Кабель АПвКПг 240 мм²: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвКПг 240 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с медными проволоками в качестве защитного покрова, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам: А – алюминиевая жила; Пв – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена; К – экран по жиле (в виде медной ленты или проводящего слоя); П – экран из медных проволок (поясной экран); г – голый (отсутствие наружного защитного покрова из материалов, не проводящих ток, таких как шланг из ПВХ). Цифра 240 обозначает номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.

Конструкция кабеля АПвКПг 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию для обеспечения надежной работы в высоковольтных сетях.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей – круглой), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной, в зависимости от требований гибкости.
• Экран по жиле (фазный экран). Обозначается буквой «К» в маркировке. Представляет собой полупроводящий экструдированный слой из сшитого полиэтилена, стойкого к влаге, или комбинацию полупроводящей ленты и медных проволок. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) – материала, подвергнутого процессу вулканизации (сшивке молекул). Обозначается «Пв». Эта технология придает полиэтилену повышенные термические характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается с 70°C (для ПВХ) до 90°C, а кратковременно допустимая перегрузка – до 130°C. СПЭ обладает высокой механической прочностью, стойкостью к термоокислительному старению и влаге.
• Экран по изоляции (поясной экран). Обозначается буквой «П». Состоит из медных проволок (реже – ленты), наложенных поверх изоляции с малым шагом. В кабеле АПвКПг этот экран выполняет роль нулевой жилы (нейтрали) и служит для пропускания токов утечки и токов короткого замыкания. Он также обеспечивает симметричность электрического поля. Медные проволоки обеспечивают гибкость и механическую стойкость экрана.
• Защитный покров (оболочка). Буква «г» указывает на отсутствие внешней полимерной оболочки. Кабель является «голым». Защитную функцию от механических воздействий и коррозии выполняет именно поясной экран из медных проволок, который часто лужен для повышения коррозионной стойкости. Такая конструкция характерна для кабелей, предназначенных для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где нет риска прямого механического повреждения.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры регламентируются стандартами ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 10, 20 и 35 кВ) и ТУ 16.К71-335-2004. Ниже приведены ключевые данные для кабеля АПвКПг на напряжение 10 кВ с сечением 240 мм².

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ	6/10 (12) или 8,7/15 (17,5) или 12/20 (24)
Сечение основной жилы, мм²	240
Количество и форма жил	1 жила, секторная или круглая
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек), °C	+250
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-20
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.125 (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ/5 мин.	Для кабеля 10 кВ: 22-25 кВ
Строительная длина, м	Не менее 250 (может варьироваться по согласованию)

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКПг 240 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 20 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-20 кВ.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
• Прокладка в кабельных сооружениях: тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий.
• Прокладка в помещениях, включая кабельные полуэтажи и технические этажи.

Важное ограничение: Кабель марки «г» (голый) не предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты, так как медный экран подвержен почвенной коррозии и механическим повреждениям. Для прокладки в земле используются модификации с защитной оболочкой из полиэтилена (АПвП) или поливинилхлорида (АПвВ).

При прокладке в воздухе (по эстакадам, стенам) необходимо учитывать воздействие солнечной радиации. Хотя сшитый полиэтилен обладает хорошей стойкостью к УФ-излучению, для длительной эксплуатации на открытом солнце рекомендуется использование кабелей в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (АПвПу) или применение защитных кожухов.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение проводится с кабелями традиционной конструкции с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) и с кабелями в ПВХ изоляции (АВВГ).

Параметр сравнения	АПвКПг (XLPE)	АСБл (Бумажно-масляная)	АВВГ (ПВХ)
Допустимая температура жилы, °C	+90 (длительно)	+80 (длительно)	+70 (длительно)
Допустимая перегрузка	Выше (до +130°C)	Ограничена	Низкая
Требования к прокладке	Нет ограничений по разности уровней	Ограничение по разности уровней (из-за стекания масла)	Нет ограничений по разности уровней
Монтаж при низких температурах	До -20°C без подогрева	Требует подогрева	Сложен при отрицательных температурах (ПВХ дубеет)
Токовая нагрузка (при прочих равных)	Наибольшая	Средняя	Наименьшая
Эксплуатация	Проще, не требует контроля масляных столбов	Требует мониторинга давления масла	Просто
Экологичность и пожароопасность	Без масла, не распространяет горение при одиночной прокладке	Наличие масла, пожароопасен	Выделяет токсичный хлористый водород при горении

Преимущества АПвКПг 240 мм²:

• Высокая пропускная способность по току благодаря повышенной допустимой температуре.
• Отсутствие ограничений по трассе прокладки (перепады высот).
• Высокая стойкость к термоокислительному старению и влаге.
• Меньший вес и внешний диаметр по сравнению с АСБл того же сечения и напряжения.
• Упрощение монтажа и эксплуатации.

