Кабель АПвАПу 1-х жильный: конструкция, стандарты и область применения

Кабель марки АПвАПу 1х – это силовой кабель с одной алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), в алюминиевой экранированной оболочке, имеющий защитный покров (броню) из стальных оцинкованных проволок и наружный полиэтиленовый шланг. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его ключевые особенности – высокая механическая прочность, стойкость к агрессивным средам и возможность прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных конструкций, а также в кабельных сооружениях, тоннелях и коллекторах.

Расшифровка маркировки АПвАПу 1х

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из полиэтилена.
• в – оболочка (в данном контексте обозначает изоляцию) из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
• А – экран по изоляции в виде алюминиевой фольги (ленты) или алюмополимерной ленты.
• П – экран из медных проволок или ленты (в современном исполнении часто используется медная лента поверх алюминиевой).
• у – наличие защитного покрова (брони) в виде стальных оцинкованных проволок.
• 1х – количество жил (одна).
• Отсутствие буквы «Г» в конце маркировки указывает на то, что кабель не является гибким, его жила однопроволочная или многопроволочная, но рассчитана на стационарную прокладку.

Конструкция кабеля АПвАПу 1х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки А5, А5Е, А6, А7 по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, используется многопроволочная жила (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает достаточную гибкость для транспортировки и монтажа. Для меньших сечений может применяться однопроволочная жила (класс 1). Жила имеет круглую форму. Номинальные сечения стандартизированы: от 50 до 800 мм² и более для кабелей на 35 кВ.

2. Экранирование жилы (полупроводящий слой)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (полупроводящая экранирующая термопластичная или вулканизированная композиция). Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических зазоров между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Толщина изоляции строго нормирована ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-335-2004 и зависит от номинального напряжения кабеля.

Таблица 1. Толщина изоляции из сшитого полиэтилена для кабеля АПвАПу

Номинальное напряжение, кВ	Толщина изоляции, мм (номинальная)
6	3.0
10	3.4
20	5.0
35	9.0

4. Экранирование изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящий экран (по изоляции): накладывается поверх изоляции экструзией или в виде полупроводящей ленты. Выравнивает поле у внешней поверхности изоляции.
• Металлический экран: комбинированный слой, включающий:
  • Алюминиевый экран (А): в виде гофрированной алюминиевой или алюмополимерной ленты, герметично наложенной продольно. Обеспечивает защиту от внешних электромагнитных воздействий, является заземляющим элементом и барьером для влаги.
  • Медный экран (П): поверх алюминиевого экрана накладываются медные проволоки (спирально) или медная лента. Основная функция – проведение тока короткого замыкания и тока утечки. Сечение медных проволок нормируется в зависимости от сечения жилы.

5. Защитный покров (броня и наружная оболочка)

Конструкция включает:

• Подбуртовочный слой: битумная лента или крепированная бумага, наложенная поверх экрана для предотвращения повреждения броней нижележащих слоев.
• Броня (у): выполняется из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных спирально. Защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• Наружная оболочка: выполняется из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке) или поливинилхлоридного пластиката. Полиэтиленовый шланг (Пу) обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным почвам, химическим веществам и солнечному излучению, что критически важно для прокладки в земле.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Таблица 2. Основные технические параметры кабеля АПвАПу 1х

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8.7/15, 20/35
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата)
Диапазон рабочих температур	От -50°C до +50°C (окружающая среда)
Допустимая температура жилы	Длительная: +90°C Кратковременная перегрузка: +130°C Ток КЗ (до 4 сек): +250°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	Для кабеля 10 кВ – 30 кВ в течение 10 мин. Для кабеля 35 кВ – 70 кВ в течение 10 мин.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвАПу 1х применяется для создания надежных силовых линий в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-35 кВ: питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, крупных промышленных предприятий.
• Питание энергоемких установок: насосные станции, компрессорные, горнодобывающие комплексы.
• Прокладка в земле (траншеях): является основным способом. Броня и полиэтиленовая оболочка защищают от коррозии, механических нагрузок и блуждающих токов. Требуется песчаная подушка и засыпка, укладка сигнальной ленты.
• Прокладка в кабельных сооружениях: тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях. При групповой прокладке необходимо учитывать снижающие коэффициенты для допустимого тока нагрузки.
• Прокладка в условиях агрессивных сред: в болотистых, засоленных, промышленных грунтах с высокой коррозионной активностью.

Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) не является типичной для данной марки из-за значительного веса и наличия металлических элементов (броня, экран), но возможна при условии обеспечения необходимого крепления и отсутствия значительных растягивающих нагрузок.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвАПу 1х:

• Высокая механическая прочность: броня из стальных проволок обеспечивает защиту от повреждений, что снижает риски аварий при прокладке в земле и эксплуатации.
• Коррозионная стойкость: наружная полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге, кислотам, щелочам, солям и солнечному УФ-излучению.
• Надежная экранировка: комбинированный экран эффективно защищает от внешних помех и обеспечивает безопасность при токах КЗ.
• Высокие диэлектрические свойства изоляции XLPE: малые диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению, повышенная допустимая температура.
• Отсутствие риска масливания: в отличие от маслонаполненных кабелей, не требует систем подпитки маслом и monitoring.

Недостатки и ограничения:

• Большой вес и радиус изгиба: затрудняет монтаж в стесненных условиях, требует применения специальной техники.
• Высокая стоимость: по сравнению с кабелями без брони (АПвАП) или с ПВХ оболочкой.
• Необходимость качественного заземления: металлические экран и броня на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
• Сложность разделки концов: требует профессиональных навыков и специального инструмента для послойного снятия изоляции, экрана и брони с последующим монтажом концевых муфт.

