Кабель АПвКПу 1х120
Кабель АПвКПу 1х120: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвКПу 1х120 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с медными проволоками и внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 110 кВ включительно переменного тока частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность при передаче электроэнергии в условиях современных энергосистем.
Расшифровка маркировки АПвКПу 1х120
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из полиэтилена.
- в – индекс, обозначающий, что полиэтиленовая изоляция является вулканизированной (сшитой). Это ключевая особенность, обеспечивающая повышенную термостойкость и механическую прочность.
- К – наличие конструктивного экрана (полупроводящего) поверх изоляции для выравнивания электрического поля.
- П – наличие поверхностного (медного) экрана в виде медных проволок.
- у – наружная оболочка из усиленного (полиэтиленового) материала, устойчивого к атмосферным воздействиям.
- 1х120 – одна токопроводящая жила сечением 120 мм².
- Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Создание пути для тока короткого замыкания (токов КЗ).
- Использование в системах мониторинга состояния кабеля (например, при применении системы DTS).
- Распределительные сети 6-10 кВ: Питание районных подстанций, городских распределительных пунктов (РП), централей питания.
- Вводы на трансформаторные подстанции 10(6)/0,4 кВ: От воздушных линий (ВЛ) к подстанции (ТП).
- Питание мощных электроприемников: Например, двигатели насосных станций, вентиляторных установок на промышленных предприятиях.
- Кабельные линии в составе магистральных сетей: В условиях, где требуется высокая надежность и стойкость к внешним воздействиям.
- Прокладка в агрессивных средах: Благодаря полиэтиленовой оболочке кабель устойчив к воздействию кислот, щелочей, солей, бензина, масел.
- Объекты с высокими требованиями к пожарной безопасности: Полиэтиленовая оболочка не поддерживает горение в одиночной прокладке (при групповой требуется дополнительная защита).
- Более высокая допустимая температура жилы: +90°C против +70°C (для АСБ).
- Большая пропускная способность: За счет лучшей теплостойкости изоляции.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: Нет миграции пропиточного состава.
- Простота монтажа и соединения: Не требует специальной заделки концов для предотвращения подсоса влаги.
- Меньший вес и внешний диаметр: При одинаковом сечении и классе напряжения.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам.
- Более высокий класс напряжения: ПВХ изоляция обычно применяется до 1-6 кВ, XLPE – до 500 кВ и выше.
- Лучшие диэлектрические и температурные характеристики.
- Меньшие диэлектрические потери.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной и ПВХ изоляцией.
- Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами (актуально для оболочки из ПЭ).
- Необходимость использования специальных аксессуаров: Муфты и концевые заделки должны быть рассчитаны именно на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 0,7 м. На дне – подушка из песчаного грунта толщиной 100 мм. Сверху кабель засыпается мягким грунтом без камней на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента или защитная плита. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм (для 10 кВ).
- Прокладка в воздухе: Крепление на опорах или по стенам зданий с помощью дистанционных клиц, поддерживающих хомутов. Необходимо учитывать стрелу провеса и механические нагрузки (ветер, гололед).
- Соединение и ответвление: Осуществляются только с помощью специальных соединительных и ответвительных муфт, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Работы должны выполнять квалифицированный персонал.
- Заделка концов: Установка концевых муфт (КНМ) или термоусаживаемых перчаток. Медный экран должен быть надежно заземлен с двух сторон кабельной линии.
- Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 52 кВ для 10 кВ кабеля в течение 15 минут) для проверки целостности изоляции после монтажных работ.
Конструкция кабеля АПвКПу 1х120
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, выполняется многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа. Проволоки скручиваются в несколько повивов.
2. Внутренний полупроводящий экран (конструктивный)
Наносится экструзионным способом непосредственно на жилу. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – сгладить микронеровности поверхности жилы и предотвратить возникновение локальных концентраций электрического поля (коронных разрядов), которые разрушают изоляцию.
3. Изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – 4,5 мм). Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокая рабочая температура (до +90°C в длительном режиме), стойкость к тепловым ударам, повышенная механическая прочность и устойчивость к трекингу.