Недостатки АПвКПг 240 мм²:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции.
• Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами (отсутствие внешней полимерной оболочки у модификации «г»).
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок – необходима идеальная очистка и герметизация.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля АПвКПг требует соблюдения правил ПУЭ и технологии работы с кабелями с изоляцией из СПЭ. Критически важным этапом является установка соединительных и концевых муфт. Для кабелей 6-20 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает:

• Ступенчатую зачистку изоляции и экранов с соблюдением геометрии.
• Тщательную очистку и обезжиривание поверхности изоляции из СПЭ.
• Нанесение полупроводящего слоя и электропроводящей пасты в зонах экранирования.
• Точное позиционирование и усадку компонентов муфты.
• Надежное соединение медных экранов (поясных проволок) и их заземление с двух сторон.

Заземление экранов (броневых покровов) кабелей на напряжение 6-35 кВ обязательно с двух концов. Это необходимо для обеспечения безопасности и нормального режима работы, так как в нормальном режиме по экрану проходят емкостные токи, а в аварийном – токи короткого замыкания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвКПг от АПвПг?

Основное отличие – в конструкции экрана. В АПвКПг экран выполнен в виде медных проволок (буква «П» в середине маркировки), которые наложены поверх изоляции. В кабеле АПвПг экран выполнен в виде медной ленты, обмотанной вокруг изоляции. Проволочный экран (АПвКПг) обеспечивает лучшее сопротивление токам КЗ, большую гибкость и механическую стойкость на изгиб.

Можно ли прокладывать АПвКПг 240 мм² в земле (траншее)?

Нет, прокладка модификации с индексом «г» (голый) в земле напрямую запрещена. Медные проволоки экрана подвержены ускоренной коррозии в агрессивных грунтах и механическим повреждениям при засыпке. Для прокладки в земле необходимо применять кабели с защитной оболочкой: АПвП (в оболочке из полиэтилена) или АПвВ (в оболочке из ПВХ).

Какой допустимый длительный ток для АПвКПг 240 мм² на 10 кВ?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки. Примерные значения (ориентировочно, точные данные берутся из ПУЭ гл. 1.3 или расчетных таблиц производителя):

• Прокладка в воздухе (на воздухе): 450-500 А.
• Прокладка в кабельном канале (в трубе): 400-450 А.
• Прокладка в земле (для модификаций с оболочкой): 500-550 А (зависит от теплопроводности грунта).

Требуется ли для монтажа АПвКПг специальный инструмент?

Да, для качественного монтажа и разделки необходимы: специализированный разделочный инструмент с регулируемой глубиной реза (нож для продольного разрезания оболочки), калиброванные стрипперы для снятия изоляции, термофен для термоусаживаемых муфт, динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений в соединителях, мегомметр на 2500 В и 5000 В для проведения высоковольтных испытаний после монтажа.

Что означает цветовая маркировка на кабеле АПвКПг?

На внешней стороне экрана из медных проволок обычно наносится маркировка в виде цветных полос или этикеток. Она содержит информацию о производителе, типе кабеля, номинальном напряжении (кВ), сечении (мм²), длине (м) и дате изготовления. Также на кабеле через равные промежутки наносится его маркировка (АПвКПг) и год выпуска.

Как правильно выбрать между одножильным и трехжильным кабелем на 240 мм²?

Кабель АПвКПг 240 мм² – это, как правило, одножильный кабель. Для трехфазных сетей используются три одножильных кабеля, прокладываемых в треугольник или вплотную. Преимущество трех одножильных кабелей перед одним трехжильным (АПвВГ, АПвПГ) – большая гибкость, удобство транспортировки и монтажа на сложных трассах, а также меньшие потери на вихревые токи при больших сечениях. Однако при прокладке вплотную необходимо учитывать снижающие коэффициенты для токовой нагрузки из-за взаимного нагрева.