Кабель АПвКШп 1х300: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвКШп 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилой сечением 300 мм², в экране из медных проволок и с полимерной оболочкой. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 10 кВ включительно частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в условиях, где предъявляются высокие требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвКШп 1х300

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• КШп – защитный покров в виде кольцевой брони из стальных оцинкованных проволок круглого сечения (КШ) и наружный покров из полимерной шланговой (п) композиции, наложенной поверх брони.
• 1х300 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 300 квадратных миллиметров.
• Отсутствие индекса «в» после «П» указывает на то, что изоляция выполнена не из обычного, а из сшитого полиэтилена (СПЭ). Таким образом, полная расшифровка подразумевает: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, КШп – броня из круглых стальных проволок с полимерным шлангом.

Конструкция кабеля АПвКШп 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокие эксплуатационные характеристики.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
• Сечение: 300 мм².
• Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1 для сечений от 240 мм²), что означает жилу однопроволочную или многопроволочную. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля) и многопроволочная.
• Функция: непосредственная передача электрического тока.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

• Представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх токопроводящей жилы.
• Функция: выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и местной концентрации напряженности поля, что предотвращает возникновение частичных разрядов и старение изоляции.

3. Основная изоляция

• Материал: сшитый полиэтилен (XLPE).
• Толщина: нормируется стандартами (например, для 10 кВ – не менее 4,5 мм).
• Функция: основная электрическая изоляция, обеспечивающая работу под напряжением до 10 кВ. СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допускает нагрев жилы до +90°C в длительном режиме и до +130°C в аварийном), стойкостью к тепловому старению и влаге.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

• Слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена.
• Функция: аналогична внутреннему экрану – создание равномерного электрического поля. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном образует коаксиальную систему, необходиму для одножильных кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

5. Металлический экран (электромагнитный экран)

• Конструкция: выполнен в виде оплетки из медных проволок (иногда в комбинации с медной лентой). Для сечения 300 мм² является обязательным элементом.
• Функции:
  • Защита от электромагнитных помех: ограничивает электромагнитное поле кабеля, снижая его влияние на окружающие устройства.
  • Замыкание тока однофазного замыкания на землю: обеспечивает путь для тока КЗ, что критически важно для корректной работы релейной защиты.
  • Резервный нулевой провод: в системах с заземленной нейтралью может использоваться в качестве проводника для тока несимметрии.

6. Броня и наружные защитные покровы

• Поясная изоляция: слой из полимерной ленты или крепированной бумаги, наложенный поверх металлического экрана. Защищает экран от коррозии и механического повреждения броней.
• Броня: выполняется из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных виток к витку (кольцевая броня). Обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
• Наружный шланг: оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена, наложенная поверх брони. Обозначается «п» в маркировке. Защищает броню от коррозии и агрессивных сред, обеспечивает стойкость к УФ-излучению, влаге, химическим веществам.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	8,7/10; 6/10	U0 – напряжение между жилой и землей/экраном
Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме	+90°C
Максимальная температура при коротком замыкании	+250°C	Продолжительность не более 5 сек.
Максимальная температура в режиме перегрузки	+130°C
Допустимый ток длительной нагрузки	~450-500 А	Зависит от условий прокладки (грунт, воздух, температура)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0601 Ом/км	По ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	25 кВ (для 8,7/10 кВ)	Продолжительность 10 мин.

Механические и климатические параметры

Параметр	Значение / Характеристика
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Диапазон температур эксплуатации	От -50°C до +50°C
Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева	Не ниже -15°C
Стойкость к УФ-излучению	Высокая (благодаря наружному шлангу)
Группа горючести оболочки	Г2-Г4 (по ГОСТ 12176), зависит от состава ПВХ
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКШп 1х300 применяется для создания надежных силовых линий в различных условиях, где присутствуют механические воздействия и агрессивные факторы окружающей среды.

• Прокладка в земле (траншеях): является основным способом. Броня из стальных проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Полимерный шланг предохраняет броню от почвенной коррозии.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: может использоваться в этих условиях благодаря стойкости оболочки к влаге и химической агрессии.
• Прокладка в помещениях: возможна, но необходимо учитывать группу горючести оболочки и требования пожарной безопасности (ПУЭ, гл. 2.1, 7.3, 7.4).
• Участки с повышенной коррозионной активностью: благодаря оцинкованной броне и наружному шлангу кабель устойчив к воздействию блуждающих токов, солей, щелочей.
• Важные объекты: часто используется для электроснабжения промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов, метрополитенов, портов, аэропортов, объектов ЖКХ.

