Кабель АПвП 3х120
Кабель АПвП 3х120: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвП 3х120 – это силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность в современных электрических сетях.
Расшифровка маркировки АПвП 3х120
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
- в – внутренняя защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в некоторых интерпретациях стандартов – вторая буква «П» обозначает оболочку из полиэтилена, что требует уточнения по ГОСТ/ТУ; в актуальных обозначениях для кабелей на напряжение до 35 кВ «в» часто указывает на наличие экрана).
- П – внешняя защитная оболочка из полиэтилена (в данном контексте чаще всего – полиэтилена).
- 3х120 – три токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.
- Распределительные сети 6-35 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределение энергии от ЦП (центральных пунктов) к ТП (трансформаторным подстанциям).
- Промышленные предприятия: Питание мощного оборудования, главные магистрали внутризаводских сетей.
- Инфраструктурные объекты: Прокладка кабельных линий для аэропортов, железнодорожных узлов, метрополитена, портов.
- Объекты генерации: Соединения внутри электростанций (ТЭЦ, ГЭС, ВИЭ).
- Сельское хозяйство: Питание крупных сельскохозяйственных комплексов.
- Нефтегазовая отрасль: На объектах добычи и переработки, где требуется стойкость к агрессивным средам.
- Прокладка в земле: Глубина заложения не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки. Необходима песчаная подушка и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Следует избегать участков с повышенной коррозионной активностью грунтов.
- Прокладка в воздухе: Должна учитываться возможность механических воздействий (ветровые нагрузки, гололед). Крепление производится с помощью дистанционных диэлектрических клиц или лент с шагом, определенным расчетом.
- Радиус изгиба: При монтаже без предварительного прогрева минимальный радиус изгиба составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. При температуре ниже -15°C требуется прогрев.
- Заземление: Медные экраны всех трех жил и бронеленты должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
- Соединение и оконцевание: Выполняются только с помощью специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ на соответствующее напряжение. Требуется строгое соблюдение технологии зачистки, монтажа и герметизации.
Важно отметить, что согласно единой системе маркировки кабельной продукции (ГОСТ 31996-2012), более корректным современным обозначением для данного кабеля на 10 кВ является АПвПг, где «г» — герметизация водоблокирующими лентами, а «П» после «в» — наружная оболочка из полиэтилена. Однако историческое обозначение АПвП остается широко употребимым в профессиональной среде.
Конструкция кабеля АПвП 3х120
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) сечением 120 мм². Может быть выполнена однопроволочной (ож) для сечений до 185 мм² или многопроволочной (мн) в соответствии с требованиями стандартов. Класс гибкости – 1 или 2. Алюминий обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.
2. Экранирующая полупроводящая лента
Поверх жилы накладывается экранирующий слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Он необходим для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Для 10 кВ, например, минимальная толщина составляет 3,0 мм. СПЭ обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам (кратковременно до +250°C).
4. Экран жилы (поясная изоляция)
Поверх изоляции каждой фазы накладывается экран в виде медной ленты или проволоки, а также слой полупроводящей ленты. Этот экран заземляется и служит для создания равномерного электрического поля, отвода емкостных токов и обеспечения безопасности при повреждении.
5. Поясная изоляция и заполнение
Скрученные изолированные и экранированные жилы заполняются промежутки между ними для придания кабелю круглой формы. Используются синтетические пленки, нити или эластомерные материалы.
6. Общий экран (броня)
В кабеле АПвП в качестве общего экрана и механической защиты применяются две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Это защищает кабель от механических повреждений, грызунов и обеспечивает стойкость к растягивающим усилиям.
7. Внутренняя защитная оболочка
Под броней находится слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена, который защищает изоляцию жил от коррозии бронелент и механического воздействия их кромок.
8. Наружная оболочка
Внешний защитный слой из полиэтилена (обозначение «П» в конце маркировки). Он обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям (УФ-излучению, осадкам), агрессивным средам (соли, щелочи, кислоты) и механическим истираниям. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для номинального напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ или 8,7/15 (17,5) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Сопротивление изоляции | Не менее 100 МОм·км | При температуре +20°C |
| Емкость | Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км | Зависит от конструкции |
| Индуктивное сопротивление | Приблизительно 0,1 Ом/км | Зависит от способа укладки |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Строительная длина | Не менее 250-300 м (оговаривается с заводом-изготовителем) |
| Минимальный радиус изгиба | 15-20 наружных диаметров кабеля при монтаже |
| 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, туннелях, на эстакадах, в помещениях. Не предназначен для прокладки в воде. |
Токовые нагрузки (допустимый длительный ток, Iдоп)
Допустимые токовые нагрузки зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные значения для кабеля АПвП 3х120 на напряжение 10 кВ.
| Условия прокладки | Iдоп, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C) |
|---|---|
| В земле (в траншее), один кабель, удельное тепловое сопротивление грунта 1,0 К·м/Вт | ~ 300 А |
| В воздухе (на открытом воздухе или в помещении), один кабель, температура воздуха +25°C | ~ 275 А |
| В кабельном канале (лотке), несколько кабелей вплотную, с учетом взаимного нагрева | Требуется поправочный коэффициент (0,8-0,9) |
Важно: Точные значения Iдоп должны определяться по актуальным ПУЭ (Правила устройства электроустановок) или методом теплового расчета с учетом всех реальных условий: температуры окружающей среды, количества параллельно проложенных кабелей, глубины заложения, типа грунта и т.д.
