Кабель АПвКПуг 1х240
Кабель АПвКПуг 1х240: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПуг 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с медными проволоками в качестве защитного покрова, предназначенный для эксплуатации в грунте. Данный тип кабеля является ключевым элементом в современных кабельных линиях электропередачи среднего и высокого напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность при передаче электроэнергии.
Расшифровка маркировки АПвКПуг 1х240
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – наличие экрана в виде медной фольги (перфорированной) или комбинированного экрана.
- П – наличие защитного покрова в виде медных проволок (броня).
- уг – предназначен для прокладки в грунте.
- 1х240 – одна токопроводящая жила сечением 240 мм².
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для оптимизации диаметра кабеля), состоит из нескольких проволок, скрученных по определенной технологии. Класс жилы – 1 или 2 по гибкости.
- Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения. Для кабеля на 10 кВ, например, типичная толщина составляет около 4,5 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- Медный экран (заземляющий). Располагается поверх экрана по изоляции. Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных с заданным шагом, или в комбинации с медной лентой. Основная функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания.
- Разделительный слой. Представляет собой поясную изоляцию, обычно из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, которая предотвращает непосредственный контакт медного экрана с внешней оболочкой.
- Защитный покров (броня) из медных проволок. Отличительная особенность кабелей марки КП. Поверх разделительного слоя накладываются медные оцинкованные проволоки. Их назначение – не механическая защита (как у стальной брони), а создание дополнительного экранирующего и заземляющего контура, а также защита от грызунов. Этот слой эффективно выполняет функцию заземления и обеспечивает безопасность при эксплуатации в грунте.
- Наружная оболочка. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), стойкого к агрессивным средам, влаге, ультрафиолету (при кратковременном нахождении на солнце). Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки нормирована стандартами.
- Распределительные сети 6-10 кВ. Используется для организации фидеров от распределительных подстанций (РП, ТП) к городским и промышленным нагрузкам.
- Питание мощных потребителей. Применяется для подключения крупных промышленных предприятий, насосных станций, котельных.
- Кабельные вставки в воздушных линиях (ВЛ). Часто используется для выполнения переходов через инженерные сооружения, дороги, в условиях стесненной городской застройки.
- Устройство выводов от силовых трансформаторов. Может применяться в качестве токопровода.
- Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты трубами. Броня из медных проволок и стойкая оболочка обеспечивают защиту от механических повреждений при подвижках грунта и от грызунов.
- Высокая надежность изоляции. Сшитый полиэтилен не подвержен старению из-за увлажнения, не требует градиентных воронок при монтаже, допускает большие перепады по трассе.
- Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (ААБл) того же сечения и напряжения, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Высокая допустимая температура. Длительный режим +90°C и короткое замыкание +250°C позволяют пропускать большие токи нагрузки и лучше выдерживать термические воздействия при КЗ.
- Удобство монтажа и соединения. Не требует сложной подготовки концов, монтаж муфт проще и быстрее, чем на кабели с бумажной изоляцией.
- Эффективное экранирование. Комбинированный экран (медные проволоки + лента/фольга) обеспечивает отличное заземление и защиту от внешних электромагнитных воздействий, что критично для одножильных кабелей.
- Коррозионная стойкость. Медные проволоки брони, в отличие от стальных, не подвержены коррозии в грунте.
- Высокая стоимость. Цена выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией (ААБл) и часто выше, чем у АПвБбШп со стальной броней, из-за использования меди в броне.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям. При монтаже необходимо избегать ударов и резких изгибов, которые могут повредить изоляцию из сшитого полиэтилена.
- Требовательность к качеству монтажа муфт. Необходима абсолютная чистота и герметичность соединений, так как попадание влаги под изоляцию ведет к развитию «водных древьев» и пробою.
- Особенности применения одножильных кабелей. Наличие потерь в оболочке и броне из-за наведенных токов требует специальных мер при прокладке (симметричное расположение фаз, применение муфт с перекрестным соединением экранов).
- Транспортировка и хранение. Барабаны с кабелем должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей. Не допускается падение барабанов.
- Подготовка трассы. Дно траншеи очищается от камней и строительного мусора, выполняется подсыпка песком (подушка) толщиной не менее 100 мм.
- Раскатка кабеля. Допускается раскатка с барабана методом волочения или с использованием роликов. Сила тяжения не должна превышать значений, указанных в ТУ. Запрещается производить раскатку при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева.
- Укладка в траншею. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней на 200 мм, затем укладывается механическая защита (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и производится полная засыпка.
- Монтаж концевых и соединительных муфт. Используются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов, установку экрана и герметизацию. Особое внимание уделяется заземлению медного экрана и брони.
- Измерения и испытания. После прокладки и монтажа муфт обязательны: измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В, испытание повышенным напряжением переменного тока (см. Таблицу 1), измерение сопротивления заземления экрана.
Таким образом, полное название описывает кабель: алюминиевый, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке, экранированный, с защитным покровом из медных проволок, для прокладки в грунте, одножильный, сечением 240 мм².
Конструкция кабеля АПвКПуг 1х240
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
Основные технические характеристики и параметры
Характеристики кабеля АПвКПуг 1х240 регламентируются техническими условиями завода-изготовителя, разработанными на основе ГОСТ 18410-73 и международных стандартов (МЭК 60502-2).
