Кабель АПвКПу 120 мм

Кабель АПвКПу 120 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКПу 120 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из круглых стальных оцинкованных проволок и наружным защитным шлангом из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в воде, в условиях агрессивных сред, а также на трассах с высокой механической нагрузкой.

Расшифровка маркировки АПвКПу 120 мм²

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в данной марке служит внутренней оболочкой под броней).
• К – броневой покров из круглых стальных оцинкованных проволок.
• П – наружный защитный шланг (покров) из полиэтилена.
• у – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в условиях повышенной влажности (в данном контексте — усиленная защита от воды).
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвКПу 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает долговечность и безопасность.

1. Токопроводящая жила

Жила выполняется из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483), соответствует классу 2 по гибкости (многопроволочная). Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, состоит из множества проволок, что обеспечивает достаточную гибкость для транспортировки и монтажа.

2. Экранирование жилы

Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Изоляция жил выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловому старению и трекингу.

4. Экранирование изолированной жилы

Поверх изоляции каждой жилы накладывается полупроводящий экран, аналогичный внутреннему. Он предназначен для отвода поверхностных токов и обеспечения равномерного распределения потенциала.

5. Поясная изоляция и заполнение

Экранированные изолированные жилы скручиваются вместе. Межфазное пространство заполняется невулканизированной резиновой смесью или экструдированным заполнителем для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или медных лент.

6. Внутренняя оболочка

Поверх скрученных жил экструдируется оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она служит защитным слоем от коррозии и механических повреждений для нижележащих элементов, а также является основой для наложения брони.

7. Броневой покров

Броня выполняется из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх внутренней оболочки с заданным шагом. Этот слой обеспечивает защиту от механических воздействий: растягивающих усилий, ударов, сдавливания грунтом, грызунов.

8. Наружный защитный шланг

Поверх брони экструдируется шланг из полиэтилена (обычно полиэтилена низкого давления, ПНД). Он защищает стальную броню от коррозии в агрессивных грунтах и воде, а также снижает трение при протяжке кабеля в трубах или блоках.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для номинального напряжения 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ; 18/20 (24) кВ; 26/35 (40,5) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температура эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: Для кабеля на 10 кВ – 30 кВ в течение 10 мин.

Механические и эксплуатационные параметры

• Строительная длина: Не менее 250 м (по согласованию с заказчиком возможны отрезки меньшей длины).
• Радиус изгиба при монтаже: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: Не менее 30 лет.
• Гарантийный срок эксплуатации: 5 лет с даты ввода в эксплуатацию, но не более 6 лет с даты изготовления.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические параметры кабеля АПвКПу 120 мм² на напряжение 8,7/10 кВ

Количество жил	Наружный диаметр, мм (прибл.)	Масса 1 км кабеля, кг (прибл.)	Допустимый длительный ток в земле, А	Допустимый длительный ток в воздухе, А
3	55-60	4500-5000	280-300	250-270

• Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли/воздуха, глубины заложения, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих кабелей в траншее и т.д.

Области применения кабеля АПвКПу 120 мм²

• Магистральные линии в сетях 6-35 кВ: Для питания крупных потребителей (районы города, промышленные предприятия, трансформаторные подстанции).
• Прокладка в земле (траншеях): Броня и полиэтиленовый шланг обеспечивают защиту от механических повреждений, коррозии и агрессивных грунтовых вод.
• Переходы через водные преграды: Кабель может прокладываться по дну водоемов, так как броня выдерживает растягивающие нагрузки, а шланг из ПЭ защищает от воды.
• Участки с повышенной сейсмической активностью и подвижками грунта.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах): При наличии риска механических воздействий.
• Объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности (наружная прокладка): Изоляция из сшитого полиэтилена не распространяет горение при одиночной прокладке.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу 120 мм²

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от повреждений и позволяет прокладывать кабель в грунтах с каменистыми включениями.
• Отличная коррозионная стойкость: Комбинация оцинкованной брони и внешнего полиэтиленового шланга делает кабель стойким к влаге, агрессивным почвам и блуждающим токам.
• Высокие диэлектрические характеристики изоляции: Сшитый полиэтилен имеет низкие диэлектрические потери, высокую электрическую прочность и стойкость к тепловому старению.
• Большая допустимая токовая нагрузка и температура эксплуатации: По сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией.
• Удобство монтажа и меньший радиус изгиба: По сравнению с кабелями с броней из стальных лент (АПвБПу).
• Отсутствие необходимости в ограничении перепадов уровней при прокладке: В отличие от кабелей с бумажной изоляцией, не происходит стекание пропиточного состава.

Недостатки:

• Высокая стоимость: По сравнению с кабелями в ПВХ изоляции или с бумажной изоляцией без брони.
• Большая масса и жесткость: Усложняют транспортировку и монтаж, требуют применения специальной техники.
• Чувствительность к точечным ударам: Несмотря на броню, точечные сильные механические воздействия (например, удар ковшом экскаватора) могут повредить кабель.
• Необходимость применения специальных аксессуаров для монтажа: Термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, специальные заземляющие накладки для брони.

