Кабель АСКл 3х150: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АСКл 3х150 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней оболочкой из светостабилизированного полиэтилена. 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. Цифра «3х150» указывает на наличие трех основных токопроводящих жил сечением 150 мм² каждая. Кабель АСКл является современной и надежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в энергосистемах благодаря своим высоким эксплуатационным параметрам.
Расшифровка маркировки АСКл
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- С – изоляция из сшитого (светостабилизированного) полиэтилена.
- К – обозначение «кабель» (часто опускается, но подразумевается).
- л – наличие продольной герметизации (ламинированной) оболочки. В конструкции кабеля АСКл под экраном жил наложена лента из алюмополимерного материала, которая обеспечивает защиту от продольного распространения влаги.
- 3х150 – три основные токопроводящие жилы сечением 150 мм².
- Экран по изоляции: Полупроводящий слой, наложенный экструзией непосредственно на изоляцию жилы. Он выравнивает электрическое поле, устраняя микроскопические неровности на границе раздела диэлектрик/проводник.
- Медный экран: Поверх полупроводящего слоя накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Он служит для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля, а также для защиты от внешних электромагнитных помех.
- Магистральные линии распределительных сетей 6-10 кВ: Питание городских и промышленных РП, ТП, КТП.
- Вводы на территории промышленных предприятий: Прокладка по территории заводов, фабрик, нефтехимических комплексов.
- Кабельные линии в туннелях, коллекторах и по эстакадам: Благодаря негорючей изоляции и оболочке, кабель допускается к групповой прокладке.
- Прокладка в земле (траншеях): При условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, сигнальной лентой) в местах с повышенной нагрузкой.
- Прокладка на мостах и путепроводах.
- Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции: Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью и стойкостью к тепловым ударам.
- Меньший вес и диаметр: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБ) аналогичного сечения и напряжения, кабель АСКл легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, в СПЭ-кабелях нет миграции пропиточного состава, что позволяет прокладку на любых трассах с большими перепадами уровней.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Благодаря герметизирующей ленте и полиэтиленовой оболочке.
- Допустимость прокладки при низких температурах: До -20°C без подогрева.
- Больший допустимый ток КЗ.
- Отсутствие брони: Требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле в сложных условиях.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов и чрезмерного изгиба, которые могут повредить изоляцию.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АВВГ и АПвВГ на среднее напряжение, но, как правило, ниже, чем у бронированных аналогов (АПвБбШп).
- Радиус изгиба: Не должен превышать 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Раскатка: Рекомендуется использовать кабельные ролики для предотвращения механических повреждений оболочки. Запрещено сбрасывать барабан с платформы.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Технология монтажа муфт включает в себя ступенчатую зачистку изоляции, установку полупроводящих и изоляционных элементов, экранирование и герметизацию. Несоблюдение технологии – основная причина последующих пробоев.
- Заземление: Медные экраны (по жилам и общий) подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности.
Конструкция кабеля АСКл 3х150
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной (для многожильных кабелей) формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной (мн) в зависимости от требований стандарта и гибкости.
2. Экранирование жилы
Каждая изолированная жила обязательно экранируется. Экранирование включает в себя:
3. Изоляция
Изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а допустимая температура при коротком замыкании достигает +250°C.
4. Заполнитель и поясная изоляция
Пространство между экранированными жилами заполняется жгутами из полиэтиленовой или поливинилхлоридной ленты, либо невулканизированной резиновой смесью для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящего материала (электросшитого полиэтилена или полимерной ленты).
5. Общий экран (металлическая оболочка)
В кабелях на напряжение 6 кВ и выше обязательным элементом является общий экран. В кабеле АСКл он выполняется в виде герметизирующей ленты из алюмополимерного материала (алюминиевая фольга с полимерным покрытием), которая накладывается продольно с перекрытием и обеспечивает защиту от проникновения влаги по длине кабеля. Поверх этой ленты накладывается медный экран в виде оплетки из медных проволок или медных лент.
6. Наружная оболочка
Внешняя защитная оболочка изготавливается из светостабилизированного полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Данный материал обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, атмосферным осадкам, агрессивным средам и механическим воздействиям, что позволяет прокладывать кабель АСКл 3х150 открыто (на воздухе).
Основные технические характеристики
Параметры кабеля АСКл 3х150 регламентируются ГОСТ Р 53769-2010 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ) и техническими условиями производителей.