Важное замечание: Для трехфазных систем необходимо прокладывать три одножильных кабеля (по одному на фазу). При прокладке в земле или в немагнитных трубах их рекомендуется располагать вплотную треугольником или параллельно с соблюдением расстояний, указанных в проекте, для уменьшения потерь и неравномерности распределения тока.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКШп 1х300

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: броня из круглых проволок обеспечивает лучшую защиту от растяжения и ударов по сравнению с ленточной броней.
• Коррозионная стойкость: комбинация оцинкованной брони и полимерного шланга.
• Надежная изоляция: сшитый полиэтилен не боится влаги, имеет высокие диэлектрические и температурные характеристики.
• Электромагнитная совместимость: наличие полноценного медного экрана.
• Долгий срок службы при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.

Недостатки:

• Большой вес и радиус изгиба: кабель жесткий и тяжелый, что усложняет монтаж.
• Высокая стоимость: по сравнению с кабелями без брони или с алюминиевой оболочкой.
• Необходимость применения специальных концевых заделок: для соединения и оконцевания требуются муфты и концевые устройства, рассчитанные на работу с экранированными кабелями 10 кВ.
• Потери в одножильной конструкции для трехфазных сетей: при неправильной укладке трех кабелей могут возникать дополнительные потери из-за возникновения вихревых токов в броне.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Прокладка должна производиться с соблюдением минимального радиуса изгиба.
• При прокладке в земле необходимо использовать подсыпку и защиту (сигнальную ленту, плиты).
• Броня кабеля подлежит обязательному заземлению на обоих концах линии для безопасности и правильной работы защиты.
• Металлический экран также должен быть заземлен. Способы заземления (одностороннее, двустороннее, поперечное) определяются проектом и схемой сети.
• При монтаже концевых муфт необходимо тщательно выполнить ступенчатую разделку изоляции и экранов, обеспечить надежный электрический контакт с экранирующими проволоками.
• Хранение кабеля на барабане должно осуществляться в условиях, исключающих прямое воздействие солнечных лучей и атмосферных осадков.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвКШп отличается от АПвБШп?

Основное отличие – в типе брони. У АПвКШп броня выполнена из Круглых стальных проволок (индекс «К»), а у АПвБШп – из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»). Броня из проволок лучше защищает от растягивающих нагрузок, а броня из лент – преимущественно от продавливающих. Кабель с проволочной броней, как правило, имеет большую гибкость и меньший минимальный радиус изгиба по сравнению с ленточной того же диаметра.

Почему для сечения 300 мм² часто используется именно одножильная конструкция, а не трехжильная?

Для кабелей среднего напряжения (6-10 кВ) и больших сечений (от 240-300 мм²) одножильная конструкция является технологически и экономически более оправданной. Она упрощает производство, снижает риск заводских дефектов в изоляции, облегчает монтаж муфт (работа с одной жилой). Трехжильные кабели на такие сечения и напряжения (например, АПвВГ) имеют очень большой вес и диаметр, что делает их транспортировку и прокладку крайне сложной.

Как правильно заземлять броню и экран кабеля АПвКШп?

Броня и металлический экран должны быть соединены между собой и заземлены на обоих концах линии. Это делается при помощи контактных лепестков или бандажей в концевых и соединительных муфтах. Заземление брони обеспечивает электробезопасность при ее повреждении. Двустороннее заземление экрана необходимо для протекания тока короткого замыкания на землю и корректного срабатывания защит. Схема заземления (продольное, поперечное) должна строго соответствовать проекту.

Можно ли прокладывать кабель АПвКШп в воде?

Конструкция кабеля не предназначена для длительной прокладки в открытой воде (реки, озера). Хотя броня и наружный шланг обеспечивают высокую герметичность и защиту от влаги, длительное прямое воздействие воды под давлением может со временем привести к проникновению влаги внутрь конструкции. Для прокладки в водной среде существуют специальные кабели с герметизированной алюминиевой оболочкой (например, марки АПвП).

Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?

Для кабеля 10 кВ с изоляцией из СПЭ и экраном применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые концевые муфты. Ключевые этапы: снятие наружных покровов и брони с соблюдением размеров, разделка полупроводящих экранов с созданием плавного «конуса», изоляция места перехода, монтаж заземляющих проводников на броню и экран, установка изоляторов или подключение к оборудованию. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.

Что означает цвет оболочки кабеля?

Стандартного цветового кодирования для силовых кабелей высокого напряжения не существует. Оболочка АПвКШп, как правило, черного цвета, что обусловлено свойствами полимерной композиции, стойкой к ультрафиолету. Иногда для маркировки фаз на концах кабеля могут использоваться цветные термоусаживаемые трубки или маркеры.

Как определить необходимое сечение 300 мм² для конкретной задачи?

Выбор сечения жилы осуществляется на основе расчета по допустимому току нагрузки (длительно допустимому току) с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества параллельных кабелей в траншее. Для сечения 300 мм² при прокладке в земле (грунт с теплопроводностью 1,0 К·м/Вт) допустимый ток составляет примерно 450-470 А. Также обязателен расчет по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Все расчеты регламентированы ПУЭ (Глава 1.3).