Сравнение с кабелями других марок

Таблица 3. Сравнение кабеля АПвАПу 1х с аналогами

Марка кабеля	Конструктивные отличия	Основная область применения
АПвАПу 1х	Алюминиевая жила, XLPE-изоляция, алюмополимерный и медный экран, броня из стальных проволок, оболочка из полиэтилена.	Прокладка в земле (траншеях) в агрессивных средах, в кабельных сооружениях с высокой механической угрозой.
АПвП 1х	Нет брони («у»), наружная оболочка из ПВХ. Может иметь только медный экран.	Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, галереях), где нет риска механических повреждений.
АСБл	Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня, защитный покров. Жила алюминиевая.	Устаревшая конструкция. Ограничение по перепаду высот, риск утечки пропитки. Применяется в сетях до 35 кВ.
ПвП 1х	Медная жила (отсутствие «А» в начале), изоляция XLPE, броня, полиэтиленовая оболочка.	Там же, где и АПвАПу, но при необходимости большей проводимости, гибкости или при работе в условиях повышенной коррозионной активности (медь более стойка, чем алюминий в некоторых средах).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвАПу и АПвПуг?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и, как следствие, в стойкости к внешним воздействиям. У кабеля АПвАПу наружный шланг из полиэтилена (Пу), который обладает высокой химической и влагостойкостью. У кабеля АПвПуг оболочка из поливинилхлоридного пластиката (В), а буква «г» означает «герметизация» (часто гидрофобный заполнитель в броне). АПвАПу более предпочтителен для прокладки в агрессивных грунтах и воде, в то время как АПвПуг чаще применяется в обычных грунтах и кабельных сооружениях.

Вопрос 2: Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвАПу 1х?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по двум основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки: ток должен быть меньше допустимого для данного сечения, способа прокладки (в земле, в воздухе) и температуры окружающей среды с учетом всех поправочных коэффициентов (групповая прокладка, температура грунта). Данные приведены в ПУЭ (Глава 1.3) и справочных таблицах.
2. По потере напряжения: должно укладываться в нормируемые пределы (обычно ±5-10% от номинального).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания: проверяется, что сечение выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения.

Для предварительной оценки можно использовать типовые проектные решения или обратиться к техническим каталогам производителей, где приведены таблицы с допустимыми токами.

Вопрос 3: Обязательно ли заземлять броню и экран кабеля с двух сторон?

Да, это обязательное требование правил устройства электроустановок (ПУЭ, п. 1.7.76, 2.3.72). Металлические элементы брони, экраны и другие металлические оболочки силовых кабелей должны быть заземлены на обоих концах для:

• Обеспечения электробезопасности персонала (снятие опасного потенциала).
• Создания пути для тока короткого замыкания для корректного срабатывания релейной защиты.
• Защиты от электромагнитных помех.

В некоторых случаях (для длинных линий) может применяться поперечное заземление или сегментирование экрана для снижения токов, наведенных в оболочке, но принцип наличия электрической связи с землей сохраняется.

Вопрос 4: Можно ли использовать кабель АПвАПу 1х для прокладки в воде (по дну водоема)?

Кабель АПвАПу с полиэтиленовой оболочкой обладает высокой влагостойкостью и может применяться для прокладки в воде. Однако для этого требуется специальное исполнение – усиленная гидроизоляция (например, дополнительная герметизирующая лента под броней) и, как правило, броня из проволок с усиленным антикоррозионным покрытием. Такие требования оговариваются в технических условиях на конкретную поставку. Для ответственных подводных трасс чаще применяются специализированные кабели с гидростатической защитой.

Вопрос 5: Какие муфты применяются для монтажа кабеля АПвАПу 1х?

Для соединения и оконцевания кабелей АПвАПу 1х применяются специальные муфты, рассчитанные на соответствующее напряжение и конструкцию кабеля:

• Соединительные муфты: изолируют место соединения жил и обеспечивают непрерывность экранов и брони. Тип: стопорные или соединительные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 6-35 кВ (например, муфты 3M, Raychem, Nexans, отечественных производителей).
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки): для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или трансформатора. Могут быть в полимерном корпусе (для наружной установки) или в эпоксидном наполнителе (для КРУ).
• Муфты должны быть совместимы с материалом изоляции (XLPE) и обеспечивать надежное электрическое контактирование экранов и брони для их заземления.

Вопрос 6: Какой документ является основным для определения требований к кабелю АПвАПу?

Основным документом являются Технические Условия (ТУ) завода-изготовителя, разработанные на основе государственных стандартов. Ключевые ГОСТы:

• ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия» (общие требования).
• ГОСТ 22483-2012 «Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Классы и технические требования».
• ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов».
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ) – определяют условия выбора, прокладки и заземления.

При заказе кабеля необходимо ссылаться на конкретные ТУ (например, ТУ 16.К71-335-2004).

Заключение

Кабель АПвАПу 1х представляет собой современное, надежное решение для строительства и модернизации силовых сетей среднего напряжения (6-35 кВ) в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, комбинированного экрана, стальной брони и полиэтиленового шланга, обеспечивает длительный срок службы и минимальные эксплуатационные затраты. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также качественное заземление всех металлических элементов являются обязательными условиями для безопасной и безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего срока эксплуатации.