура при КЗ	+250°C (не более 5 с)
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-15°C
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~ 770-830 А (для прокладки в земле, один кабель в траншее)
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более	0.0291 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.1 Ом/км
Емкость	~0.3 мкФ/км

*Точное значение I_доп зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, количества кабелей в траншее и расстояния между ними.

Механические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение / Описание
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Ограничена весом и габаритами бухты/барабана, обычно не менее 200 м
Срок службы	Не менее 30 лет
Гарантийный срок эксплуатации	5 лет с момента ввода в эксплуатацию

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвКПг 1000 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы применения:

• Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым подстанциям крупных промышленных предприятий (металлургия, машиностроение, химические комбинаты).
• Вводы и межсекционные связи на подстанциях 35/6(10) кВ.
• Кабельные линии в городских кабельных коллекторах и туннелях.
• Прокладка в производственных помещениях с нормальными условиями.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений, так как кабель не имеет бронепокрова.

Условия эксплуатации: Кабель предназначен для эксплуатации в умеренном и холодном климате (обозначение УХЛ и ХЛ категорий размещения 1-5 по ГОСТ 15150). Допускается прокладка в помещениях, кабельных сооружениях, на открытом воздухе (при условии защиты от прямого солнечного излучения), в земле (траншеях). Не предназначен для прокладки в болотах, в грунтах с высокой коррозионной активностью, а также на трассах с возможными смещениями грунта и значительными растягивающими нагрузками (для таких условий требуется бронированный кабель, например, АПвПг).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКПг 1000 мм²

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Благодаря сшитой полиэтиленовой изоляции, допускающей нагрев жилы до +90°C, и большому сечению, кабель способен передавать огромные мощности (для 10 кВ – порядка 14 МВА).
• Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелем с бумажно-масляной изоляцией аналогичного сечения и напряжения, кабель АПвКПг значительно легче и более гибкий, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, не требует обслуживания и мониторинга давления масла.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и токам КЗ.
• Надежная система экранирования: Медный экран обеспечивает безопасность и электромагнитную совместимость.
• Продольная герметизация: Повышает надежность при эксплуатации во влажной среде.

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Чувствительность к механическим повреждениям при прокладке в земле без защитных труб или плит. Требует аккуратного монтажа и подготовки трассы.
• Высокая стоимость: Сечение 1000 мм² и медный экран делают кабель дорогостоящим изделием.
• Сложность монтажа концевой и соединительной муфт: Требует высокой квалификации персонала и специального оборудования для зачистки изоляции, монтажа экрана и герметизации.
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При транспортировке и монтаже необходимо защищать оболочку от ударов и порезов.

Особенности монтажа и прокладки

Монтаж кабеля АПвКПг 1000 мм² требует соблюдения строгих правил.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещено сбрасывание барабанов.
• Раскатка: Рекомендуется использование кабельных роликов, установленных с шагом 2-3 метра, для предотвращения механических повреждений оболочки и трения о грунт или конструкции. Применение лебедок допустимо только за металлическую обечайку барабана, но не за кабель.
• Радиус изгиба: Контроль минимального радиуса изгиба (R ≥ 20D) на всех стадиях монтажа является критически важным. Нарушение ведет к необратимой деформации изоляции и экрана.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7-1.0 м. На дне – подушка из просеянного песка или мягкого грунта толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается таким же слоем песка, затем укладывается сигнальная лента или защитная плита, после чего производится обратная засыпка. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100-250 мм для обеспечения теплоотвода.
• Монтаж муфт: Требует специально обученных специалистов. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных слоев, установку медного экрана и герметизацию. Некачественный монтаж муфты – основная причина отказов кабельных линий.
• Заземление: Медные экраны всех трех жил на обоих концах кабеля должны быть надежно соединены между собой и заземлены. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Сравнение с кабелями других марок

Марка кабеля	Ключевые отличия от АПвКПг 1000 мм²	Предпочтительная область применения
АПвПг (с алюминиевой проволочной броней)	Наличие брони из алюминиевых проволок поверх экрана. Высокая стойкость к механическим повреждениям, коррозионная стойкость брони. Больший вес и радиус изгиба.	Прокладка в земле (в т.ч. с риском повреждений), в агрессивных грунтах, по мостам, эстакадам.
АПвПу2г (с усиленной полиэтиленовой оболочкой)	Наружная оболочка из полиэтилена, а не ПВХ. Более высокая стойкость к влаге и агрессивным средам. Отсутствие галогенов при горении (важно для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности).	Прокладка в воде, в зонах с высокой химической агрессией, на особо ответственных объектах (АЭС, метро).
АСБл (с бумажной изоляцией, в свинцовой оболочке, с броней)	Бумажно-масляная изоляция, свинцовая герметичная оболочка, стальная ленточная броня. Значительно больший вес, меньший допустимый нагрев (70-80°C), сложность монтажа муфт, необходимость соблюдения перепадов уровней.	Реконструкция старых сетей, где исторически применялись кабели с БМИ, объекты с особыми требованиями по опыту эксплуатации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему для сечения 1000 мм² часто используется одножильное исполнение, а не трехжильное?

