Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП 6 кВ 240 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвБП 6 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 6 кВ. Данный тип кабеля широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая агрессивные среды.

Расшифровка маркировки АПвБП 6 кВ 240 мм²

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и содержит ключевую информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен (XLPE).
• Б – тип бронепокрова: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – материал наружной оболочки: полиэтилен (PE).
• 6 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
• 240 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Таким образом, полная расшифровка обозначает: Кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в броне из стальных лент, с полиэтиленовой оболочкой, на напряжение 6 кВ, сечением 240 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля АПвБП 6 кВ 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть однопроволочной (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочной. В случае многопроволочной конструкции проволоки скручиваются в правильную геометрическую форму.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150). Для кабеля на 6 кВ она составляет, как правило, 3.0 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Поверх основного изоляционного слоя накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего материала. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже на внешней границе изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция в виде лент или общего экструдированного слоя, обеспечивающая дополнительную электрическую и механическую стабильность конструкции.

6. Медные экраны

Каждая жила экранирована медными проволоками или лентами. Экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также в качестве пути для тока короткого замыкания и тока утечки. Сечение медного экрана нормируется.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между экранированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ пониженной горючести или полиэтиленом) для придания кабелю круглой формы. Поверх заполнителя может накладываться разделительный слой из полимерной ленты.

8. Бронепокров

Броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Основное назначение – защита кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, сдавливание), а также от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.

9. Наружная оболочка

Внешний защитный слой выполняется из полиэтилена (PE). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), ультрафиолетовому излучению и перепадам температур, что позволяет прокладывать кабель в земле (траншеях), коллекторах, тоннелях и на открытом воздухе.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Для кабеля АПвБП 6 кВ 240 мм² ключевые электрические характеристики следующие:

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/6 (7.2) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей/экраном, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут.
• Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимальная температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 секунд).
• Минимальная температура для монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость: удельная емкость жилы относительно экрана составляет примерно 0.3-0.4 мкФ/км.

Токовые нагрузки (допустимые длительные токи)

Допустимые токовые нагрузки зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные значения для разных режимов.

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвБП 6 кВ 3×240 мм²

Условия прокладки	Допустимый длительный ток, А
В земле (траншее), при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт	390 — 410
В воздухе, при температуре воздуха +25°C	360 — 380
В туннеле, канале, коллекторе	340 — 360

Примечание: Точные значения необходимо уточнять по актуальным ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и расчетным методикам, учитывающим все поправочные коэффициенты (на температуру среды, группирование, глубину прокладки и т.д.).

Механические и геометрические параметры

• Вес 1 км кабеля: приблизительно 8000 — 9000 кг.
• Наружный диаметр кабеля: ориентировочно 65 — 75 мм.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами).
• Строительная длина: как правило, не менее 250 м, по согласованию с заказчиком может быть меньше.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБП 6 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в распределительных сетях 6 кВ.
• Питание мощных электродвигателей, насосных и компрессорных станций на промышленных предприятиях (нефтегаз, химия, металлургия).
• Питание подстанций и распределительных пунктов.
• Прокладка в кабельных сооружениях электростанций.
• Устройство вводов в здания и сооружения.

Способы прокладки:

• В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянной земли, с последующей засыпкой и укладкой сигнальной ленты. Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от коррозии и механических нагрузок.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах, эстакадах: Крепление осуществляется с помощью кабельных конструкций (лотков, полок, кронштейнов).
• В воздухе (по фасадам, на опорах): Допускается при условии стойкости оболочки к УФ-излучению (черный полиэтилен, как правило, содержит сажу, являющуюся стабилизатором).

Важно: Прокладка в помещениях с массовым пребыванием людей, а также по путям эвакуации может быть ограничена из-за горючести полимерных материалов. В таких случаях необходимо применение кабелей с пониженной пожарной опасностью (индексы «нг(А)-LS», «нг(А)-FR») или иных конструктивных решений (прокладка в несгораемых каналах с засыпкой).

Преимущества и недостатки кабеля АПвБП по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией (+70°C).

Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен не подвержен термопластической деформации, обладает высокой стойкостью к тепловым ударам и частичным разрядам.

