Кабель АПвБПу 10 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвБПу 10 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных проволок, в полиэтиленовой оболочке повышенной стойкости к внешним воздействиям. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в агрессивных средах, а также на трассах с риском механических повреждений и растягивающих усилий.
Расшифровка маркировки АПвБПу
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Б – броня из стальных оцинкованных проволок.
- П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
- у – индекс, обозначающий кабель в полиэтиленовой оболочке, стойкой к воздействию окружающей среды (усиленной).
- 10 кВ – номинальное напряжение 10 киловольт.
- Точные значения токов нагрузки определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество работающих кабелей в траншее и т.д.). Приведенные данные носят справочный характер.
- Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям.
- Прокладка на вертикальных и наклонных трассах благодаря проволочной броне, воспринимающей растягивающую нагрузку.
- Участки с риском механических повреждений (например, при пересечении дорог, в промышленных зонах).
- Объекты нефтегазовой, химической, горнодобывающей промышленности, где требуется стойкость к агрессивным средам.
- Вводы на территории подстанций и распределительных устройств.
- Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне, не подвержен термопластической деформации, обладает высокой стойкостью к тепловым ударам.
- Отличные механические характеристики: Проволочная броня обеспечивает защиту от повреждений и позволяет прокладывать кабель на сложных трассах.
- Стойкость к внешним воздействиям: Полиэтиленовая оболочка «Пу» защищает от влаги, химикатов и коррозии, что продлевает срок службы в агрессивных грунтах.
- Более высокая допустимая температура: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, АПвБПу допускает длительный нагрев до +90°C, что увеличивает пропускную способность.
- Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней, меньший радиус изгиба, возможность поставки в длинных строительных длинах.
- Экономичность: Использование алюминия снижает стоимость кабельной линии.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении оболочки и брони влага может проникнуть к экранам и изоляции, что требует тщательного контроля при укладке.
- Необходимость специального инструмента и обученного персонала: Монтаж концевых и соединительных муфт на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена требует высокой квалификации.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ оболочке без брони.
- Большая масса и жесткость по сравнению с небронированными аналогами, что усложняет ручную укладку.
- Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегаомметром на 2500/5000 В).
- При прокладке в траншее необходимо обеспечить «постель» и «засыпку» из мелкого грунта без камней, а также защиту сигнальной лентой или плитами.
- При проходе через стены и перекрытия используются гильзы из несгораемых материалов.
- Соединение и ответвление жил производится только с помощью специальных соединительных и ответвительных муфт, предназначенных для кабелей с изоляцией из СПЭ на 10 кВ.
- Обязательно заземление медных экранов с обеих сторон кабеля. Система заземления должна соответствовать требованиям ПУЭ.
- При хранении барабаны должны быть установлены на торцы и защищены от прямых солнечных лучей.
Таким образом, маркировка указывает на многослойную конструкцию, сочетающую преимущества сшитого полиэтилена (высокие диэлектрические и температурные характеристики) и механическую защиту, обеспечиваемую проволочной броней и стойкой полиэтиленовой оболочкой.
Конструкция кабеля АПвБПу 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства. Рабочая температура жилы увеличивается до +90°C, а температура в аварийном режиме может достигать +130°C (кратковременно до +250°C). Изоляция имеет строго нормированную толщину, зависящую от номинального напряжения.
4. Экран на изоляции (полупроводящий)
Поверх основного изоляционного слоя накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранной системы кабеля.
5. Поясная изоляция
Представляет собой обмотку из полупроводящей бумаги или полимерной ленты. Выравнивает поле вокруг скрученных изолированных жил.
6. Медные экраны
Каждая жила экранирована отдельно. В качестве экрана используются медные ленты или оплетка из медных проволок. Экран заземляется и служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии поля, а также в качестве пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
7. Разделительный слой (подброневой)
Выполняется в виде обмотки из ПВХ-ленты или крепированной бумаги. Защищает внутренние элементы кабеля (в частности, экраны) от повреждения броней и обеспечивает легкое снятие бронепокрова при монтаже.
8. Броня
Выполнена из стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх разделительного слоя с определенным шагом. Проволочная броня (индекс «Б») обеспечивает высокую механическую прочность на растяжение, что позволяет прокладывать кабель на вертикальных и наклонных трассах, в условиях сдвига грунтов, а также защищает от грызунов и случайных механических повреждений.
9. Наружная оболочка
Внешний защитный слой из полиэтилена повышенной стойкости (индекс «Пу»). Данный материал обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), коррозии и солнечному излучению (УФ-стабилизирован). Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры
Номинальное напряжение: 6/10 кВ (между жилой и землей/экраном – 6 кВ, между жилами – 10 кВ).
