Кабель АПвПгТп 3х120: полное техническое описание и сфера применения
Кабель марки АПвПгТп 3х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из профилированной стальной ленты, герметизированный и предназначенный для прокладки в земле. Данная маркировка является ключом к пониманию его конструкции и свойств. Расшифровка аббревиатуры: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена; П – оболочка из полиэтилена (в данном контексте – внешняя); г – герметизация (гидрофобный заполнитель в поясной изоляции); Т – броня из стальных оцинкованных лент; п – защитный покров (подушка) под броню. Цифровое обозначение 3х120 указывает на три основные токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвПгТп 3х120
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговременную и надежную работу в тяжелых условиях.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка АВЕ, АВП или аналогичная) круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства, уменьшить общий диаметр и вес кабеля, что важно для кабелей большого сечения. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240 мм² или многопроволочной (мн) в зависимости от требований стандарта и гибкости.
- Фазная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C), отличными диэлектрическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам и трекингу. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012).
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил накладывается слой гидрофобного заполнителя (чаще всего на основе полиэтиленового воска или геля). Этот слой герметизирует межжильное пространство, предотвращает продольное распространение влаги в случае локального повреждения внешней оболочки и брони. Это критически важный элемент для кабелей, предназначенных для прокладки в грунтах с высокой влажностью.
- Подушка (покров) под броню: Представляет собой слой из битумизированной или крепированной бумаги, ПЭТ-ленты или композиции на основе полимеров. Защищает внутренние слои кабеля от коррозии и механических повреждений, которые может вызвать стальная броня при изгибах или вибрациях.
- Броня: Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Ключевая особенность – профилирование лент (гофрирование). Профилированная броня, в отличие от плоской, обеспечивает более высокую гибкость кабеля и лучшее сопротивление сдавливающим нагрузкам, что особенно важно при прокладке в грунте с возможными подвижками. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.
- Наружная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности (HDPE) или, реже, из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), грибкам и плесени, что делает кабель пригодным для прокладки в любых типах грунтов, включах агрессивные.
- Прокладка в земле (траншеях): Это основной и наиболее частый способ монтажа. Кабель рассчитан на прокладку в грунтах всех категорий (кроме подверженных мерзлотным деформациям), в том числе с высокой коррозионной активностью и блуждающими токами. Профилированная броня эффективно защищает от механических повреждений (давление грунта, случайные раскопки), а полиэтиленовая оболочка и герметизация – от влаги и агрессивных сред.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Допускается при условии отсутствия растягивающих усилий и риска прямого контакта с водой (затопления).
- Прокладка в помещениях и тоннелях: Возможна, но требует учета пожарной безопасности. Кабель с полиэтиленовой оболочкой не распространяет горение при одиночной прокладке (категория «нг» не присваивается по умолчанию, при необходимости требуется специальное исполнение).
- По сравнению с АПвПг (без «Тп»): Кабель АПвПгТп имеет броню из стальных лент, что делает его пригодным для прокладки в земле без дополнительных защитных труб (коробов). АПвПг требует защиты при прокладке в грунте.
- По сравнению с АВБбШв (с бумажной пропитанной изоляцией и ПВХ оболочкой): АПвПгТп имеет более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70°C), большую пропускную способность, не имеет ограничений по перепаду высот (отсутствует стекание пропиточного состава), обладает меньшим весом и диаметром при равном сечении. Кабель АПвПгТп не требует сложных муфт для остановки масла, более экологичен. Однако, исторически, кабели с бумажной изоляцией могут иметь несколько более низкую стоимость.
- По сравнению с ПвПгТп (медный аналог): Медный кабель имеет меньшее электрическое сопротивление, более высокую пропускную способность (Iдоп для меди сечением 120 мм² примерно на 25-30% выше) и лучшую коррозионную стойкость жилы. Однако алюминиевый кабель АПвПгТп значительно дешевле (в пересчете на стоимость за метр и на ампер пропускного тока), что делает его экономически оптимальным решением для большинства проектов распределительных сетей 6-10 кВ.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение на открытом воздухе под прямыми солнечными лучами длительное время не рекомендуется.
- Подготовка трассы: Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки. Дно траншеи должно быть очищено от острых камней и мусора, рекомендуется подсыпка и подушка из песка или просеянного грунта толщиной 10-15 см.
- Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью механизмов или вручную. Необходимо строго контролировать, чтобы не был превышен минимально допустимый радиус изгиба (как правило, 15 наружных диаметров).
