Кабель АПвПбШвз 95 мм
Кабель АПвПбШвз 95 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПбШвз 95 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в земле (траншеях) и на воздухе в условиях агрессивной среды, где существует риск механических повреждений. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; П – оболочка из полиэтилена (в данной конструкции обычно используется полиэтилен или поливинилхлорид, уточнение требует ТУ); б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шв – защитный шланг (покров) из поливинилхлоридного пластиката; з – заполнение пространства между жилами негигроскопичным материалом (например, гидрофобным заполнителем или ПЭ-лентами).
Конструктивные особенности кабеля АПвПбШвз 95 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую степень защиты от внешних воздействий. Рассмотрим каждый элемент подробно.
1. Токопроводящая жила
Жила выполняется из алюминия (марка АВЕ, АВП или аналогичная по ГОСТ или ТУ) сечением 95 мм². Как правило, для данного сечения жила является многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и укладки. Количество жил в кабеле может быть различным: 1, 2, 3, 4 (3 основных + 1 нулевая) или 5 (3 основных + 1 нулевая + 1 защитная). Наиболее распространенным является трехжильное исполнение для трехфазных сетей.
2. Изоляция
Каждая токопроводящая жила изолируется слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный методом поперечной сшивки молекул полиэтилена, обладает превосходными электрическими и термическими характеристиками по сравнению с ПВХ или обычным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C в длительном режиме и до +130°C в режиме перегрузки или короткого замыкания (до 5 секунд). Изоляция имеет стандартную толщину, регламентированную техническими условиями.
3. Заполнение и поясная изоляция
Между изолированными жилами прокладывается негигроскопичный заполнитель (экструдированный или в виде жгутов/лент). Буква «з» в маркировке указывает на наличие этого элемента. Его назначение – предотвратить продольное распространение влаги внутри кабеля в случае повреждения наружных покровов, а также придать кабелю округлую форму. Поверх скрученных изолированных жил с заполнением может накладываться поясная изоляция (обмотка) из ПЭ-лент или аналогичного материала.
4. Броня
Броневой покров выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина лент нормируется в зависимости от диаметра кабеля под броней. Основная функция – защита от механических повреждений (удары, сдавливание грунтом, воздействие грызунов). Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.
5. Защитный шланг (покров Шв)
Поверх брони экструдируется защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Он выполняет несколько задач: защищает стальные ленты брони от коррозии, служит дополнительным барьером от влаги, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (почвенным химикатам, бензину, маслам) и снижает распространение пламени при групповой прокладке.
Основные технические и электрические характеристики
Параметры кабеля АПвПбШвз 95 мм² регламентируются техническими условиями завода-изготовителя, разработанными на основе ГОСТ 18410-73 (на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) или более современных стандартов. Ниже приведены типичные значения для трехжильного кабеля.
Таблица 1. Электрические параметры (для трехжильного кабеля, ~1 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 0.66/1; 1/1; 6/10; 10/15; 20/35 | Наиболее распространено 1 кВ. Параметры для 95 мм² могут отличаться для разных напряжений. |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим. |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250°C | Длительность до 5 сек. |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C | |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км | При температуре +20°C. |
| Сопротивление постоянному току жилы при +20°C, Ом/км, не более | 0.310 (для однопроволочной) | По ГОСТ 22483. |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 3.5 кВ (для U0/U=0.66/1 кВ) | Продолжительность 10 мин. |
Таблица 2. Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Способ прокладки | В земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, на эстакадах, в помещениях, по наружным стенам. Запрещена прокладка в блоках. |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей на напряжение до 10 кВ). |
| Стойкость к агрессивным грунтам | Высокая, благодаря покрову Шв. |
| Групповая прокладка | Допускается с учетом снижающих коэффициентов на токовую нагрузку. |
| Гарантийный срок эксплуатации | 5 лет с даты ввода в эксплуатацию, но не более 4.5 лет с даты изготовления. |
| Срок службы | Не менее 30 лет. |
Расчетные токовые нагрузки
Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от множества факторов: номинального напряжения, количества жил, способа прокладки (в земле или на воздухе), температуры грунта или воздуха, глубины прокладки и количества кабелей в траншее. Приведенные ниже данные являются справочными. Для проектирования необходимо пользоваться актуальными редакциями ПУЭ (Главы 1.3, 1.4) и расчетными таблицами.
Таблица 3. Примерные допустимые токовые нагрузки для кабеля АПвПбШвз 3х95 мм² (напряжение до 1 кВ)
| Способ прокладки | Длительно допустимый ток, А | Условия |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 220 — 240 А | Глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, один кабель в траншее. |
| На воздухе (в кабельном лотке, по стене) | 200 — 215 А | Температура воздуха +25°C, отсутствие прямого солнечного излучения. |
Важно: При групповой прокладке применяются понижающие коэффициенты (0.85-0.95 в зависимости от количества и взаимного расположения кабелей). При температуре грунта выше +15°C или воздуха выше +25°C также вводятся поправочные коэффициенты, уменьшающие допустимый ток.
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвПбШвз 95 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1, 6, 10, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы использования:
- Магистральные и распределительные линии в сетях электроснабжения городов, промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов.
- Питание мощных электроприемников (насосные и компрессорные станции, трансформаторные подстанции, крупные двигатели).
- Прокладка в земле (траншеях) в условиях, где возможны механические воздействия (насыпной грунт, зоны с активной хозяйственной деятельностью).
- Прокладка в кабельных сооружениях (колодцах, тоннелях, эстакадах) с высокой влажностью или в условиях возможного затопления.
- Прокладка в пожароопасных и взрывоопасных зонах (с учетом дополнительных требований ПУЭ и проектной документации).
