Кабель АПвП 630 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвП 630 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения — прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в условиях повышенной влажности, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
Расшифровка маркировки АПвП 630
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ и ТУ и содержит следующую информацию:
- А — токопроводящая жила из алюминия.
- П — изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в — наличие внутренней оболочки из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена (в данном исполнении — полиэтилен).
- П — внешняя оболочка из полиэтилена.
- 630 — номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
- 1. Токопроводящая жила. Выполнена из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (состоит из нескольких проволок), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить условия теплоотвода. Класс гибкости 1 или 2.
- 2. Экран на жиле. Каждая изолированная жила имеет экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или медной ленты, наложенной спирально. Предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.
- 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ — 3,4 мм, для 35 кВ — 9,3 мм (по ГОСТ 15150). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации до +90°C) и стойкостью к трекингу.
- 4. Поясная изоляция. Общий для всех жил слой из электропроводящего материала (полупроводящего сшитого полиэтилена).
- 5. Экран. Выполнен в виде медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или в комбинации с медной лентой. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасности при повреждении (отвод тока короткого замыкания).
- 6. Внутренняя оболочка (подушка). Из полиэтилена или ПВХ пластиката. Заполняет пространство между экраном и внешней оболочкой, обеспечивая механическую защиту и герметизацию.
- 7. Броня. В марке АПвП броня отсутствует. Буква «в» указывает на наличие защитного покрова в виде внутренней оболочки. Для прокладки в земле с высокими механическими нагрузками следует выбирать бронированные модификации (например, АПвБбШв).
- 8. Наружная оболочка. Выполнена из полиэтилена черного цвета. Обеспечивает защиту от влаги, агрессивных сред (кислот, щелочей) и механических повреждений умеренного характера.
- Прокладка в земле. Допускается в траншеях с песчаной подсыпкой и защитным слоем (кирпич, сигнальная лента). Не рекомендуется для участков с высокой вероятностью механических повреждений (например, в зонах активного строительства) из-за отсутствия брони.
- Прокладка в кабельных сооружениях. Является предпочтительным способом. Кабель может крепиться на лотках, в коробах или на полках. Необходимо соблюдать требования пожарной безопасности: в тоннелях и коллекторах часто требуется применение исполнений с пониженным дымо- и газовыделением (АПвПнг(А)-LS).
- Соединение и оконцевание. Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ. Необходима тщательная заделка и герметизация для исключения доступа влаги к экрану и изоляции.
- Испытания. После монтажа кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (для кабеля 10 кВ — напряжением 40 кВ в течение 10 минут).
- АПвП vs АПвПу. Кабель АПвПу имеет усиленную внешнюю оболочку из полиэтилена, что повышает стойкость к механическим воздействиям.
- АПвП vs АПвБбШв. Для прокладки в земле с высокими механическими нагрузками, в зонах с риском повреждения грызунами, в болотистой местности необходимо применять бронированный кабель с защитным покровом (АПвБбШв). Броня из двух стальных оцинкованных лент обеспечивает защиту от продавливания и растягивающих усилий.
- АПвП vs АПвПг. Кабель АПвПг имеет герметизированные жилы (заполнены гидрофобным составом), что повышает надежность при прокладке в местах с возможным затоплением или высокой влажностью.
- Алюминий vs Медь. Алюминиевый кабель (АПвП) значительно дешевле и легче медного аналога (ПвП) того же сечения, что снижает нагрузку на кабельные конструкции. Однако медные жилы имеют меньшее электрическое сопротивление, что позволяет при том же сечении передавать больший ток или снижать потери. Выбор основан на технико-экономическом расчете.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагрев). Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше Iдл.доп. с учетом всех поправочных коэффициентов.
- По потере напряжения (для протяженных линий).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ). Проверяется, что сечение выдержит расчетный ток КЗ за время его действия без недопустимого нагрева.
- По экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В). Определяет сечение, при котором приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию линии минимальны.
Дополнительные обозначения в марке могут указывать на наличие экрана (Э), негорючего исполнения (нг), пониженной пожарной опасности (LS) и т.д. (например, АПвПг 630).
