Кабель АПвВ 3х240: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвВ 3х240 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и защитной оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, В – оболочка из ПВХ-пластиката. Цифровое обозначение 3х240 указывает на три основные жилы сечением 240 мм² каждая.
Конструкция кабеля АПвВ 3х240
Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы, однопроволочной (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочной. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Класс жилы – 1 или 2 по ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм). СПЭ обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану по жиле, служит для симметризации электрического поля.
- Поясная изоляция: Выполняется в виде медных или алюминиевых лент, либо в виде медных проволок, наложенных поверх экрана по изоляции. Предназначена для защиты от электромагнитных помех, а также в качестве элемента цепи для протекания токов короткого замыкания.
- Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из ПВХ-пластиката или невулканизированной резиновой смесью для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Оболочка: Защитная внешняя оболочка из ПВХ-пластиката. Обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Магистральные и распределительные линии 6-20 кВ в городских и промышленных электрических сетях.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в производственных помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений и коррозионной активности грунта. При риске повреждений требуется дополнительная защита (бронепокровы, плиты, трубы).
- Преимущества АПвВ: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), меньший вес и внешний диаметр, отсутствие ограничений по разности уровней прокладки (нет риска стекания пропитки), большая длина поставки (меньшее количество муфт на трассе), простота монтажа и обслуживания.
- Недостатки АПвВ: Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям (задирам, надрезам) при монтаже, необходимость использования специального инструмента и муфт для СПЭ, несколько более высокая стоимость на единицу длины (хотя общая экономия может быть достигнута за счет снижения затрат на монтаж и эксплуатацию).
Основные технические характеристики и параметры
Характеристики кабеля АПвВ 3х240 регламентируются стандартами ГОСТ 16442-80 (с изменениями) и ТУ 16.К71-335-2004. Ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 20/35* |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (не более 5 с) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может оговариваться с заказчиком) |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
*Конкретное исполнение по напряжению указывается в заказе.
Таблица 2. Токовые нагрузки (длительно допустимый ток) для кабеля АПвВ 3х240
Данные приведены для кабеля, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0,7-1,0 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1,2 К·м/Вт.
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (для напряжения 10 кВ) |
|---|---|
| В земле (одиночная прокладка) | ~ 355 А |
| В воздухе (открыто, на лотках) | ~ 390 А |
| В кабельном канале (блоке) | ~ 305 А |
Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температуры окружающей среды, количества работающих кабелей вплотную, типа грунта) и должны быть рассчитаны по методике ПУЭ 7 изд.
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвВ 3х240 применяется для создания участков кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
Особенности монтажа и эксплуатации: При монтаже необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. Допускается прокладка на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней благодаря прочной изоляции из СПЭ. При прокладке в земле кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянной земли, после засыпается тем же материалом и защищается сигнальной лентой или плитами. Соединение и ответвление жил производится с помощью специальных кабельных муфт (соединительных, концевых), рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель АПвВ является аналогом кабеля АПвП (с изоляцией из СПЭ и оболочкой из полиэтилена). Основное отличие – материал оболочки: ПВХ (АПвВ) обладает лучшей стойкостью к распространению горения, но несколько менее стоек к ультрафиолету по сравнению с полиэтиленом (АПвП).
Ключевое сравнение с устаревшими, но еще применяемыми кабелями с бумажной пропитанной изоляцией (АСБ, ААБл):
При выборе между АПвВ и кабелем с медными жилами (ПвВ) основным критерием является стоимость и токовая нагрузка. Медный кабель при том же сечении имеет большую пропускную способность и лучшие механические свойства жилы, но значительно дороже. Выбор в пользу алюминия (АПвВ) часто экономически оправдан для линий с высокой пропускной способностью, где требуется большое сечение жил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) от ПВХ или бумажной?
Сшитый полиэтилен получают путем «сшивки» молекул полиэтилена в трехмерную сетку под воздействием химических агентов или радиации. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ размягчается при +70-80°C, то СПЭ сохраняет форму и свойства до +130-150°C. По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, СПЭ не стареет из-за окисления масла, не требует сложных концевых упоров для удержания пропитки и обладает стабильными диэлектрическими характеристиками во всем диапазоне рабочих температур.
Можно ли прокладывать кабель АПвВ 3х240 в земле без дополнительной защиты?
Да, оболочка из ПВХ обеспечивает достаточную защиту от влаги и умеренной агрессивности грунта. Однако, согласно ПУЭ и здравому смыслу, при риске механических повреждений (раскопки, наличие камней, движение транспорта над трассой) кабель должен быть защищен: уложен в трубы (ПНД, асбоцементные), защитные плиты или должен применяться бронированный вариант кабеля – АПвБбШв (с броней из стальных лент).
Как правильно выбрать сечение жилы 240 мм²? Достаточно ли его для мощности 5 МВА?
Выбор сечения – расчетная задача, учитывающая не только мощность, но и напряжение, схему электроснабжения, способ прокладки, длину линии, допустимые потери напряжения и экономическую плотность тока. Для ориентировочной оценки: при напряжении 10 кВ и мощности 5 МВА (5000 кВА) полный ток составит примерно 290 А. Согласно таблице 2, кабель АПвВ 3х240, проложенный в земле, имеет допустимый ток ~355 А, что теоретически достаточно с запасом. Однако обязателен полный расчет с учетом всех факторов, включая режим КЗ.
Что означает маркировка «ож» в спецификации АПвВ 3х240-ож?
«Ож» означает «одна жила». Для трехжильных кабелей на напряжение до 35 кВ это стандартное исполнение – три отдельные изолированные жилы в общей оболочке. В противоположность этому, существуют кабели «многожильные» в общей поясной изоляции, но для средних напряжений это редкость. Уточняющая маркировка «ож» подчеркивает, что кабель имеет именно такую конструкцию.
Требуется ли дополнительное заземление экранов (поясной изоляции) кабеля АПвВ?
Да, обязательно. Медные или алюминиевые экраны (пояски) на концах кабеля должны быть надежно заземлены. Это делается для обеспечения безопасности (снятие потенциала), обеспечения симметрии электрического поля и создания пути для протекания токов КЗ в случае повреждения. Заземление выполняется с помощью специальных заземляющих проводников, присоединяемых к экрану в концевых и соединительных муфтах.
Заключение
Кабель АПвВ 3х240 является современным, надежным и технологичным решением для строительства распределительных сетей среднего класса напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, обусловленная термостойкостью изоляции из СПЭ, и удобство монтажа благодаря отсутствию ограничений по трассе. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех требований нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, инструкций по монтажу муфт) гарантируют долгий и безотказный срок службы кабельной линии.