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ), 8,7/15 кВ (17,5 кВ) и другие классы |
| Сечение основной жилы | 240 мм² |
| Материал жилы | Алюминий (АВЕ) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15-20 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,125 Ом/км (согласно ГОСТ 22483) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки | Для кабеля 6/10 кВ: 2U0 + 10 кВ = 22 кВ в течение 5 мин. |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~350-420 А (зависит от условий прокладки, температуры грунта и др.) |
*Точное значение Iдоп определяется расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 и зависит от конкретных условий прокладки.
Таблица 2. Условия прокладки и эксплуатации
| Фактор | Условия |
|---|---|
| Температура окружающей среды при прокладке | Не ниже -15°C (без предварительного подогрева) |
| Температура эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Относительная влажность воздуха (при температуре до +35°C) | До 98% |
| Прокладка в грунте (траншеях) | Рекомендуемая глубина прокладки: 0,7-1,0 м. Требуется песчаная подсыпка и защита кирпичом или сигнальной лентой. |
| Агрессивность грунта | Допускается прокладка в грунтах со средней и высокой коррозионной активностью, включая заболоченные участки, благодаря стойкости материалов оболочки и брони. |
| Растягивающее усилие при прокладке | Не более допустимого, указанного в ТУ. Для монтажа используются специальые захваты за броню. |
Область применения и назначение
Кабель АПвКПуг 1х240 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10, 15, 20 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Важное замечание: будучи одножильным, кабель АПвКПуг применяется только в трехфазных сетях при прокладке всех трех фаз в общей траншее с учетом взаимного влияния и необходимости правильного расположения (в треугольнике или с промежутками). Для компенсации индуктивных потерь в длинных линиях может потребоваться попеременная перекладка фаз (транспозиция).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение целесообразно проводить с другими типами кабелей на среднее напряжение, такими как ААБл (с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой), АПвБбШп (с броней из стальных лент) и СГ (с изоляцией из этиленпропиленовой резины).
Преимущества АПвКПуг 1х240:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка и монтаж кабеля АПвКПуг 1х240 должны выполняться в строгом соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок» и инструкциями заводов-изготовителей на кабельную арматуру.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКПуг отличается от АПвБбШп?
Основное отличие – в материале и функции защитного покрова. У АПвБбШп броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (Бб), обеспечивающих в первую очередь механическую защиту. У АПвКПуг защитный покров – это медные проволоки (КП), выполняющие функцию дополнительного экрана и заземлителя, а также защиту от грызунов. АПвКПуг более коррозионно-стоек в грунте, но, как правило, дороже.
Почему в маркировке указано «уг» (для грунта), если есть броня из меди? Разве его нельзя проложить в кабельном канале (лотке)?
Маркировка «уг» указывает на основное целевое назначение – прокладка в земле. Кабель АПвКПуг допускается к прокладке в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, лотках) при условии обеспечения требований пожарной безопасности (оболочка из ПВХ распространяет горение). Однако его конструкция оптимизирована именно для грунта: медные проволоки эффективно работают как заземлитель в земле и защищают от грызунов.
Как правильно заземлить экран и броню одножильного кабеля АПвКПуг?
Это критически важный вопрос. В трехфазной линии, состоящей из трех одножильных кабелей, для снижения потерь и нагрева от циркулирующих токов, наложенных в экранах, применяется схема «перекрестного соединения». Участок линии делится на три примерно равные секции. На границах секций (в соединительных муфтах) экраны/брони фазных кабелей перекрестно соединяются и изолируются, а в начале и конце линии (в концевых муфтах) – надежно заземляются на два заземляющих устройства. Это стандартная практика для длинных линий.
Какое сечение медного экрана/брони у кабеля 1х240?
Сечение медных проволок в защитном покрове нормируется ТУ завода. Обычно оно выбирается исходя из требований к току короткого замыкания. Для кабеля на 10 кВ сечением 240 мм² типичное номинальное сечение медных проволок составляет 25 мм² или 35 мм². Точные данные необходимо запрашивать в паспорте или сертификате на конкретную партию кабеля.
Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество перед бумажно-масляной изоляцией?
Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого под воздействием химических агентов или радиации «сшиваются» в трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ плавится при ~110°C, то XLPE сохраняет форму и свойства до ~250-300°C. Преимущества перед бумажно-масляной изоляцией: отсутствие риска утечки пропиточного состава, возможность прокладки на трассах с большими перепадами высот, более высокая допустимая температура, меньший вес и диаметр, простота монтажа концевых устройств.
Как определить необходимое сечение жилы (240 мм²) для конкретного объекта?
Сечение выбирается по двум основным критериям согласно ПУЭ гл. 1.3:
1. По допустимому длительному току нагрузки (Iдоп). Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше Iдоп для конкретных условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, теплопроводность грунта).
2. По потере напряжения. Потеря напряжения в линии не должна превышать значений, установленных для данного типа сети (обычно ±5-10% от номинального).
3. По току короткого замыкания. Кабель должен термически выдерживать ток КЗ за время его отключения защитой.
Расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.