Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвАПу 1-х жильный на напряжение 10 кВ

Кабель марки АПвАПу является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенным для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его условного обозначения по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним нормативным документам) является ключом к пониманию его конструкции и области применения: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена; в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; А – алюминиевая броня; П – наружная оболочка из полиэтилена; у – индекс, обозначающий кабель в упрощенном исполнении (без поясной изоляции и экрана поверх жилы). Конструкция «1-х жильный» указывает на одножильное исполнение, что накладывает специфические особенности на монтаж и применение.

Конструкция кабеля АПвАПу 1х

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, безопасность и надежность работы в электрических сетях среднего напряжения.

• Токопроводящая жила (ТПЖ): Изготавливается из алюминия (марок А1, А2, АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, применяется уплотненная или многопроволочная конструкция для обеспечения необходимой гибкости. Сечения жил нормированы стандартами: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500 мм² и более.
• Экран на жиле (отсутствует): Важная особенность маркировки «у» (упрощенное исполнение). В классических кабелях 10 кВ (например, АПвП) поверх изолированной жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена или проводящей ленты, который выравнивает электрическое поле вокруг жилы. В кабеле АПвАПу этот слой отсутствует, что упрощает конструкцию и снижает стоимость, но накладывает ограничения на применение.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ). Процесс сшивки (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу повышенные термические и механические свойства. Рабочая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания изоляция кратковременно выдерживает +130°C и +250°C соответственно. Номинальная толщина изоляции для напряжения 10 кВ составляет 4,5 мм.
• Поясная изоляция (отсутствует): В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил накладывается общий слой изоляции. В одножильном кабеле АПвАПу поясная изоляция отсутствует.
• Экран на изоляции: Поверх изоляции обязательно накладывается экран в виде медной или алюминиевой ленты, либо в виде продольно наложенных медных проволок. Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных влияний, замыкания токов утечки и обеспечения безопасности при касании. Он должен быть заземлен с двух сторон кабельной линии.
• Внутренняя оболочка (ВО): Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экран от механических повреждений и коррозии, а также служит демпфирующим слоем под броней.
• Броня: Выполняется в виде гофрированной алюминиевой ленты (или лент), наложенной поверх внутренней оболочки. Алюминиевая броня выполняет две основные функции: механическую защиту от сдавливания, ударов и грызунов; а также роль дополнительного экрана (при условии электрического контакта и заземления).
• Наружная оболочка (НО): Изготавливается из полиэтилена (ПЭ). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), солнечному излучению (если в состав введены стабилизаторы) и истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Область применения и ограничения

Кабель АПвАПу 1х10 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Благодаря алюминиевой броне и полиэтиленовой оболочке он особенно эффективен в грунтах с высокой коррозионной активностью (блуждающие токи, засоленность, повышенная кислотность) и в условиях повышенной влажности.

Критически важное ограничение связано с упрощенной конструкцией («у»). Отсутствие экрана на жиле приводит к значительной концентрации электрического поля на микронеровностях токопроводящей жилы. Это делает кабель непригодным для работы в сетях с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор (компенсированных сетях). В таких сетях при однофазном замыкании на землю напряжение на двух других фазах возрастает до линейного, что может вызвать пробой изоляции в кабеле АПвАПу. Поэтому его применение разрешено только в сетях с эффективно заземленной нейтралью (где коэффициент заземления нейтрали не превышает 80%), где перенапряжения при однофазных КЗ ограничены. Это сети 6-10 кВ крупных городов и промышленных предприятий.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Основные технические параметры кабеля АПвАПу 1х на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	8,7/10 кВ (12 кВ)
Число жил и форма	1, круглая или секторная
Диапазон сечений, мм²	от 50 до 800
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (до 5 с)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x наружный диаметр кабеля
Допустимые усилия при протяжке	Регламентируются ТУ, не более 50 Н/мм² сечения жилы для алюминия
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное напряжение промышленной частоты (после монтажа)	2.5U0 = 22 кВ, продолжительность 5 мин.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Коррозионная стойкость: Комбинация алюминиевой брони и полиэтиленовой оболочки обеспечивает выдающуюся защиту от почвенной коррозии и блуждающих токов, в отличие от кабелей со стальной оцинкованной броней (АПвБ, АПвБШв).
• Упрощенный монтаж и меньший вес: Отсутствие поясной изоляции и экрана на жиле облегчает разделку кабеля при монтаже муфт. Алюминиевая броня легче стальной.
• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции СПЭ: По сравнению с бумажно-масляной изоляцией (ААБл, ААШв) кабель не имеет ограничений по перепаду высот, не требует сложных маслоподпитывающих устройств, обладает большей пропускной способностью.
• Стоимость: Является одним из наиболее экономичных вариантов среди кабелей 10 кВ с изоляцией из СПЭ для сетей с эффективно заземленной нейтралью.

