Кабель АПвПуг 1-х жильный: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвПуг 1-х жильный представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (в траншеях) и других условиях, требующих высокой механической защиты и устойчивости к внешним воздействиям. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам является ключом к пониманию его конструкции и назначения: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – наружный защитный покров в виде брони из плоских стальных оцинкованных проволок, уг – усиленная защита (толстая подушка) под броней, 1-х жильный – одножильное исполнение.
Конструкция кабеля АПвПуг
Конструкция кабеля АПвПуг является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ, АВ97 и др. по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 16 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений примерно до 240-300 мм² и многопроволочной для больших сечений.
2. Изоляция
На жилу методом экструзии наносится изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические и термические характеристики кабеля. Процесс сшивания (химический или радиационный) создает трехмерную сетчатую структуру полимера, что резко повышает его стойкость к нагреву и деформациям. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания — до +250°C.
3. Экран по изоляции
Поверх изоляции накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его функция — создание равномерного электрического поля вокруг жилы, предотвращение поверхностных разрядов и защита от внешних электромагнитных помех.
4. Поясная изоляция
Представляет собой обмотку из полупроводящей или изолирующей ленты, которая скрепляет сердечник и подготавливает поверхность для наложения брони.
5. Защитная подушка (усиленная, индекс «уг»)
Это слой, накладываемый непосредственно под броню. Состоит из битумного состава, крепированной бумаги, ПВХ-лент или их комбинации. В кабеле АПвПуг она «усиленная» (толстая), что обеспечивает:
- Защиту изоляции и оболочки от коррозии и механических повреждений стальными лентами брони.
- Демпфирование ударных и сдавливающих нагрузок.
- Дополнительную влагозащиту.
- Защита от механических повреждений (удары, сдавливание грунтом, растягивающие усилия при прокладке).
- Защита от грызунов.
- Повышение стойкости к вибрационным нагрузкам.
- Длительно допустимая температура нагрева жилы: +90°C.
- Допустимая температура при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальная температура эксплуатации: -50°C.
- Использовать немагнитные материалы брони (например, алюминиевые ленты) для кабелей АПвАШв.
- При прокладке нескольких одножильных кабелей в одной траншее располагать их в «треугольник» или «плоскость» с соблюдением допустимых расстояний и обязательно перекладывать бронеленты в смежных кабелях в одной точке для снижения сопротивления петли «броня-броня».
- Заземлять броню и экраны с обеих сторон линии.
- Распределительные сети 0.4/1 кВ: Вводы в здания и сооружения, питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов.
- Промышленные предприятия: Прокладка трасс между цехами, питание мощного оборудования.
- Инфраструктурные объекты: Аэропорты, железнодорожные станции, порты, метрополитен.
- Сельское хозяйство: Электроснабжение удаленных объектов.
- Добывающая промышленность: Карьеры, разрезы (с учетом условий коррозии).
- Допустимой температуре эксплуатации (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Стойкости к тепловым деформациям и токам КЗ.
- Диэлектрическим потерям (у XLPE они значительно ниже).
- По длительно допустимому току нагрузки (нагреву).
- По допустимой потере напряжения в линии.
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
- Железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм.
- Кирпичом, уложенным поперек трассы в один слой (при напряжении до 20 кВ).
- Сигнальной лентой из пластика на глубине 0.25-0.3 м от поверхности.
6. Броня (индекс «П»)
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Основные функции:
7. Наружная оболочка (индекс «в»)
Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (почвенным кислотам, щелочам), ультрафиолету (при прокладке на открытом воздухе), а также придает кабелю окончательную форму.
Основные технические характеристики и условия применения
Номинальное напряжение
Кабель АПвПуг предназначен для работы в сетях на номинальное переменное напряжение 1 кВ (1000 В) частотой 50 Гц. Испытательное напряжение переменным током для кабелей на 1 кВ составляет 3.5 кВ в течение 10 минут.
Температурный режим
Прокладка и монтаж
Кабель предназначен для стационарной прокладки. Основной способ — в земле (траншеях) с обеспечением песчаной подушки и защитой кирпичом или сигнальной лентой. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе. При прокладке в земле необходимо учитывать коррозионную активность грунтов и при высокой агрессивности применять кабель с дополнительной защитой (например, с бронелентами из нержавеющей стали).
Важное замечание для одножильных кабелей: При прокладке в стальном бронепокрове на переменном токе возникают вихревые токи, приводящие к дополнительным потерям и нагреву. Поэтому при больших сечениях и токах нагрузки рекомендуется:
Таблица основных параметров кабеля АПвПуг на 1 кВ
| Номинальное сечение жилы, мм² | Наружный диаметр кабеля, мм (примерно) | Масса 1 км кабеля, кг (примерно) | Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (+25°C), А | Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 25-28 | 1800-2100 | 165-175 | 0.641 |
| 95 | 30-34 | 2700-3200 | 240-255 | 0.320 |
| 150 | 35-39 | 3800-4400 | 300-320 | 0.206 |
| 240 | 42-46 | 5600-6400 | 385-410 | 0.125 |
| 400 | 52-57 | 8500-9700 | 540-570 | 0.0778 |
Примечание: Точные значения зависят от производителя и конкретной конструкции. Данные приведены для справки. Токовые нагрузки требуют учета поправочных коэффициентов на группу прокладки, температуру земли и т.д. по ПУЭ 7.