Для напряжений 35 кВ и выше, а также при необходимости передачи очень больших мощностей, часто применяют три одножильных кабеля АПвКПг 1х1000 мм² вместо одного трехжильного. Это связано с технологическими ограничениями на диаметр и вес трехжильного кабеля большого сечения, а также с лучшими условиями теплоотвода у отдельных кабелей, что позволяет увеличить допустимый ток нагрузки. Кроме того, упрощается монтаж муфт и снижаются потери на вихревые токи в экранах.

2. Как правильно выбрать сечение медного экрана для кабеля 1000 мм²?

Сечение медного экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012 или ТУ производителя). Для кабеля на 10-35 кВ сечением 1000 мм², сечение экрана обычно составляет 95-120 мм². Выбор конкретного значения зависит от ожидаемого тока короткого замыкания и времени его отключения. Экраны должны выдерживать тепловое воздействие тока КЗ без повреждения. Расчет ведется по формуле, аналогичной расчету жилы: Sэкр = Iкз

• √t / k, где k – коэффициент, зависящий от материала.

3. Можно ли прокладывать кабель АПвКПг 1000 мм² в лотках и по эстакадам?

Да, прокладка допустима. Однако необходимо учитывать отсутствие брони. При прокладке на открытом воздухе (по эстакадам) требуется защита от прямых солнечных лучей (использование кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой или защитных кожухов). При прокладке в лотках необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба и правила групповой прокладки (с учетом взаимного нагрева). Для вертикальных участков требуется надежное крепление, чтобы избежать сползания кабеля под собственным весом.

4. Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвКПг 1000 мм²?

Основные особенности: необходимость точной ступенчатой зачистки изоляции с помощью специальных шаблонов; тщательная зачистка и пайка медного экрана (часто используется оплетка или бандаж из медной луженой проволоки); обязательное восстановление внешнего полупроводящего слоя в зоне разделки с помощью токопроводящей ленты или лака; использование термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов, рассчитанных на конкретное напряжение и сечение; строгое соблюдение технологии герметизации. Для кабелей на 35 кВ часто применяются предварительно собранные муфты с эпоксидной изоляцией (СТОМ).

5. Как определяется допустимый ток нагрузки (I_доп) для конкретных условий прокладки?

I_доп указывается в техническом каталоге производителя для базовых условий (например, прокладка в земле: температура грунта +15°С, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м, один кабель). При отклонении условий (более высокая температура грунта, наличие других кабелей вплотную, прокладка в воздухе) применяются поправочные коэффициенты, перемножаемые на базовое значение. Точный расчет ведется по методикам, изложенным в ГОСТ Р МЭК 60287 или в ПУЭ (Глава 1.3). Для ответственных объектов рекомендуется выполнять детальный тепловой расчет.

6. В чем разница между кабелями АПвКПг и АПвЭг?

Основное отличие в конструкции экрана. В кабеле АПвКПг экран выполнен из медных проволок (буква «К»). В кабеле АПвЭг экран выполнен из медных гофрированных лент или спирально наложенной ленты (буква «Э» – экран из медных лент). Кабель с проволочным экраном (К) обладает большей гибкостью и лучшей стойкостью к циклическим изгибам, а также, как правило, имеет большее сечение экрана. Кабель с ленточным экраном (Э) может быть несколько дешевле и иметь меньший наружный диаметр.

7. Какие испытания проходит кабель АПвКПг 1000 мм² перед поставкой?

Кабель подвергается типовым испытаниям по ГОСТ: измерение сопротивления жилы, испытание изоляции повышенным напряжением постоянного или переменного тока (например, для 10 кВ – 30 кВ переменного напряжения в течение 5 мин.), измерение емкости, испытание на стойкость к частичным разрядам. На заводе также проводятся выборочные испытания на нагрев и стойкость к короткому замыканию. При вводе в эксплуатацию на объекте кабельная линия испытывается повышенным выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ, Глава 1.8).