Кабель АПвКсП 3х50
Кабель АПвКсП 3х50: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКсП 3х50 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок и с внешней оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, а также в условиях возможного затопления.
Расшифровка маркировки АПвКсП 3х50
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен. Вторая буква «П» в аббревиатуре относится к материалу внешней оболочки.
- в – обозначение изоляции жил: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- Кс – тип экрана: «К» указывает на экран из круглых медных проволок, «с» – на наличие медной ленты поверх проволок для создания комбинированного экрана. Иногда трактуется как «концентрические проволоки».
- П – материал внешней оболочки: полиэтилен (ПЭ).
- 3х50 – количество и номинальное сечение основных токопроводящих жил: три жилы сечением 50 мм² каждая.
- Медные проволоки, наложенные поверх поясной изоляции концентрически (по спирали). Их сечение и количество нормируются для обеспечения необходимого тока короткого замыкания.
- Медная лента, наложенная поверх проволок. Она обеспечивает полную герметизацию и дополнительную защиту.
- Рабочая температура жилы: от -50°C до +50°C (окружающая среда), до +90°C (длительно допустимая для жилы), до +130°C (кратковременно при КЗ), до +250°C (при перегрузке).
- Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Допустимое растягивающее усилие: Определяется сечением жил и способом монтажа. Для алюминиевых жил 50 мм² требует осторожного обращения.
- Стойкость к воздействию влаги: Допускается прокладка в земле с любой степенью влажности, включая заболоченные участки, и даже длительное затопление.
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ. Требует песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой. Полиэтиленовая оболочка устойчива к грунтовой коррозии.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, галереи, шахты. Не распространяет горение.
- Прокладка в воздухе: По стенам зданий, на опорах (при условии защиты от УФ-излучения, хотя ПЭ оболочка имеет стабилизаторы).
- Объекты инфраструктуры: Промышленные предприятия, нефтехимические комплексы, горнодобывающие объекты, железнодорожные станции, метрополитен, порты, аэропорты, жилые микрорайоны (вводы в ТП), объекты генерации (ветряные и солнечные электростанции).
- Раскатка: Запрещена волочение кабеля по земле или острым поверхностям. Необходимо использовать кабельные ролики. Минимальный радиус изгиба – 15 Dнар.
- Заземление экрана: Медный экран подлежит обязательному заземлению с двух концов линии. Это критически важно для безопасности и нормальной работы релейной защиты. В длинных линиях может применяться поперечное заземление или заземление через ограничитель перенапряжений.
- Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания используются специальные муфты (соединительные и концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Требуется тщательная заделка экрана.
- Контроль после укладки: Обязательно проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 60 кВ для 10 кВ кабеля) и измерение сопротивления изоляции.
- Более высокая допустимая температура жилы: +90°C против +70°C у ПВХ.
- Меньшие диэлектрические потери.
- Высокая стойкость к термическому старению.
- Отсутствие миграции пластификаторов (со временем не «дубеет»).
- По длительно допустимому току нагрузки (Iдоп): Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше Iдоп с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, группу прокладки и т.д.).
- По потере напряжения: Особенно актуально для длинных линий.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (Iтерм): Проверяется, что сечение выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения защитой.
- По экономической плотности тока: Для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки.
Конструкция кабеля АПвКсП 3х50
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жилы изготавливаются из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 50 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2. Алюминий обеспечивает легкость и снижает стоимость кабеля по сравнению с медными аналогами.
2. Изоляция
Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что придает материалу повышенные температурные характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения. Например, для 10 кВ она составляет 3,4 мм.
3. Экран по жилам
Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, устраняя локальные перенапряжения и микроскопические полости.
4. Поясная изоляция
Скрученные изолированные и экранированные жилы дополнительно обматываются поясной изоляцией, обычно из полупроводящей ленты или крепированной бумаги.
5. Экран (металлический)
Это ключевой элемент кабеля на среднее напряжение. Состоит из двух компонентов:
Функции экрана: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, путь для тока короткого замыкания и тока утечки, заземление.
