Кабель АПвКПу 400 мм
Кабель АПвКПу 400 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПу 400 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из медных проволок и спирально наложенной медной ленты, с защитным покровом в виде усиленного полиэтиленового шланга. 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. Цифра 400 обозначает номинальное сечение основной жилы в квадратных миллиметрах.
Расшифровка маркировки АПвКПу
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (внутренняя).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в данном контексте – внутренняя часть защитного покрова).
- К – экран из медных проволок (концентрических).
- П – экран из медных спирально наложенных лент.
- у – защитный покров (шланг) из полиэтилена повышенной прочности (внешняя оболочка).
- 400 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
- Высокая допустимая температура длительной эксплуатации (+90°C против +70°C для бумажной).
- Высокая температура при коротком замыкании (+250°C против +200°C).
- Низкое влагопоглощение.
- Отличные диэлектрические и механические свойства.
- Меньший вес и диаметр кабеля при аналогичных электрических параметрах.
- Высокую стойкость к механическим повреждениям, истиранию и ударам.
- Абсолютную влагонепроницаемость (гидростатическое давление до 2 МПа).
- Коррозионную стойкость, что позволяет прокладывать кабель в грунтах с высокой агрессивностью (кислые, щелочные, засоленные), в болотистой местности, а также в условиях промышленных загрязнений.
- Защиту от грызунов.
- Прокладка в земле (траншеях): Основное назначение. Благодаря усиленному полиэтиленовому шлангу кабель устойчив к коррозии, блуждающим токам, агрессивным грунтовым водам и механическим нагрузкам от давления грунта.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Может использоваться в случаях, когда требуется защита от капель воды, конденсата и механических повреждений.
- Участки с повышенными требованиями к коррозионной стойкости: Промзоны, химические производства, прибрежные зоны, территории вблизи солончаков.
- Объекты инфраструктуры: Питание мощных потребителей (насосные станции, трансформаторные подстанции, заводские цеха), вводы в здания, распределительные сети городов и промышленных предприятий.
- АПвКПу vs АПвП: Кабель АПвП имеет броню из двух стальных оцинкованных лент и наружный покров из ПВХ или полиэтилена. Он лучше защищен от механических повреждений (растяжение, сдавливание, грызуны), но менее стоек к коррозии в агрессивных грунтах по сравнению с АПвКПу. АПвКПу предпочтительнее при высоком уровне грунтовых вод и химической агрессии.
- АПвКПу vs АПвВПу: Кабель АПвВПу имеет внешнюю оболочку из ПВХ. Он дешевле, но полиэтиленовый шланг (у АПвКПу) обладает более высокой механической прочностью, стойкостью к истиранию и абсолютной герметичностью.
- АПвКПу vs СИП: Самонесущий изолированный провод (СИП) предназначен исключительно для воздушных линий. Для прокладки в земле не применяется.
- Алюминий vs Медь: Кабель с алюминиевыми жилами (АПвКПу) значительно легче и дешевле медного аналога (ПвКПу). Однако медь имеет большее допустимое токовое сечение и лучшую стойкость к механическим деформациям (ползучесть). Для сечения 400 мм² алюминиевый кабель является экономически оптимальным решением для большинства проектов средней мощности.
- Радиус изгиба: Не должен превышать 15 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Подогрев: При температуре ниже -15°C кабель необходимо предварительно прогревать в течение 24-72 часов.
- Траншея: Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м. На дне – песчаная подушка толщиной 100-150 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и слоем песка, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальной кабельной арматуры (муфты соединительные, концевые заделки) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Критически важна чистота и соблюдение технологии разделки: тщательное удаление полупроводящих слоев, аккуратная заделка экрана. Для соединения жил применяют опрессовку медными или алюмомедными гильзами с использованием специальных паст, предотвращающих окисление.
- Заземление: Медные экраны (ленты и проволоки) с обоих концов кабеля должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
Конструкция кабеля АПвКПу 400 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в условиях интенсивных электрических и механических нагрузок.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или сегментной формы, выполненная из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля, уменьшить расход материалов изоляции и оболочки, а также облегчить монтаж в кабельной арматуре. Для сечения 400 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость.
2. Фазная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает рядом ключевых преимуществ по сравнению с традиционной бумажно-пропитанной изоляцией:
3. Экран по изоляции жилы
Представляет собой полупроводящий сшитый полиэтилен, наложенный экструзионным способом непосредственно на фазную изоляцию. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и частичных разрядов.
4. Поясная изоляция и экран
Поверх изолированных жил, скрученных в сердечник, накладывается поясная изоляция, также из полупроводящего сшитого полиэтилена. Далее следует экран в виде двух медных лент, спирально наложенных с перекрытием. Этот слой является нулевым (заземляемым) экраном и предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля и безопасности при обслуживании (снятие потенциала).
