Кабель АПвП 3-х жильный 15 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвП 3-х жильный на напряжение 15 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвП 3х… 15 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экранированной полихлорвиниловой оболочке. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Его основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах и коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Кабель рассчитан на эксплуатацию в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное время допускается работа в режиме однофазного замыкания на землю.
Расшифровка маркировки АПвП 3х…-15
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: «полиэтилен», в современной трактовке подразумевается сшитый полиэтилен (СПЭ).
- в – тип защитной оболочки: «винил» (поливинилхлоридный пластикат).
- П – наличие экрана поверх изолированных жил: «плоский» экран (в виде медной ленты) или обозначение экранированной конструкции.
- 3х… – количество и номинальное сечение токопроводящих жил (например, 3х70, 3х120, 3х240).
- 15 – номинальное линейное напряжение, кВ.
- Сечение 70 мм²: не более 0,443 Ом/км
- Сечение 120 мм²: не более 0,258 Ом/км
- Сечение 240 мм²: не более 0,125 Ом/км
- В продолжительном режиме работы: +90°C.
- В режиме перегрузки: +130°C (суммарно не более 100 часов в год, но не более 8 часов подряд).
- В режиме короткого замыкания (до 4 секунд): +250°C.
Конструкция кабеля АПвП 15 кВ
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую электрическую прочность, механическую стойкость и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жилы сечением до 240 мм² включительно выполняются однопроволочными (монолитными). Жилы сечением 300 мм² и более – многопроволочными. Класс гибкости – 1 или 2. Жилы имеют круглую форму.
2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного разряда) на микронеровностях поверхности жилы.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Сшивание (вулканизация) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силановым методом придает материалу повышенные термомеханические свойства. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения и сечения жилы. Для кабеля на 15 кВ она составляет, как правило, от 4,5 до 6,5 мм.
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)
Поверх изоляции наносится экструзионный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран, но с внешней стороны изоляции.
5. Поясной экран (металлический экран)
Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается металлический экран. В кабелях марки АПвП он обычно выполнен в виде медной ленты или комбинации медных лент. Также может применяться экран из медных проволок, спирально наложенных поверх продольной медной ленты. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Сопротивление металлического экрана строго нормируется.
6. Оболочка
Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (при прокладке в земле), влаги и служит диэлектрическим барьером. Цвет оболочки, как правило, черный. ПВХ-пластикат для кабелей на среднее напряжение должен иметь стойкость к распространению горения.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре +20°C)
Сопротивление токопроводящей жилы постоянному току должно соответствовать ГОСТ 22483. Примерные значения для алюминиевых жил:
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц после прокладки – 30 кВ (2U0) в течение 5 минут. Испытательное постоянное напряжение после монтажа – 45 кВ (3U0) в течение 15 минут.
Длительно допустимая температура токопроводящей жилы
Минимальный радиус изгиба при прокладке
Радиус изгиба для кабелей с однопроволочными жилами составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля. Для кабелей с многопроволочными жилами – не менее 12 наружных диаметров.
Диапазон рабочих температур
Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. Эксплуатация возможна в диапазоне от -50°C до +50°C.
Таблица основных сечений и массо-габаритных показателей (ориентировочно)
Данные приведены для кабеля АПвП 3х…-15 кВ с поясным экраном из медных лент.
| Номинальное сечение жил, мм² | Наружный диаметр кабеля, мм | Масса 1 км кабеля, кг | Допустимый длительный ток при прокладке в земле (грунт 1.0 Км*Вт), А | Допустимый длительный ток при прокладке в воздухе, А |
|---|---|---|---|---|
| 3х50 | 48-52 | 2800-3200 | 175-185 | 160-170 |
| 3х70 | 52-56 | 3500-3900 | 210-225 | 195-205 |
| 3х95 | 57-61 | 4400-4900 | 255-270 | 235-250 |
| 3х120 | 61-65 | 5200-5800 | 290-310 | 270-285 |
| 3х150 | 66-70 | 6200-6900 | 335-355 | 310-330 |
| 3х185 | 71-75 | 7400-8200 | 380-400 | 350-370 |
| 3х240 | 78-82 | 9400-10300 | 440-465 | 410-430 |
Примечание: Конкретные значения диаметра, массы и токовых нагрузок зависят от производителя и должны уточняться по техническому каталогу.