6. Внешняя оболочка
Выполняется из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. ПЭ оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и механическим повреждениям. Она не поддерживает горение, что важно для прокладки в коллекторах.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для Uн=10 кВ)
В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля АПвКсП 3х50 на напряжение 10 кВ.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Напряжение, Uн/U | 10 кВ | Также выпускается на 6 и 20 кВ |
| Максимальное рабочее напряжение, Uмах | 12 кВ | |
| Испытательное напряжение частоты 50 Гц | 25 кВ | Продолжительность 10 мин. |
| Испытательное напряжение постоянного тока | 60 кВ | Продолжительность 10 мин. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.641 Ом/км | Для многопроволочной жилы |
| Емкость жилы на землю | ~0.25 мкФ/км | Приблизительное значение |
| Индуктивное сопротивление | ~0.11 Ом/км | Приблизительное значение |
Токовые нагрузки (длительно допустимые токи)
Допустимые токи нагрузки зависят от способа прокладки. Приведены для кабеля на 10 кВ.
| Способ прокладки | Iдоп, А (в земле) | Iдоп, А (в воздухе) | Условия |
|---|---|---|---|
| Одна кабельная линия | 205 | 180 | Темп. земли +15°C, воздуха +25°C, глубина прокладки 0.7 м |
| С учетом поправочных коэффициентов | Требует пересчета | Требует пересчета | При изменении температуры, глубины, количества кабелей в траншее |
Механические и климатические параметры
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКсП 3х50 применяется для создания кабельных линий распределительных сетей среднего класса напряжения.
Сравнение с аналогами и выбор
Выбор между кабелями среднего напряжения определяется техническими требованиями и экономической целесообразностью.
| Тип кабеля | Преимущества | Недостатки | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|---|
| АПвКсП | Стойкость к влаге и химии, легкость, относительно низкая стоимость, широкий температурный диапазон. | Меньшая механическая прочность на разрыв по сравнению с бронированными, требует аккуратности при монтаже. | Любые трассы, включая агрессивные грунты и коллекторы. |
| АПвПг (с ПВХ оболочкой) | Более высокая гибкость и стойкость к истиранию, лучшее поведение при пожаре (самозатухание). | Менее стойкая к химикатам и влаге в долгосрочной перспективе, содержит галогены. | Промышленные помещения, туннели с повышенными требованиями к пожарной безопасности (кроме метро). |
| АСБл (с бумажной изоляцией, броней) | Высокая надежность, стойкость к механическим повреждениям, длительная история применения. | Ограничение по перепаду высот, требует сухих условий хранения и монтажа, сложнее в монтаже (тяжелый, большой радиус изгиба). | Магистральные линии в обычных грунтах без больших уклонов. |
| ПвП (с медными жилами) | Меньшее сечение при том же токе, высокая стойкость к механическим нагрузкам (прочность жилы). | Значительно более высокая стоимость, больший вес. | Объекты с жесткими ограничениями по габаритам или где требуется минимизация потерь. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКсП отличается от АПвПу?
Основное отличие – в конструкции экрана. У АПвКсП экран выполнен из медных проволок и ленты, что обеспечивает высокую гибкость и стойкость к вибрациям. У АПвПу экран выполнен в виде медной ленты, наложенной продольно с нахлестом (иногда с дополнительной проволокой для дренажа). Конструкция АПвПу менее гибкая, но технологичнее в производстве. Выбор зависит от условий прокладки: для подвижных грунтов и вибраций предпочтительнее АПвКсП.
Можно ли прокладывать кабель АПвКсП 3х50 в земле без дополнительной защиты?
Да, полиэтиленовая оболочка обеспечивает надежную защиту от влаги и химической агрессии грунта. Однако, согласно ПУЭ, для защиты от механических повреждений при раскопках кабель, проложенный в земле на глубине менее 1 метра, должен быть защищен кирпичом, бетонными плитами или сигнальной лентой. На глубине более 1 метра такая защита обязательна только на участках с повышенной нагрузкой (под дорогами и т.д.).
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвКсП, заявленный производителями и нормируемый ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.
Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель снимать полупроводящий слой с изоляции жил?
Да, это обязательная и критически важная операция. Современные наборы для монтажа муфт содержат специальные инструменты (струны, скребки) для аккуратного и полного удаления полупроводящего экрана с изоляции жилы в зоне установки муфты. Неполное удаление приведет к искажению электрического поля и возможному пробою.
Почему в кабеле используется именно сшитый полиэтилен, а не ПВХ?
Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает принципиально лучшими диэлектрическими и термическими характеристиками по сравнению с ПВХ для изоляции среднего напряжения:
ПВХ используется в основном для оболочки (в марках типа АПвПг) из-за его маслостойкости, нераспространения горения и гибкости, но не для изоляции жил на 6-35 кВ.
Как правильно выбрать сечение 50 мм² для проекта?
Выбор сечения 50 мм² для кабеля 10 кВ осуществляется на основе расчета по следующим критериям:
Сечение 50 мм² является распространенным для фидеров распределительных сетей 10 кВ, питающих трансформаторные подстанции жилых районов или средние промышленные предприятия.