Недостатки:

• Ограничение по типу электрической сети: Запрет на использование в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью – главный и существенный недостаток.
• Отсутствие защиты от электромагнитного излучения на жиле: Может приводить к повышенным локальным потерям в изоляции на длительной дистанции.
• Меньшая механическая прочность брони: По сравнению со стальной ленточной или проволочной броней, алюминиевая броня менее устойчива к точечным ударам и растягивающим нагрузкам.

Особенности монтажа и соединения

При монтаже одножильного кабеля АПвАПу 10 кВ необходимо учитывать явление наведения токов в броне и экране. При протекании переменного тока по жиле, в металлических частях (алюминиевая броня, экран) индуцируется ЭДС. Для предотвращения возникновения циркулирующих токов и перегрева, рекомендуется выполнять одностороннее заземление брони и экрана. Если длина линии велика, для снижения наведенного напряжения до безопасного уровня (< 50 В) применяют попеременное заземление (схема «разрезки» брони с изоляцией и заземлением в определенных точках) или перекрестное соединение экранов на всех трех фазах.

Для соединения и ответвления используются специальные кабельные муфты – соединительные и концевые (наружной или внутренней установки). При монтаже муфт на кабель АПвАПу особое внимание уделяют тщательной зачистке изоляции, наложению полупроводящих и экранирующих слоев, которые компенсируют упрощенную конструкцию кабеля, и надежному электрическому соединению экрана и брони с заземляющими проводниками муфты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвАПу и АПвП?

Кабель АПвП имеет полную конструкцию: экран на жиле из полупроводящего СПЭ и экран на изоляции. Он лишен индекса «у» и может применяться в сетях с любым режимом нейтрали (изолированной, компенсированной, эффективно заземленной). Кабель АПвАПу – упрощенный, без экрана на жиле, и его применение ограничено сетями с эффективно заземленной нейтралью.

Можно ли проложить три одножильных кабеля АПвАПу в одной траншее вместо одного трехжильного?

Да, это распространенная практика. Однако при этом необходимо соблюдать правила взаимного расположения кабелей (в треугольнике или «пучком»), учитывать взаимный нагрев и обязательно применять корректирующие коэффициенты для допустимого длительного тока. Также критически важно правильно выполнить заземление и перекрестное соединение экранов для компенсации наведенных токов.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвАПу 10 кВ?

Выбор сечения осуществляется по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества параллельных линий и корректирующих коэффициентов. Дополнительно выполняется проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчеты должны выполняться в соответствии с ПУЭ (глава 1.3) и методическими указаниями.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

При прокладке в траншее кабель должен быть уложен на песчаную подушку, засыпан мягким грунтом без камней и защищен сверху сигнальной лентой или кирпичом/бетонными плитами (в местах с повышенной внешней нагрузкой). Полиэтиленовая оболочка и алюминиевая броня сами по себе обеспечивают высокий уровень защиты.

Что означает маркировка «8,7/10 кВ»?

Это номинальное напряжение кабеля: U₀/U. Где U₀ = 8.7 кВ – действующее значение напряжения между жилой и землей (экраном/броней), на которое рассчитана основная изоляция. U = 10 кВ – действующее значение междуфазного напряжения сети, в которой предназначен работать кабель. Соотношение указывает, что кабель предназначен для сетей с эффективно заземленной нейтралью.

Как отличить кабель АПвАПу от визуально похожего АПвБШв при приемке?

Необходимо изучить маркировку на барабане и на самой оболочке кабеля. Основное визуальное отличие – материал брони. У АПвАПу броня из гофрированной алюминиевой ленты, которая на ощупь мягче и не магнитятся. У АПвБШв броня из стальных оцинкованных полос (Б), которые жестче и магнитятся. Также наружная оболочка АПвБШв – из ПВХ шланга (Шв), который обычно толще и менее гладкий, чем полиэтиленовая оболочка АПвАПу.