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвП 15 кВ широко используется для сооружения распределительных сетей 10(6) кВ, ввода питания на промышленные предприятия, подключения трансформаторных подстанций и распределительных пунктов. Его ключевое преимущество перед кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл) – отсутствие ограничений по перепаду высот при трассе, более высокая допустимая температура жилы, меньший вес и диаметр, что облегчает монтаж. При прокладке в земле обязательна песчаная подушка и засыпка, а также защита кирпичом или сигнальной лентой. При монтаже муфт критически важна чистота и точность выполнения технологических операций по заземлению экранов и изоляции.
Сравнение с кабелем АПвПу (бронированным)
Отличие кабеля АПвП от АПвПу заключается в отсутствии брони. Буква «у» в маркировке АПвПу обозначает «усиленную» защиту в виде брони из стальных оцинкованных лент. Бронированный кабель применяется при прокладке в грунтах с повышенной коррозионной активностью, в местах с риском механических повреждений (раскатывание камней, давление грунта), а также при возможности возникновения растягивающих усилий. Кабель АПвП в ПВХ оболочке без брони требует более аккуратных условий прокладки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями АПвП и АПвВ?
Основное различие – в конструкции экрана. В кабеле АПвВ (где «В» – вторая буква «в» – винил) металлический экран выполнен в виде витого медного провода (проволочный экран). В кабеле АПвП – в виде медной ленты (плоский, или поясной экран). Проволочный экран обладает, как правило, лучшей гибкостью и стойкостью к многократным изгибам, а также более высоким сечением по меди для токов КЗ. Ленточный экран обеспечивает лучшую защиту от внешних полей и часто имеет меньшую стоимость.
Можно ли прокладывать кабель АПвП открыто по фасадам зданий?
Прокладка открыто по фасадам не рекомендуется без дополнительной защиты. ПВХ оболочка не стойка к длительному воздействию ультрафиолетового излучения. Для открытой прокладки на солнце следует выбирать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, марки АПвПу или специальные исполнения АПвП с УФ-защитой). В противном случае кабель должен быть защищен коробами, лотками или гофротрубами, непрозрачными для УФ-лучей.
Как правильно заземлять экраны кабеля АПвП?
Металлические экраны всех трех жил должны быть надежно соединены между собой и заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения симметрии электрического поля, протекания токов короткого замыкания и безопасности персонала. Игнорирование двустороннего заземления экранов приводит к наведению на них высокого потенциала, потерям и риску пробоя.
Каков срок службы кабеля АПвП 15 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет.
Чем обоснован выбор алюминиевой жилы вместо медной (например, в кабеле ПвП)?
Выбор алюминиевой жилы в первую очередь обусловлен экономическими соображениями. Кабель АПвП существенно дешевле медного аналога при сопоставимых электрических параметрах на среднем напряжении. При больших сечениях (от 240 мм²) разница в цене становится очень значительной. Алюминий легче, что облегчает монтаж. Недостатки – более низкая механическая прочность и электропроводность (примерно в 1.68 раза хуже, чем у меди), что компенсируется увеличением сечения. Для стационарной прокладки в распределительных сетях алюминиевые жилы являются стандартным и оправданным решением.
Какие муфты применяются для монтажа кабеля АПвП?
Для соединения и оконцевания кабелей АПвП 15 кВ применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена: соединительные (СТП), концевые (КНТП) с полимерными изоляторами (накладками) или с фарфоровыми/стеклянными изоляторами. Технология монтажа предполагает послойное восстановление экранов и изоляции с использованием электропроводящих и изоляционных материалов на основе термоусаживаемых трубок или холодноусаживаемых компонентов. Качество монтажа муфт является ключевым фактором надежности всей кабельной линии.