Область применения кабеля АПвПуг 1х
Кабель нашел широкое применение в отраслях, где требуется надежная передача электроэнергии в условиях возможных механических воздействий и без возможности оперативного визуального контроля:
Использование именно одножильного кабеля часто связано с необходимостью применения на больших сечениях (от 240 мм² и выше), где многожильные кабели становятся чрезмерно тяжелыми и жесткими, что осложняет монтаж. Также одножильные кабели удобны для изготовления переходных муфт и подключения к аппаратуре.
Отличия от кабелей других марок
АПвПуг vs. АВБбШв
Кабель АВБбШв имеет изоляцию из ПВХ (допустимый нагрев +70°C) и броню из двух стальных лент с защитным шлангом. АПвПуг превосходит его по:
Однако АВБбШв часто дешевле и может быть более стойким к прямому распространению пламени.
АПвПуг vs. АПвПу
Марка АПвПу имеет обычную, а не усиленную защитную подушку под броней. Кабель АПвПуг лучше защищен от механических ударов и вибрации, что критично при прокладке в грунтах с каменистыми включениями или в зонах с повышенной вибрацией.
АПвПуг vs. АПвВнг(А)-LS
Кабель АПвВнг-LS не имеет брони, но обладает пониженной пожарной опасностью (не распространяет горение, с низким дымовыделением и газовыделением). Применяется внутри помещений, в кабельных сооружениях, где не требуется защита от механических повреждений, но важны противопожарные свойства.
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Радиус изгиба: При монтаже минимально допустимый радиус изгиба для одножильных кабелей с броней составляет не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Нарушение этого правила ведет к повреждению изоляции и брони.
2. Заземление: Броня и экран должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для безопасности и нормальной работы защитной аппаратуры. Для одножильных кабелей это также снижает потери в броне.
3. Учет вихревых токов: При проектировании линий с большими токами нагрузок (свыше 250-300 А) необходимо выполнять расчет потерь в броне или применять кабели с немагнитной броней.
4. Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых), рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и обеспечивающих герметизацию и равномерное распределение электрического поля.
5. Прокладка в земле: Глубина траншеи — не менее 0.7-1.0 м. Обязательна песчаная подсыпка (10 см) и засыпка (10 см) поверх кабеля перед укладкой защитного кирпича или плиты. При параллельной прокладке нескольких кабелей расстояние между ними должно быть не менее 100 мм для охлаждения.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем главное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед ПВХ в кабеле АПвПуг?
Главные преимущества: более высокая допустимая рабочая температура (+90°C против +70°C), что позволяет увеличить пропускную способность по току на 20-30% при одинаковом сечении; значительно более высокая стойкость к тепловому старению и токам короткого замыкания; меньшие диэлектрические потери; стойкость к растрескиванию при изгибе.
Почему для кабеля АПвПуг указана именно одножильная конструкция? Где это критично?
Одножильная конструкция применяется преимущественно на больших сечениях (от 240 мм²), где многожильный кабель становится чрезмерно тяжелым и негибким. Также одножильные кабели проще в оконцевании и соединении на больших токах, их удобнее прокладывать в стесненных условиях по отдельности. Однако важно помнить о необходимости специальных мер при прокладке (расположение фаз, заземление брони) для компенсации влияния вихревых токов.
Можно ли прокладывать кабель АПвПуг в помещениях, в том числе по горючим конструкциям?
Да, но с ограничениями. Кабель имеет оболочку из ПВХ, который поддерживает горение. Согласно ПУЭ, такие кабели в зданиях и помещениях должны прокладываться в защитных трубах, коробах или лотках, выполненных из негорючих материалов. Для открытой прокладки по горючим основаниям внутри помещений следует выбирать кабели с индексом «нг-LS» или «нг-FRLS».
Как правильно выбрать сечение кабеля АПвПуг?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ (Глава 1.3):
Для предварительной оценки используют таблицы допустимых токовых нагрузок с обязательным введением поправочных коэффициентов на количество работающих кабелей в одной траншее, температуру земли и способ прокладки. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
Что означает индекс «уг» и можно ли заменить АПвПуг на АПвПу при прокладке в обычном грунте?
Индекс «уг» означает «усиленная защита» — увеличенная толщина подушки под броней из битумных материалов и крепированной бумаги. В обычных, неагрессивных грунтах без каменистых включений допускается применение кабеля АПвПу. Однако, если есть риск подвижек грунта, вибрации или механических нагрузок при обратной засыпке, предпочтительнее АПвПуг, так как усиленная подушка лучше амортизирует удары и защищает изоляцию от повреждения стальной броней.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке кабеля АПвПуг в земле?
Броня кабеля уже является механической защитой. Однако согласно ПУЭ (п. 2.3.83), для защиты от случайных повреждений при раскопках, кабель, проложенный в земле на глубине 0.7-1.0 м, должен быть дополнительно защищен:
Выбор способа зависит от активности земляных работ в зоне прокладки.
Какой срок службы у кабеля АПвПуг?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и нагрузок, установлен ГОСТ и составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет.