Кабель АПвПу 300 мм
Кабель АПвПу 300 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвПу 300 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами и заключенный в наружный защитный шланг из полиэтилена. 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. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена; Пу – защитная оболочка (усиленная) из полиэтилена; броня (обозначается буквой «б» в конце, но часто опускается в обиходе при описании полной конструкции).
Конструкция кабеля АПвПу 300 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации. Каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила. Номинальное сечение 300 мм². Жила изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483), может быть однопроволочной (для сечений до 400 мм² включительно) или многопроволочной. Для 300 мм² чаще применяется многопроволочная жила, что повышает гибкость кабеля. Класс жилы – 1 или 2.
- Экран по жиле. Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая термоусаживаемая лента или экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен). Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ – обычно 3,4-4,0 мм, для 35 кВ – 9,0-10,0 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации до +90°C) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции. Состоит из двух элементов. Внутренний – полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя. Внешний – медные проволоки сечением не менее 16-25 мм², наложенные продольно или в виде спирали. Этот экран служит для замыкания емкостных токов и является элементом системы безопасности при повреждениях.
- Поясная изоляция. Поверх экрана из медных проволок может накладываться поясная изоляция из электропроводящих лент или полимерных пленок.
- Разделительный слой. Изготавливается из крепированной бумаги, полимерных лент или битумированных материалов. Предназначен для защиты оболочки от повреждения броней и предотвращения коррозии бронепокрова.
- Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Толщина лент нормируется ГОСТом и зависит от диаметра кабеля под броней. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов.
- Защитный шланг (наружная оболочка). Выполняется из полиэтилена (обозначение «у» в маркировке указывает на усиленный, т.е. толстостенный полиэтилен). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и ультрафиолетовому излучению. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ.
- Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
- Вводы на подстанции и распределительные пункты.
- Прокладка в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях, эстакадах) в условиях агрессивной среды.
- Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью, в солончаках, в районах с блуждающими токами.
- Участки с повышенными требованиями к механической защите (риск повреждения грунтовыми работами, нагрузками).
- Высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у кабелей с ПВХ-изоляцией и +80°C у бумажно-масляных. Это позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
- Отсутствие ограничений по перепаду уровней: В отличие от маслонаполненных кабелей, СПЭ-кабель не имеет ограничений по разности уровней прокладки.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка и изоляция не подвержены коррозии и гниению.
- Меньший вес и внешний диаметр: По сравнению с АСБл того же сечения и напряжения.
- Простота монтажа и обслуживания: Не требует сложных муфт с системой подпитки маслом, как АСБл.
- Высокая стойкость к термическим и механическим перегрузкам.
- Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией (АВВГ) и некоторыми типами бумажно-масляных кабелей.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги под экран возможна водная деревовидная эрозия изоляции, ведущая к пробою. Требуется тщательный контроль при монтаже.
- Требовательность к качеству монтажа концевых заделок и соединительных муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность соединений.
Технические характеристики и параметры
Основные технические параметры кабеля АПвПу 300 мм² регламентируются ГОСТ 18410-73 (для кабелей с СПЭ-изоляцией) и ТУ производителя. Ключевые характеристики представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Электрические параметры для кабеля на напряжение 10 кВ
| Параметр | Значение / Норма | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10; 8,7/10; 20/35 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 | Длительно допустимая |
| Температура перегрузки, °C | +130 | Допустима не более 8 ч в сутки, 1000 ч за срок службы |
| Температура при коротком замыкании, °C | +250 | Длительность КЗ не более 4 с |
| Минимальная температура монтажа, °C | -15 (без предварительного подогрева) | При более низкой температуре требуется подогрев |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 1000 | При температуре +20°C |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 30 (для 10 кВ) / 70 (для 35 кВ) | Продолжительность 10 мин. после прокладки |
Таблица 2. Токовые нагрузки (примерные, для кабеля 8,7/10 кВ, проложенного в земле)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Ток короткого замыкания, кА |
|---|---|---|
| В траншее (одножильный кабель), глубина 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт | 390-420 | ~12-15 кА (1 с) |
| В воздухе (в кабельном канале, туннеле) | 450-480 |
Расчетные значения нагрузок могут существенно варьироваться в зависимости от конкретных условий: температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее, наличия охлаждения и т.д. Для точного расчета необходимо руководствоваться ПУЭ 7-го издания, гл. 1.3.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПу 300 мм² предназначен для эксплуатации в сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:
Бронирование и наружная полиэтиленовая оболочка делают кабель универсальным для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, за исключением случаев, когда требуется защита от механических повреждений (например, при прокладке под дорогами). Также кабель может прокладываться в воздухе, в помещениях, тоннелях и каналах.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение целесообразно проводить с кабелями в бумажно-масляной изоляции (АСБл) и с кабелями в ПВХ-изоляции (АВВГ).
Преимущества АПвПу:
Недостатки АПвПу:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвПу 300 мм² требует специальной подготовки и инструмента. Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Запрещается прокладывать кабель при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева.
При монтаже концевых заделок (КВЖ) и соединительных муфт необходимо строго соблюдать технологию, обеспечивая полную герметизацию и восстановление всех экранов. Обязательным этапом после прокладки и монтажа муфт является высоковольтное испытание повышенным напряжением выпрямленного тока или переменным напряжением частотой 0,1 Гц (VLF).
В процессе эксплуатации необходим периодический визуальный осмотр трассы, контроль температуры кабеля с помощью термометров или тепловизоров, измерение частичных разрядов на ответственных участках.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: В чем принципиальная разница между АПвПу и АПвПуг?
Буква «г» в маркировке АПвПуг означает «герметизированный». В таком кабеле под оболочкой наложены водоблокирующие ленты или заполнители, препятствующие продольному распространению влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки. Кабель АПвПу такой защиты не имеет.
Вопрос 2: Можно ли прокладывать АПвПу 300 мм² в пожароопасных помещениях?
Полиэтилен, как материал, является горючим. Кабель АПвПу не имеет специальной огнезащиты. Для прокладки в пожароопасных помещениях, зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей необходимо применять его модификации с пониженной пожарной опасностью: АПвПунг(А)-LS, АПвПунг(А)-FR-LS. В их конструкции используются специальные негорющие и малодымные композиции, а также огнестойкие барьеры.
Вопрос 3: Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвПу, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных нагрузок.
Вопрос 4: Что означает «одножильный» и «трехжильный» кабель? Какой выбрать?
Кабель АПвПу 300 мм² может быть выполнен как в одножильном, так и в трехжильном исполнении. Трехжильный кабель (3х300 мм²) компактнее, но тяжелее и имеет больший внешний диаметр. При прокладке в земле на переменном токе в трехжильном кабеле из-за близкого расположения жил возникают дополнительные потери, что может снижать допустимый ток нагрузки на 5-15% по сравнению с тремя одножильными кабелями, проложенными в треугольнике. Выбор зависит от проекта, способа прокладки и экономических соображений.
Вопрос 5: Как правильно выбрать сечение 300 мм²? На что оно влияет?
Сечение 300 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (нагрев) и по потере напряжения. Для напряжения 10 кВ это сечение часто используется для питающих линий с током нагрузки 350-450 А. Увеличение сечения снижает электрические потери в линии, но увеличивает стоимость кабеля и сложность монтажа. Окончательный выбор должен быть обоснован технико-экономическим расчетом.
Заключение
Кабель АПвПу 300 мм² является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, стойкость к внешним воздействиям и долговечность – делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов и трасс со сложными условиями прокладки. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от качества продукции, соблюдения норм проектирования трассы и строгого следования технологическим регламентам при монтаже соединительных и концевых элементов.