Особенности монтажа и эксплуатации

При монтаже кабеля АПвКПу 120 мм² необходимо строго соблюдать требования ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранение предпочтительно под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Прокладка: Перед прокладкой необходимо провести трассовую инспекцию. Глубина заложения в земле – не менее 0,7-1,0 м. На дне траншеи устраивается песчаная подушка. При пересечении с инженерными коммуникациями кабель должен быть защищен плитами или трубами. Радиус изгиба контролируется специальными шаблонами.
• Защита брони: Броня кабеля в концевой и соединительной муфтах должна быть заземлена с двух сторон для безопасности и выравнивания потенциалов.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний постоянным или переменным напряжением (в соответствии с нормативами) и измерение сопротивления изоляции.

Сравнение с аналогами

АПвКПу vs. АПвБПу

Кабель АПвБПу имеет броню из стальных оцинкованных лент. Он дешевле и обеспечивает хорошую защиту от механических повреждений, но менее устойчив к растягивающим нагрузкам и имеет больший радиус изгиба. АПвКПу с броней из проволок предпочтительнее на участках с возможными подвижками грунта и при прокладке в воде.

АПвКПу vs. АПвПу

Кабель АПвПу не имеет броневой защиты. Он легче и дешевле, но применяется только для прокладки в кабельных сооружениях, лотках, по эстакадам, где исключен риск механических повреждений. АПвКПу – для более тяжелых условий.

АПвКПу vs. АСБл

Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию, броню из стальных лент и наружный покров. Он существенно дешевле, но имеет ограничения по перепадам уровней прокладки, меньшую допустимую температуру жилы (+80°C для 10 кВ) и требует более сложного обслуживания. АПвКПу – более современное и надежное решение для новых проектов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие брони из проволок (К) от брони из лент (Б) в кабеле АПвКПу?

Броня из круглых стальных проволок (индекс «К») рассчитана, в первую очередь, на восприятие значительных растягивающих усилий, что критично при прокладке по дну водоемов, в болотистой местности или на участках с потенциальными подвижками грунта. Броня из стальных лент (индекс «Б») обеспечивает в основном защиту от сдавливающих и ударных воздействий, но плохо сопротивляется растяжению. Кабель с проволочной броней также имеет меньший минимально допустимый радиус изгиба.

Можно ли прокладывать кабель АПвКПу 120 мм² в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, прокладка в воздухе допустима. Полиэтиленовый шланг обеспечивает защиту от атмосферных воздействий (УФ-излучение, осадки). Однако необходимо учитывать повышенную ветровую и гололедную нагрузку на кабель из-за его значительной массы, а также обеспечить надежное крепление с допустимым интервалом. Токовая нагрузка при прокладке в воздухе может отличаться от нагрузки при прокладке в земле.

Как правильно выбрать сечение 120 мм²? Достаточно ли его для конкретной мощности?

Выбор сечения – комплексная задача, выходящая за рамки простого соответствия мощности. Для кабеля 10 кВ с сечением 120 мм² приблизительная передаваемая трехфазная мощность при cos φ = 0.9 составляет около 6-7 МВА. Однако окончательный расчет должен проводиться по следующим критериям: допустимый длительный ток по условию нагрева (с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки), потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Обязательно требуется выполнение расчета по ПУЭ гл. 1.3.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в одной траншее с другими кабелями?

Да. При параллельной прокладке нескольких кабелей АПвКПу в одной траншее необходимо соблюдать нормативные расстояния между ними (не менее 100 мм для кабелей 10-20 кВ). Каждый кабель рекомендуется укладывать на отдельную песчаную подушку и засыпать слоем песка. При большом количестве кабелей (более 2-х) вводятся понижающие коэффициенты к допустимому току, что может потребовать увеличения сечения. На пересечениях с другими коммуникациями кабель должен быть защищен асбестоцементными или пластиковыми трубами.

Как осуществляется заземление брони и экрана кабеля АПвКПу?

Металлические элементы кабеля (проволочная броня и экраны жил) подлежат обязательному заземлению с двух сторон для обеспечения электробезопасности и нормальной работы защит. В концевых и соединительных муфтах для этого предусмотрены специальные контактные лепестки или хомуты. Броня заземляется с помощью медной ленты или гибкого проводника. Экраны жил, как правило, соединяются и заземляются через систему ограничителей перенапряжений (ОПН) или непосредственно в системах с эффективно заземленной нейтралью, согласно проекту.

Каков реальный срок службы кабеля АПвКПу 120 мм²?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации: стабильности электрических нагрузок, отсутствия частых перегрузок и токов КЗ, коррозионной агрессивности среды, качества монтажа (особенно муфт), механических воздействий. При соблюдении всех нормативных требований к прокладке и эксплуатации срок службы может превышать 40 лет.