5. Концентрические медные проволоки
Поверх ленточного экрана накладываются медные проволоки малого диаметра. Их основная функция – быть проводником защитного заземления (зануления) и обеспечивать стекание токов короткого замыкания на землю. Для кабеля 400 мм² сечение этих проволок нормируется.
6. Защитный покров (броня)
В кабеле АПвКПу роль бронированного покрова выполняет не стальная лента, а комбинированный слой: подушка из ПВХ пластиката, поверх которой экструдируется шланг из полиэтилена повышенной прочности (ПЭВП или ПЭСП). Данная конструкция (индекс «у») обеспечивает:
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10; 8,7/15; 12/20 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 | Длительный режим |
| Температура жилы при КЗ (до 4 сек), °C | +250 | Не более |
| Допустимый ток длительной нагрузки, А (в земле) | ~450-480 | Зависит от условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 1000 | При температуре +20°C |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 | При частоте 50 Гц |
| Активное сопротивление жилы при +20°C, Ом/км | Не более 0.0778 | По ГОСТ 22483 |
| Емкость, мкФ/км | ~0.3 |
Механические и климатические параметры
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Стойкость к воздействию относительной влажности воздуха | До 98% при температуре +35°C |
| Минимальная температура при КЗ | -50°C |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения
Кабель АПвКПу 400 мм² применяется для создания надежных кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения в условиях, требующих повышенной защиты от внешних воздействий:
Важно: Кабель АПвКПу не предназначен для прокладки по воздуху (на опорах) без дополнительных мер защиты от УФ-излучения, так как полиэтиленовый шланг подвержен фотостарению.
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и экономических соображений.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвКПу 400 мм² требует соблюдения строгих правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКПу от АПвП?
Ключевое отличие – в материале и конструкции защитного покрова. АПвП имеет броню из стальных оцинкованных лент и наружную оболочку из ПВХ/полиэтилена. АПвКПу вместо стальной брони имеет усиленный полиэтиленовый шланг (индекс «у»). Это делает его невосприимчивым к коррозии и идеально герметичным, но несколько менее защищенным от резких механических воздействий (например, лопаты) по сравнению со стальной бронёй.
Можно ли прокладывать кабель АПвКПу 400 мм² в воде?
Да, можно. Конструкция с полиэтиленовым шлангом обеспечивает длительную герметичность и стойкость к влаге. Кабель предназначен для прокладки в насыщенных водой грунтах, коллекторах, дренажных туннелях. Для постоянной прокладки по дну водоемов требуется дополнительный расчет механической защиты (укладка в трубы, укрепление дна).
Какое сечение экрана (концентрических проволок) у кабеля 400 мм²?
Согласно типовым техническим условиям, сечение медных проволок экрана для кабелей на 10 кВ с основным сечением жилы 400 мм² нормируется. Обычно оно составляет 25 мм² или 35 мм². Точное значение необходимо уточнять в паспорте или ТУ на конкретный кабель, так как оно зависит от производителя и требований к току короткого замыкания.
Какой допустимый длительный ток для АПвКПу 400 мм² при прокладке в земле?
Точное значение зависит от множества факторов: удельное тепловое сопротивление грунта, глубина прокладки, температура грунта, количество работающих кабелей в траншее. При стандартных условиях (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт, одна кабельная линия) допустимый ток составляет примерно 450-480 А. Для точного расчета необходимо использовать методику, изложенную в ПУЭ (Глава 1.3) или специализированное ПО.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в кабельной канализации?
При прокладке в блоках или каналах кабельной канализации дополнительная механическая защита не требуется, так как кабель уже имеет усиленный покров. Однако необходимо обеспечить возможность охлаждения и исключить возможность стояния воды в каналах на длительный период, несмотря на герметичность кабеля.
Можно ли использовать кабель на напряжение 6/10 кВ в сети 0.4 кВ?
С технической точки зрения – да, кабель будет работать с большим запасом по напряжению. Однако это экономически нецелесообразно из-за значительно более высокой стоимости кабеля на 10 кВ по сравнению с кабелем на 1 кВ аналогичного сечения. Такой подход может быть оправдан только в исключительных случаях, например, при использовании бывшего в употреблении кабеля или в специфических условиях, требующих именно такой конструкции.
Как маркируются жилы кабеля АПвКПу?
Жилы трехжильного кабеля маркируются либо цифровой маркировкой (1, 2, 3), нанесенной на изоляцию, либо цветовой идентификацией полупроводящего экрана: обычно одна жила имеет красную метку. Также идентификация возможна по положению жил в сердечнике. Точный способ маркировки указывается в документации производителя.