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение для АСКл 3х150 | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ | 6/10 (12) или 10/20 (24) | U0 – напряжение между жилой и землей; U – междуфазное напряжение. |
| Количество и сечение основных жил, мм² | 3 x 150 | Жилы секторной формы. |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | +90 | Длительный режим работы. |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек), °C | +250 | Для изоляции из сшитого полиэтилена. |
| Минимальная температура прокладки, °C | -20 | Без предварительного подогрева. |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля | Для многожильных кабелей с секторными жилами. |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 (при 20°C) | Для кабелей на напряжение 6-35 кВ. |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | См. Таблицу 2 | Зависит от способа прокладки. |
Таблица 2. Допустимые длительные токи нагрузки для кабеля АСКл 3х150 (ориентировочные значения)
| Способ прокладки | Токовая нагрузка для 6/10 кВ, А | Токовая нагрузка для 10/20 кВ, А | Условия |
|---|---|---|---|
| В земле (в траншее) | 330 — 350 | 320 — 340 | Глубина 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, температура земли +15°C. |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | 310 — 330 | 300 — 320 | Температура воздуха +25°C, солнечная радиация учтена. |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок должны определяться расчетом в соответствии с ПУЭ 7-го издания, гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру среды, количество работающих кабелей в траншее и т.д.).
Область применения и способы прокладки
Кабель АСКл 3х150 предназначен для эксплуатации в электрических сетях среднего класса напряжения 6-20 кВ. Основные сферы применения:
Важно: Кабель АСКл не имеет брони, поэтому при прокладке в земле в условиях возможных механических воздействий (строительные работы, смещение грунтов) требуется дополнительная защита в виде асбестоцементных плит, кирпича или гофрированных труб из ПНД/ПВХ высокой жесткости.
Преимущества и недостатки кабеля АСКл 3х150
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АСКл 3х150 должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением правил техники безопасности и нормативных документов (ПУЭ, СНиП, инструкции заводов-изготовителей).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АСКл отличается от кабеля АПвВГ?
Оба кабеля имеют алюминиевые жилы и изоляцию из сшитого полиэтилена. Ключевое отличие – в конструкции герметизации и экранирования. В кабеле АПвВГ (где «пв» – изоляция из вулканизированного полиэтилена, «В» – оболочка из ПВХ) под оболочкой находится экран в виде медной проволоки и медной ленты, но отсутствует продольная герметизация алюмополимерной лентой. Кабель АСКл с буквой «л» имеет такую ленту, что повышает его стойкость к проникновению влаги по длине. Оболочка из светостабилизированного полиэтилена в АСКл более стойка к УФ и агрессивным средам, чем ПВХ в АПвВГ.
Можно ли прокладывать кабель АСКл 3х150 в земле без защиты?
Прокладка в земле (траншее) допускается, однако, учитывая отсутствие брони, в местах, где возможны механические повреждения (при последующих раскопках, в зонах с подвижными грунтами), кабель должен быть защищен. Согласно ПУЭ, защита осуществляется путем укладки в трубы, тоннели, каналы или засыпки слоем песка и укрытия защитными плитами (бетонными, полимерными) или кирпичом. На всем протяжении должна быть уложена сигнальная лента.
Каков срок службы кабеля АСКл 3х150?
Номинальный срок службы кабеля АСКл, заявленный производителями и установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки, качества монтажа муфт и отсутствия внешних повреждений.
Требуется ли дополнительное заземление экранов кабеля?
Да, это обязательное требование. Медные экраны (проволочные или ленточные) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала, отвода токов утечки, обеспечения симметрии электрического поля и нормальной работы устройств релейной защиты, использующих токи нулевой последовательности. В некоторых схемах (при большой длине линии) может применяться одноточечное или кросс-заземление, но это требует специального расчета.
Как определить необходимое сечение 150 мм² для конкретного объекта?
Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ с учетом всех поправочных коэффициентов) и по потере напряжения. Для кабелей 6-10 кВ также важен расчет по экономической плотности тока (по ПУЭ, гл. 1.3). Для питания мощных потребителей (районные ТП, крупные двигатели) сечение 150 мм² является распространенным и обеспечивает передачу мощности порядка 5-8 МВА (для 10 кВ). Окончательный выбор должен быть сделан проектной организацией на основе технико-экономического расчета.
Что означает маркировка «Um = 12 кВ» на кабеле 6/10 кВ?
Um – это максимальное рабочее напряжение (наибольшее значение междуфазного напряжения), при котором кабель может эксплуатироваться в нормальных условиях в течение всего срока службы. Для кабеля с маркировкой 6/10 кВ значение Um составляет 12 кВ. Это означает, что кабель рассчитан на работу в сетях, где в нормальном или ремонтном режиме напряжение может длительно повышаться до 12 кВ.
Заключение
Кабель АСКл 3х150 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего класса напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и системе продольной герметизации, обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики, долгий срок службы и возможность прокладки в различных условиях, включая агрессивные среды и трассы со значительными перепадами высот. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с соблюдением всех нормативных требований являются залогом надежной и бесперебойной работы энергетических объектов.