- Перед прокладкой необходимо проверить целостность наружных покровов и изоляции (измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В).
- При прокладке в траншее необходимо создать песчаную подушку толщиной не менее 100 мм, а после укладки кабеля – засыпать его слоем мягкого грунта или песка без камней и строительного мусора, после чего уложить сигнальную ленту и произвести полную засыпку.
- Запрещается прокладывать кабель с натяжением. Должен быть обеспечен технологический запас для компенсации температурных деформаций.
- При пересечении с инженерными коммуникациями и дорогами кабель должен быть защищен футлярами (трубами) из несгораемых материалов.
- Концевые муфты должны соответствовать классу напряжения и типу изоляции кабеля.
- АПвПбШвз vs АВБбШв (с ПВХ изоляцией): Кабель АПвПбШвз имеет более высокую допустимую температуру нагрева жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же токовой нагрузке. Сшитый полиэтилен обладает лучшими диэлектрическими характеристиками и стойкостью к тепловому старению. Однако кабель с XLPE, как правило, дороже.
- АПвПбШвз vs АПвПу (бронированный, но с полиэтиленовой оболочкой поверх брони): Оболочка Шв (ПВХ) обеспечивает лучшую стойкость к распространению пламени и к агрессивным средам по сравнению с полиэтиленовой оболочкой Пу, которая более горюча и может растворяться в углеводородах.
- Алюминий vs Медь: Аналогом по конструкции, но с медными жилами является кабель ПвПбШв. Медный кабель при том же сечении имеет более высокую пропускную способность (примерно на 30%) и лучшее сопротивление механическим растяжениям, но его стоимость в 3-4 раза выше. Выбор в пользу алюминия часто делается по экономическим соображениям для магистральных линий, где не предъявляются жесткие требования по гибкости и минимальному сечению.
Особенности монтажа:
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
При выборе между кабелем АПвПбШвз и другими типами необходимо учитывать технико-экономические показатели и условия прокладки.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) в кабеле АПвПбШв?
Основные преимущества: повышенная термостойкость (рабочая температура +90°C), высокая стойкость к тепловому старению и растрескиванию, отличные диэлектрические характеристики (низкие диэлектрические потери), высокая стойкость к воздействию влаги и химических веществ, повышенная стойкость к токам короткого замыкания. Это позволяет увеличить пропускную способность и срок службы кабеля по сравнению с традиционной ПВХ-изоляцией.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвПбШвз 95 мм² в помещениях и по фасадам зданий?
Да, можно. Наличие защитного шланга Шв из ПВХ пластиката пониженной горючести позволяет прокладывать его внутри помещений, в том числе в производственных цехах, по стенам и конструкциям. Однако при групповой прокладке внутри помещений необходимо учитывать требования пожарной безопасности (ПУЭ, гл. 2.1, 7.3, 7.4) и, возможно, потребуется применение дополнительных мер, таких как противопожарные перегородки или покрытия.
3. Как расшифровать маркировку «з» в АПвПбШвз? Обязательно ли ее наличие?
Буква «з» означает, что в конструкции кабеля предусмотрено заполнение межжильного пространства негигроскопичным материалом. Это критически важный элемент для кабелей, предназначенных для прокладки в земле и местах с возможным подтоплением. Заполнитель предотвращает продольное распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки, тем самым локализуя поврежденный участок и упрощая ремонт. Для подземной прокладки наличие заполнения является практически обязательным требованием.
4. Каковы требования к заземлению брони кабеля АПвПбШвз?
Броня кабеля должна быть заземлена с двух сторон (с обоих концов линии) в соответствии с требованиями ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.71). Это необходимо для обеспечения электробезопасности (снятие потенциала при повреждении изоляции) и для нормальной работы устройств релейной защиты, использующих токи в броне. Заземление выполняется путем соединения стальных лент брони и/или медной проволоки-спирали (если она есть) с заземляющим устройством через концевую муфту или специальный заземляющий зажим.
5. Как определить необходимое сечение 95 мм² для конкретного объекта?
Выбор сечения является задачей проектного расчета и включает в себя следующие этапы: определение расчетного тока нагрузки с учетом коэффициентов спроса и одновременности; выбор способа прокладки; определение поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды и групповую прокладку; проверка выбранного сечения по допустимому току (ПУЭ, табл. 1.3.4-1.3.29); проверка на потерю напряжения; проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания; экономическое обоснование. Сечение 95 мм² обычно применяется для питающих линий с токами нагрузки 200-250 А.
6. В чем разница между кабелями АПвПбШвз на 1 кВ и на 10 кВ?
Основные отличия заключаются в толщине изоляции из сшитого полиэтилена и конструкции экрана. Для кабеля на 10 кВ толщина изоляции каждой жилы значительно больше (около 3.4 мм против ~1.2-1.4 мм для 1 кВ). Кроме того, кабели на 6 кВ и выше имеют экран поверх изолированной жилы в виде проводящего слоя (полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя) и медной ленты или проволоки, который выравнивает электрическое поле и подлежит обязательному заземлению. В маркировке это может отражаться добавлением буквы «Э» (экранированный), например, АПвЭПбШвз.
7. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвПбШвз 95 мм²?
Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты, соответствующие типу изоляции (XLPE), напряжению и сечению кабеля. Для кабелей на 1 кВ используются соединительные и концевые муфты (внутренние и наружной установки) с изоляцией из термоусаживаемых трубок или холодноусаживаемых элементов. Для кабелей на 6-35 кВ применяются только экранированные муфты, обеспечивающие непрерывность экрана и брони. Выбор конкретного типа муфты (стержневая, трубчатая) осуществляется по каталогам производителей (3M, Raychem, Nexans, КВТ и др.).