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.
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.
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.
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.
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.
Поверх основной изоляции накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет функцию эквипотенциальной поверхности.
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.
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.
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.
| 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 Iдоп зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, количества кабелей в траншее и расстояния между ними.
| 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 |
Кабель АПвКПг 1000 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы применения:
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).
Монтаж кабеля АПвКПг 1000 мм² требует соблюдения строгих правил.
| 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. |
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.
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
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.
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).
Iдоп 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.
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.
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).