Область применения кабеля АПвП 3х120
Кабель АПвП 3х120 широко используется в качестве магистральных и распределительных линий в сетях среднего напряжения.
Ключевое преимущество перед кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) – отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке, более высокая допустимая температура и, как следствие, большая пропускная способность.
Сравнение с аналогами
| Тип кабеля | Материал жилы/изоляции | Ключевые отличия от АПвП 3х120 | Сфера применения-аналог |
|---|---|---|---|
| АПвП 3х120 | Алюминий / СПЭ | Базовый вариант для сетей 6-35 кВ. Бронированный, с полиэтиленовой оболочкой. | Универсальная прокладка в земле и кабельных сооружениях. |
| АПвПу 3х120 | Алюминий / СПЭ | Буква «у» означает усиленная оболочка. Имеет более толстую наружную оболочку для повышенной механической защиты в сложных грунтах. | Прокладка в грунтах с повышенными механическими воздействиями, в каменистых почвах. |
| АПвВ 3х120 | Алюминий / СПЭ | Буква «В» указывает на оболочку из ПВХ (винил). Оболочка менее стойка к УФ и агрессивным средам, но обладает лучшими противопожарными свойствами (не распространяет горение при одиночной прокладке). | Прокладка в помещениях, туннелях, коллекторах, где предъявляются противопожарные требования. |
| ПвП 3х120 | Медь / СПЭ | Медная жила. Более высокая проводимость, меньший вес и диаметр при том же сечении, значительно более высокая стоимость. Iдоп выше на 20-30%. | Критически важные линии, объекты с высокими требованиями к токовой нагрузке и компактности, при ограничениях по габаритам. |
| АСБ 3х120 | Алюминий / Бумажно-пропитанная | Устаревшая технология. Ограничения по перепаду высот, более низкая допустимая рабочая температура (+70°C), необходимость специальных муфт для герметизации. | Существующие сети, модернизация старых линий, где требуется прямая замена. |
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвП от АПвВ?
Основное отличие – материал наружной защитной оболочки. У АПвП оболочка из полиэтилена, который обладает высокой стойкостью к влаге и химическим реагентам. У АПвВ оболочка из ПВХ (поливинилхлорида), которая, как правило, обладает лучшими противопожарными характеристиками (не распространяет горение при одиночной прокладке) и большей гибкостью, но может быть менее стойкой к длительному воздействию ультрафиолета и некоторых агрессивных сред. Выбор зависит от условий прокладки.
Какое максимальное расстояние можно проложить кабель АПвП 3х120 без установки соединительных муфт?
Технически, расстояние ограничивается строительной длиной, поставляемой с завода, которая обычно составляет от 250 до 600 метров (может быть и больше по спецзаказу). Установка промежуточных муфт на прямом участке не требуется и даже нежелательна, так как каждая муфта – это потенциальное слабое место. Муфты устанавливаются только в местах соединения двух барабанов или ответвления линии.
Как правильно выбрать сечение 120 мм²? На какой ток он рассчитан?
Сечение 120 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (Iдоп) или по экономической плотности тока. Для предварительной оценки можно ориентироваться на Iдоп ~300 А при прокладке в земле. Однако окончательный выбор должен производиться проектировщиком на основе ПУЭ (глава 1.3) с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру, количество кабелей в траншее, тип грунта и т.д. Для точных данных необходим тепловой расчет.
Можно ли использовать кабель АПвП 3х120 для прокладки в воде?
Нет, стандартный кабель АПвП не предназначен для прокладки в воде (подводные переходы). Для таких целей применяются специальные кабели с гидрофобными заполнителями и усиленной герметизацией, например, марки АПвПуг или с буквой «в» в конце, обозначающей водоблокирующие элементы. Броня из стальных лент в обычном АПвП подвержена коррозии при постоянном контакте с водой.
Требуется ли для кабеля АПвП 3х120 дополнительная защита при прокладке в траншее?
Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, при прокладке в земле кабель должен быть защищен от механических повреждений на всем протяжении. Стандартная практика: подушка из песка толщиной 100 мм, укладка кабеля, затем засыпка песком на 100 мм, укладка защитного покрытия (кирпич, асбоцементные или бетонные плиты, полимерные сигнальные ленты), после чего – окончательная засыпка грунтом.
Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Номинальный срок службы кабеля АПвП, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок службы), качества монтажа муфт, коррозионной активности среды и механических воздействий. Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
В чем главное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной?
Преимущества СПЭ (XLPE) многочисленны: более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток; отсутствие ограничений по разности уровней при прокладке; меньший вес и наружный диаметр; простота монтажа и обслуживания (не требуется контроль уровня масла/массы); высокая стойкость к тепловым ударам и коротким замыканиям.