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 18 кВ в течение 10 минут.
Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут.
Допустимая длительная температура жилы: +90°C.
Максимальная температура жилы в аварийном режиме (не более 8 ч в сутки, не более 1000 ч за срок службы): +130°C.
Температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
Механические и климатические параметры
Минимальный радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
Стойкость к растягивающему усилию: обеспечивается проволочной броней. Конкретное значение зависит от сечения и конструкции.
Срок службы: не менее 30 лет.
Таблица 1. Примерные данные по току нагрузки для кабеля АПвБПу 10 кВ (при прокладке в земле, температуре земли +15°C, глубине прокладки 0.7 м)
| Сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км, кг | Допустимый длительный ток нагрузки, А* |
|---|---|---|---|
| 3×50 | 45-50 | 3500-4000 | 180-200 |
| 3×70 | 50-55 | 4500-5000 | 220-240 |
| 3×95 | 55-60 | 5500-6000 | 265-285 |
| 3×120 | 60-65 | 6500-7000 | 305-325 |
| 3×150 | 65-70 | 7500-8000 | 350-370 |
| 3×185 | 70-75 | 8500-9000 | 395-415 |
| 3×240 | 75-80 | 10000-11000 | 460-480 |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвБПу 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
Запрещается прокладка кабеля АПвБПу по воздуху (подвесным способом) без дополнительных несущих элементов, так как полиэтиленовая оболочка не предназначена для длительного воздействия значительных растягивающих усилий в таком режиме.
Преимущества и недостатки кабеля АПвБПу 10 кВ
Преимущества:
Недостатки:
Отличия от кабелей других марок
АПвБПу vs АПвБбШп: Оба кабеля имеют алюминиевые жилы, изоляцию из СПЭ и броню. Ключевое отличие – материал наружной оболочки. У АПвБбШп оболочка из полиэтилена, но не «усиленного» типа, а у Шп – полиэтиленовый шланг. Оболочка «Пу» обладает повышенной химической и коррозионной стойкостью. Броня у АПвБбШп – две стальные ленты, что защищает от ударов, но хуже воспринимает растяжение по сравнению с проволочной броней «Б» у АПвБПу.
АПвБПу vs ААБл: Кабель ААБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот (из-за стекания пропитки), требует более сложного монтажа муфт. АПвБПу лишен этих недостатков, но требует более аккуратного обращения с оболочкой.
АПвБПу vs АПвПу: Кабель АПвПу не имеет брони (отсутствует индекс «Б»). Он дешевле и легче, но применяется только для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах), где исключен риск механических повреждений. АПвБПу может быть проложен непосредственно в земле.
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем главное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной?
Изоляция XLPE не содержит жидкого диэлектрика, что устраняет риск утечки масла, не имеет ограничений по разности уровней прокладки, обладает более высокой рабочей температурой (+90°C против +70°C для бумажной), большей стойкостью к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям, а также меньшим весом и удобством монтажа.
Можно ли прокладывать кабель АПвБПу 10 кВ в воде?
Прямая продолжительная прокладка в воде не рекомендуется, несмотря на стойкость оболочки. Для прокладки в водоемах, болотах используются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП). АПвБПу может кратковременно находиться в воде или прокладываться в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвБПу?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов по ПУЭ) и по экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В). Также выполняется проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания и потери напряжения. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
Требуется ли дополнительная защита кабеля при прокладке в траншее от грызунов?
Броня из стальных оцинкованных проволок является достаточной защитой от грызунов. Однако в регионах с повышенной активностью может потребоваться дополнительная защита в виде кирпичных или бетонных плит, уложенных поверх кабеля.
Чем отличается кабель с индексом «у» от кабеля без него?
Индекс «у» (в составе «Пу») указывает на то, что наружная полиэтиленовая оболочка изготовлена из материала повышенной стойкости к воздействию окружающей среды – солнечного излучения, перепадов температур, агрессивных химических веществ. Это продлевает срок службы кабеля при наружной прокладке или прокладке в агрессивных грунтах.
Какой срок службы у кабеля АПвБПу 10 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, правильном монтаже и эксплуатации в рамках заданных технических параметров.
Заключение
Кабель АПвБПу 10 кВ является современным, надежным и универсальным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, механическую прочность проволочной брони и химическую стойкость полиэтиленовой оболочки, делает его оптимальным выбором для сложных условий прокладки: в грунтах с высокой коррозионной активностью, на трассах с риском механических повреждений и растягивающих усилий. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетической линии на протяжении всего срока службы.