Конструкция кабеля АПвП 630 мм²
Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики
Параметры кабеля АПвП 630 мм² регламентируются ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-310-2001 и другими нормативными документами.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение для кабеля 10 кВ | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10, 8,7/10, 12/20, 21/35 | U0 — напряжение между жилой и землей |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим работы |
| Допустимая температура при КЗ (не более 4 сек) | +250°C | Для алюминиевых жил |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -20°C | |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 100 | При температуре +20°C |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0,0461 | Для алюминия сечением 630 мм² |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0,11 | При частоте 50 Гц, зависит от взаимного расположения жил |
| Емкостное сопротивление, Ом/км | ~0,15 | При частоте 50 Гц |
| Радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля | Для многожильных кабелей с поясной изоляцией |
Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)
Токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Приведены ориентировочные значения для кабеля 10 кВ.
| Способ прокладки | Количество кабелей в траншее | Iдл.доп., А | Условия |
|---|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 | ~520 | Глубина 0,7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1,2 К·м/Вт |
| В земле (траншее) | 2 | ~460 | С учетом взаимного нагрева |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | 1 | ~580 | Температура воздуха +25°C |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | 2 | ~530 | С учетом взаимного нагрева |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную, глубину прокладки и т.д.).
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвП 630 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные объекты применения: городские и промышленные кабельные сети, питающие центры и распределительные пункты, нефтехимические предприятия, объекты инфраструктуры (аэропорты, вокзалы).
Особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с аналогами и выбор модификации
Выбор конкретной модификации кабеля зависит от условий прокладки и эксплуатации.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) в кабеле АПвП перед бумажно-масляной изоляцией (АСБл)?
СПЭ-изоляция не содержит масла, что исключает риск его утечки и упрощает монтаж (допускаются большие перепады по высоте трассы). Кабели с СПЭ имеют более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C для АСБл), меньший вес и радиус изгиба, повышенную стойкость к коротким замыканиям. Они также не требуют сложных систем масляного хозяйства и постоянного мониторинга.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвП 630 мм² в земле без дополнительной защиты?
Да, можно, но с обязательным соблюдением требований ПУЭ и СП. Кабель должен укладываться на подготовленное песчаное основание, с песчаной засыпкой сверху и защитой кирпичом или сигнальной лентой. Однако в каменистых грунтах, в зонах с высокой активностью грызунов или риском раскопок сторонними организациями рекомендуется либо применение бронированной модификации (АПвБбШв), либо прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
3. Как правильно выбрать сечение 630 мм²? На основании чего производится расчет?
Сечение 630 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:
Сечение 630 мм² является стандартным для магистральных и питающих линий 6-35 кВ большой мощности.
4. Требуется ли заземление экранов кабеля АПвП? И если да, то как это правильно делать?
Да, экраны (металлические оболочки) кабелей на напряжение 6 кВ и выше подлежат заземлению с двух концов для обеспечения нормального режима работы и безопасности. При этом в однофазных или трехфазных сетях с изолированной нейтралью при большой длине линии (обычно более 1-2 км) может возникать значительный циркулирующий ток по экранам из-за наведенной ЭДС. В таких случаях применяют специальные схемы заземления, например, поперечное соединение экранов и их заземление в одной точке с установкой защитных устройств на другом конце, либо применение изолирующих соединительных муфт для секционирования экранов.
5. Каков срок службы кабеля АПвП 630 мм² и от чего он зависит?
Номинальный срок службы кабеля АПвП, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки, качества монтажа соединений и отсутствия внешних повреждений. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются: длительные перегрузки по току, приводящие к старению изоляции; термические воздействия от внешних источников; повреждение оболочки и проникновение влаги к экрану и изоляции; вибрационные нагрузки.
Заключение
Кабель АПвП 630 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его ключевые преимущества — высокая пропускная способность, обусловленная применением сшитого полиэтилена, и стойкость к агрессивным средам благодаря полиэтиленовой оболочке. Правильный выбор модификации (с учетом необходимости бронирования, герметизации или огнестойкости), точный расчет параметров линии и соблюдение нормативных требований при монтаже и эксплуатации являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетического объекта.