• Стойкость к влаге и агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает отличную защиту.
• Механическая прочность: Стальная броня защищает от большинства внешних механических воздействий.
• Относительно малый вес и радиус изгиба по сравнению со свинцовыми бронированными кабелями (АСБл).
• Простота монтажа и оконцевания: Современные технологии монтажа муфт для СПЭ изоляции отработаны и надежны.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже: Требует аккуратного обращения.
• Опасность распространения горения при групповой прокладке базовой версии кабеля. Требуется применение специальных исполнений с индексом «нг».
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБ) аналогичного напряжения, но ниже, чем у кабелей с медными жилами.
• Необходимость применения специального инструмента и обученного персонала для монтажа соединительных и концевых муфт.

Сравнение с кабелем АВБбШв 6 кВ 240 мм²

Часто возникает вопрос о выборе между АПвБП и АВБбШв. Ключевые отличия:

• Материал изоляции: У АПвБП – сшитый полиэтилен (XLPE), у АВБбШв – поливинилхлорид (ПВХ).
• Температура длительной работы: +90°C против +70°C, что дает выигрыш в пропускной способности для АПвБП.
• Оболочка: У АПвБП – полиэтилен, более стойкий к химии и влаге. У АВБбШв – поливинилхлоридный шланг (Шв), который может быть менее устойчив к некоторым агрессивным средам, но часто имеет更好的 характеристики по распространению горения в базовом исполнении.
• Область применения: АПвБП предпочтительнее для ответственных линий с высокой нагрузкой, прокладки в грунтах с агрессивными веществами. АВБбШв часто применяется внутри помещений, в кабельных сооружениях, где важна стойкость к распространению огня (в исполнении «нг»).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем основное отличие кабеля АПвБП от АПвПу?

Основное отличие – в типе бронепокрова. У кабеля АПвБП броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент. У кабеля АПвПу броня отсутствует, а вместо нее используется усиленная защитная оболочка (индекс «у»), часто с применением стальных оцинкованных проволок, вплетенных в экран, или просто толстостенная полиэтиленовая оболочка. АПвПу применяется там, где нет риска механических повреждений, но требуется защита от влаги и агрессивных сред.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвБП 6 кВ в земле без дополнительной защиты?

Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Его конструкция (броня из стальных лент и полиэтиленовая оболочка) специально предназначена для прямой укладки в траншею. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ: глубина прокладки (не менее 0.7 м для 6-20 кВ), подушка и засыпка песком, защита сигнальной лентой или плитами в местах с повышенной нагрузкой.

3. Какое требуется сечение медного экрана у данного кабеля?

Сечение экрана нормируется стандартами. Для кабеля 6 кВ с сечением жилы 240 мм² сечение экрана, как правило, составляет 25 мм² или 35 мм². Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя и должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ.

4. Какой срок службы у кабеля АПвБП 6 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше.

5. Обязательно ли использовать концевые муфты с изолирующим гелем для этого кабеля?

Нет, не обязательно. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются два основных типа концевых муфт: муфты с изолирующим гелем (заливочные) и муфты сухой конструкции (с термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми компонентами). Выбор зависит от условий эксплуатации, места установки (открытый воздух, помещение), квалификации монтажников и требований проекта. Оба типа при качественном монтаже обеспечивают надежную работу.

6. Что означает индекс «П» в конце маркировки? Это то же самое, что «Шв»?

Индекс «П» в маркировке АПвБП означает, что наружная оболочка выполнена из полиэтилена. Индекс «Шв» (как в АВБбШв) означает «шланг защитный из поливинилхлорида». Это разные материалы с разными свойствами: полиэтилен более стоек к влаге и химикатам, ПВХ-шланг часто имеет лучшие показатели по распространению пламени в базовом исполнении.

7. Как рассчитать ток короткого замыкания, который выдержит кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется по формуле, учитывающей сечение жилы, материал, допустимую температуру при КЗ (+250°C) и начальную температуру (+90°C). Для алюминиевой жилы 240 мм² допустимый ток термической стойкости (I_терм) на время 1 секунды составляет ориентировочно 12-13 кА. Для других длительностей (t) ток пересчитывается по формуле I_t = I_1с / √t. Точные данные должны быть указаны в паспорте на кабель.

8. Можно ли использовать кабель АПвБП для прокладки по пожароопасным зонам?

Базовая конструкция кабеля АПвБП (без специальных индексов) не имеет пониженной пожарной опасности. Для прокладки в пожароопасных зонах, а также в зданиях, по путям эвакуации, в детских учреждениях и т.д., необходимо применять специальные исполнения кабеля, которые маркируются дополнительными индексами, например: АПвБПнг(А)-LS. Здесь «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке, «(А)» – высшая категория по нераспространению горения, «LS» – Low Smoke, с пониженным дымо- и газовыделением.