4. Внешний полупроводящий экран
Аналогичен внутреннему, наносится поверх изоляции. Вместе с внутренним экраном создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и внутри изоляционного слоя.
5. Медный экран (поверхностный)
Выполнен в виде оплетки из медных проволок или, что чаще для кабелей на среднее и высокое напряжение, в виде медных проволок, наложенных поверх полупроводящего экрана спирально. Сечение медных проволок нормируется. Основные функции:
6. Наружная оболочка
Изготавливается из светостабилизированного полиэтилена высокого давления (ПЭВП) черного цвета. Оболочка предназначена для защиты всех внутренних элементов кабеля от механических повреждений, влаги, ультрафиолетового излучения и агрессивных химических веществ. Полиэтиленовая оболочка обладает высокими диэлектрическими свойствами, что важно для безопасности.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Параметры приведены для кабеля на напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – макс. длительное рабочее |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | В длительном режиме работы |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа | -20°C | Без предварительного прогрева |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,253 Ом/км | ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 22 кВ | Продолжительность 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение | 52 кВ | Продолжительность 15 мин. |
| Емкость | ~0,25 мкФ/км | Приблизительное значение |
| Индуктивное сопротивление | ~0,15 Ом/км | Приблизительное значение |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может оговариваться с заказчиком) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Климатическое исполнение | УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата) |
| Способ прокладки | В земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, эстакадах, галереях, по воздуху (на опорах). Не предназначен для прокладки в воде. |
Область применения кабеля АПвКПу 1х120
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвКПу 1х120 перед кабелем с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, СБ):
Преимущества перед кабелем с ПВХ изоляцией (АВВГ, ВВГ):
Недостатки кабеля АПвКПу:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля АПвКПу 1х120 должна производиться с соблюдением ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), СНиП и инструкций завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвКПу от АПвПуг?
Основное отличие в материале внешней оболочки. У АПвКПу оболочка из полиэтилена, у АПвПуг – из полиэтилена, но герметизированного, часто с алюмополимерной лентой под оболочкой. Кабель АПвПуг имеет повышенную стойкость к проникновению влаги в продольном направлении и может быть рекомендован для участков с повышенной влажностью грунта.
Можно ли прокладывать кабель АПвКПу в помещении?
Да, можно. Однако при групповой прокладке в кабельных сооружениях необходимо учитывать показатель пожарной опасности. Полиэтиленовая оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке, но при групповой требуется применение огнезащитных покрытий, прокладка в несгораемых лотках или коробах, либо выбор кабеля с индексом «нг(А)-LS» (с пониженным дымо- и газовыделением), но это уже другая марка.
Как правильно выбрать сечение жилы 120 мм²?
Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих кабелей) и по потере напряжения. Для алюминиевой жилы 120 мм² допустимый длительный ток составляет примерно 240-280 А (в зависимости от условий прокладки). Также обязательна проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
Нужно ли заземлять медный экран и как это делать?
Да, заземление экрана обязательно. Согласно ПУЭ, экраны кабелей на напряжение 6 кВ и выше должны быть заземлены с двух сторон для обеспечения безопасности и нормальной работы защит. Это создает путь для циркулирующих токов и токов КЗ, а также выравнивает потенциал. Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы в концевых муфтах.
Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество?
Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в трехмерную сетку. Этот процесс (химический или радиационный) кардинально улучшает свойства материала: повышается температура плавления (до 200°C против 100-120°C у обычного ПЭ), увеличивается механическая прочность, стойкость к растрескиванию под напряжением и химическая стойкость. Это позволяет эксплуатировать кабель при более высоких температурах и нагрузках.
Каков срок службы кабеля АПвКПу 1х120?
Гарантийный срок службы, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет.
Заключение
Кабель АПвКПу 1х120 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и двойном экранировании, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, долговечность и минимальные потери. Правильный выбор, монтаж и обслуживание данного кабеля в соответствии с нормативной документацией являются залогом бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов.