Кабель АПвПТи 150 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвПТи 150 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из полимерных материалов, не распространяющих горение, и с медными экранами. 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. Конструкция кабеля АПвПТи 150 мм² обеспечивает высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в различных условиях, включая трассы с неограниченной разностью уровней.
Расшифровка маркировки АПвПТи 150 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – внутренняя защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
- Т – наличие медного экрана в виде оплетки поверх скрученных жил.
- и – индивидуальный экран (изоляционный слой + медная лента или проводящий слой) на каждой жиле.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Электропроводящий слой (полупроводящий экструдированный или наложенный термоусаживаемый материал). Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Медный экран в виде продольно наложенной медной ленты или спирально наложенных медных проволок (обычно сечением 16 или 25 мм²). 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: Прокладка от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
- Питание мощных промышленных потребителей: Заводы, фабрики, крупные цеха, где требуется надежная подача энергии с сечением 150 мм², рассчитанным на токи до 350 А (для 10 кВ).
- Прокладка в земле (траншеях): Благодаря полиэтиленовой наружной оболочке, стойкой к влаге и агрессивным средам.
- Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, каналах и по эстакадам.
- Прокладка в условиях с неограниченной разностью уровней: Конструкция с индивидуальным и общим экранами, а также заполнение межжильного пространства предотвращают стекание изоляционного состава.
- Участки с высокими требованиями к электромагнитной совместимости: Полное экранирование минимизирует влияние внешних полей и излучение от самого кабеля.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией.
- Надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен не стареет под воздействием рабочих температур, устойчив к тепловым ударам.
- Безопасность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания. Оболочки из негорючих материалов повышают пожарную безопасность.
- Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями аналогичного сечения и напряжения. Возможность прокладки на вертикальных участках.
- Стойкость к внешним воздействиям: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает отличную защиту от влаги и химикатов.
- Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами: Требует аккуратной прокладки и, при необходимости, дополнительной защиты (броневыми лентами, плитами).
- Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями АВБбШв (с бумажной изоляцией и ПВХ оболочкой), однако стоимость эксплуатации ниже.
- Необходимость квалифицированного монтажа концевых и соединительных муфт: Требуется строгое соблюдение технологии разделки и монтажа экранов.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
- Подготовка трассы: Для прокладки в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм. Глубина прокладки – 0.7-1.0 м. Запрещена прокладка в одной траншее с кабелями связи и других организаций без специальных мер.
- Радиус изгиба: Контроль минимального радиуса изгиба (15D) обязателен как при прокладке, так и при укладке на барабан.
- Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ и экранами. Критически важно обеспечить непрерывность и качество соединения экранов и их заземление с двух сторон.
- Заземление: Медные экраны (индивидуальные и общий) подлежат обязательному двустороннему заземлению. Это необходимо для безопасной работы и срабатывания защит.
- Испытания после монтажа: Перед включением под напряжение кабельная линия испытывается повышенным постоянным напряжением (по нормам для СПЭ-кабелей).
Конструкция кабеля АПвПТи 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или круглой формы, изготовленная из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость и удобство монтажа. Класс гибкости обычно 1 или 2.
2. Экранирование жилы
Каждая изолированная жила имеет индивидуальный экран, состоящий из двух компонентов:
3. Изоляция
Изоляция жил выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля.
4. Заполнение и поясная изоляция
Пространство между экранированными жилами заполняется невулканизированной резиновой смесью или другим эластичным материалом, что придает кабелю круглую форму и дополнительную герметичность. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящего материала.
5. Общий экран (поясной экран)
Поверх скрученных жил или поясной изоляции накладывается общий медный экран. Чаще всего он выполняется в виде медной оплетки с определенной плотностью покрытия (не менее 70-80%). Этот экран выполняет функцию заземляющего проводника и защиты от внешних воздействий.
6. Внутренняя защитная оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), не распространяющего горение. Предназначена для защиты экранов от механических повреждений, влаги и агрессивных сред, а также для придания дополнительной круглой формы.
7. Наружная защитная оболочка
Наружная оболочка из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) или, в модификациях, из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, влаге, агрессивным почвам и обеспечивает отличные механические свойства. Кабели с такой оболочкой предназначены для прокладки в земле (траншеях), воде, коллекторах.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для Uн = 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное сечение жилы | 150 мм² | ГОСТ 22483 |
| Максимальное рабочее напряжение U0/U (Um) | 8,7/10 (12) кВ | Для 10 кВ |
| Допустимая температура жилы при длительной работе | +90°C | |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.206 Ом/км | Для многопроволочной |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 25 кВ | Продолжительность 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение | 37 кВ | Продолжительность 15 мин. |
| Емкость на 1 км длины | ~0.3-0.4 мкФ/км | Зависит от конструкции |
Механические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Монтаж без предварительного подогрева | До -15°C |
| Стойкость к распространению горения | Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг») |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Гарантийный срок эксплуатации | 5 лет с момента ввода в эксплуатацию |
Сферы применения кабеля АПвПТи 150 мм²
Кабель предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 20 кВ. Основные области применения:
Преимущества и недостатки кабеля АПвПТи 150 мм²
Преимущества:
Недостатки:
Отличия от кабелей других марок
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвПТи 150 мм² | Область применения-конкурент |
|---|---|---|
| АПвПу | Наружная оболочка из полиэтилена, усиленная (защищена) гофрированной стальной лентой (броней). | Для прокладки в земле с повышенным риском механических повреждений (камни, грунтовые подвижки). |
| АПвВГ | Наружная оболочка из ПВХ, нет общего медного экрана (оплетки) поверх жил. Может иметь только индивидуальные экраны. | Для прокладки в помещениях, туннелях, где нет требований к общему экранированию и где не предполагается воздействие агрессивных сред, характерных для грунта. |
| АСБл | Кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой, броней. Значительно тяжелее, имеет ограничения по разности уровней. | Устаревшая конструкция, но еще применяется в сетях, где исторически проложены такие кабели. |
| ПвПТи | Токопроводящая жила из меди. Имеет большую пропускную способность, меньший диаметр при том же сечении, но существенно дороже. | При жестких ограничениях по диаметру трассы или при необходимости максимальной токовой нагрузки. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвПТи 150 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Инструкцией по прокладке…», и технической документацией завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями АПвПТи и АПвПу 150 мм²?
Основное отличие – в наличии брони. АПвПу имеет дополнительный защитный слой в виде гофрированной стальной ленты поверх внутренней оболочки и под наружной полиэтиленовой оболочкой. Это делает его устойчивым к механическим воздействиям (давление грунта, случайные удары лопатой, грызуны). АПвПТи такой защиты не имеет и требует более аккуратной прокладки или использования защитных плит/кирпича при риске повреждений.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвПТи 150 мм² в воздухе (по фасадам, на опорах)?
Да, можно. Полиэтиленовая наружная оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако необходимо обеспечить крепление кабеля с помощью диэлектрических хомутов, не нарушающих целостность оболочки, и учесть ветровые и гололедные нагрузки. Для длинных пролетов может потребоваться несущий трос.
3. Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?
Сечение проводника для заземления экранов должно быть не менее сечения экрана самого кабеля (обычно 16 или 25 мм² для индивидуальных экранов жил). На практике часто используют медную косу сечением 25-50 мм², которая присоединяется к экрану через заземляющий зажим муфты. Требования детально изложены в ПУЭ гл. 1.7 и 2.3.
4. Что означает «не распространяющий горение» в контексте этого кабеля?
Это означает, что при одиночной прокладке и воздействии источника огня кабель может локально обугливаться, но после удаления источника пламя гаснет и дальнейшее распространение горения по длине кабеля не происходит. Это свойство обеспечивается материалами внутренней ПВХ оболочки и заполнением.
5. Допустима ли совместная прокладка в одной траншее нескольких кабелей АПвПТи?
Да, допустима. При этом необходимо соблюдать расстояния между кабелями (не менее 100 мм для 10 кВ) и учитывать снижающие коэффициенты на допустимый ток нагрузки при прокладке в земле группами. Точные коэффициенты приведены в ПУЭ и справочной литературе. Кабели следует укладывать параллельно с разделительными слоями песка или земли.
6. Какой срок службы у этого кабеля и от чего он зависит?
Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: корректности выбора сечения (отсутствие перегрузок), качества монтажа (особенно муфт и заземления), агрессивности среды, механических воздействий. Регулярный мониторинг и диагностика (замеры частичных разрядов, термография) позволяют прогнозировать остаточный ресурс.
7. Почему для испытания после монтажа используют постоянное, а не переменное напряжение?
Испытание постоянным напряжением предпочтительнее для кабелей с изоляцией из СПЭ, так как требует менее мощного испытательного оборудования и менее опасно для изоляции в случае наличия локальных дефектов. Оно эффективно выявляет сосредоточенные дефекты (проколы, нарушения экрана). Нормы испытаний регламентированы в «Инструкции по испытаниям…». Для кабеля на 10 кВ испытательное постоянное напряжение составляет 37 кВ в течение 15 минут.
Заключение
Кабель АПвПТи 150 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комплексном экранировании, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с нормативной документацией являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетического объекта. При проектировании новых линий следует отдавать предпочтение данной марке кабеля перед устаревшими типами с бумажной изоляцией ввиду явных преимуществ в безопасности, удобстве монтажа и общей стоимости жизненного цикла.