- Укладка и засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней слоем 15-20 см, затем укладывается сигнальная лента, и траншея засыпается полностью.
- Монтаж соединительных и концевых муфт: Требуется применение специальных муфт 10 кВ, рассчитанных на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевыми жилами. Обязательна качественная герметизация мест соединения. Работы должны проводиться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным напряжением переменного тока 18 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут.
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля АПвПгТп 3х120 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ» и техническими условиями производителей.
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) |
| Количество и сечение основных жил | 3 x 120 мм² |
| Частота | 50 Гц |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с) | +250°C |
| Допустимая температура нагрева жил при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x Наружный диаметр кабеля (для бронированных кабелей) |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км (при +20°C) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 18 кВ (в течение 10 мин. после прокладки) |
Таблица 2. Примерные массо-габаритные и электрические расчетные данные
| Параметр | Примерное значение | Примечание |
|---|---|---|
| Наружный диаметр | 55-65 мм | Зависит от конкретной конструкции производителя |
| Масса 1 км кабеля | 4500-5500 кг | |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) | ~280-320 А | Зависит от условий прокладки (грунт/воздух), температуры, глубины и удельного теплового сопротивления грунта. Приведено ориентировочное значение для прокладки в земле. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.253 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление | ~0.1 Ом/км | Ориентировочно, для треугольной скрутки |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвПгТп 3х120 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – магистральные и распределительные сети 6-10 кВ.
Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки по воздуху (по опорам) без дополнительной защиты от солнечного ультрафиолетового излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена УФ-деградации. Для воздушных линий применяются марки с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, АПвПу) или с тросом.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение целесообразно проводить с другими кабелями на напряжение 6/10 кВ.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвПгТп от АПвПу?
АПвПу – это кабель с усиленной (толстой) полиэтиленовой оболочкой, предназначенный для прокладки в земле, но без брони. Для его защиты в грунте часто требуются дополнительные средства (трубы, плиты). АПвПгТп имеет встроенную профилированную броню, что делает его самонесущим в грунте и более защищенным от механических повреждений.
Можно ли использовать кабель АПвПгТп 3х120 для прокладки в воде?
Нет, данный кабель не предназначен для прокладки в воде (реки, озера, моря). Для подводной прокладки применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой герметизирующей оболочкой (например, АПвП).
Какое сечение нулевой жилы (N) и жилы защитного заземления (PE) обычно используется с кабелем 3х120?
В четырехжильных исполнениях (АПвПгТп 4х120) четвертая жила может выполнять функции как N, так и PE. Для сетей 6/10 кВ отдельная жила защитного заземления часто не требуется, так как заземление выполняется через броню и/или внешние заземлители. Если же жила PE предусмотрена проектом, ее сечение, согласно ПУЭ, может быть уменьшенным (например, 70 мм² для основного сечения 120 мм²), но окончательное решение принимает проектировщик.
Как определить необходимое сечение кабеля 10 кВ для конкретной нагрузки?
Выбор сечения – комплексная задача, выполняемая на стадии проектирования. Учитываются: длительно допустимый ток нагрузки (Iдоп) с поправками на температуру грунта, удельное тепловое сопротивление, группирование; потери напряжения; термическая стойкость при токах КЗ; экономическая плотность тока. Для ориентировочной оценки мощности, передаваемой кабелем 3х120 при 10 кВ, можно использовать формулу: P = √3 U I cosφ. При Iдоп=300 А и cosφ=0.95, P ≈ √3 10000 300 0.95 ≈ 4.9 МВт.
Требуется ли для кабеля АПвПгТп 3х120 дополнительная защита от грызунов?
Профилированная стальная броня и полиэтиленовая оболочка сами по себе являются серьезным препятствием для грызунов. В обычных условиях дополнительная защита не требуется. Однако в зонах с исключительно высокой активностью грызунов (например, некоторые порты) проектом могут предусматриваться дополнительные меры (прокладка в трубах, использование лент с отпугивающими веществами).
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвПгТп, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных нагрузок.
Заключение
Кабель АПвПгТп 3х120 является современным, надежным и экономически эффективным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения 6-10 кВ с прокладкой в земле. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, герметизации, профилированной брони и полиэтиленовой оболочки, обеспечивает высокую пропускную способность, долговечность и минимальные эксплуатационные расходы. Правильный выбор, монтаж и обслуживание в соответствии с ПУЭ и инструкциями производителя гарантируют бесперебойную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы.