Кабель АПвПу 10 кВ 630 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу 10 кВ 630 мм²: конструкция, параметры и область применения

Кабель марки АПвПу 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой силовой кабель на среднее напряжение 10 кВ, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с наличием блуждающих токов. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвПу 10 кВ 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жила секторной формы, компактная, что уменьшает общий диаметр кабеля и расход материалов изоляции и оболочек. Для сечения 630 мм² жила может состоять из нескольких проволок.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизацию.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Номинальная толщина изоляции для напряжения 10 кВ составляет 4,5 мм (по ГОСТ 31996-2012). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: долговременная допустимая температура жилы +90°C, кратковременная перегрузка до +130°C, температура при коротком замыкании до +250°C.
• Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится поверх изоляции. Совместно с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
• Медный экран (заземляющий): Выполнен в виде медных проволок, наложенных поверх экрана по изоляции спирально, или в виде медной ленты, наложенной продольно. Предназначен для пропускания токов короткого замыкания и является нулевой точкой электрического поля. Для кабеля 630 мм² сечение медных проволок суммарно обычно составляет не менее 25 мм² (по ГОСТ 31996-2012, для 10 кВ – 16 мм², но часто увеличивается по ТУ заказчика).
• Поясная изоляция (разделительный слой): Выполняется из лент или экструдированного слоя полимерного материала. Предотвращает адгезию медного экрана к наружной оболочке.
• Внутренняя оболочка (герметизирующий слой): Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает медный экран от коррозии и служит барьером для влаги. Буква «в» в маркировке указывает именно на этот слой.
• Броня: Выполнена из стальных оцинкованных лент (две ленты, наложенные с зазором). Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов. Для марки «Пу» (усиленная) толщина и количество лент могут быть увеличены.
• Наружная оболочка (защитный шланг): Из полиэтилена (ПЭ). Обозначается «у» в маркировке. Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и блуждающим токам. Цвет обычно черный.

Основные технические и электрические параметры

Параметры регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ, а также техническими условиями производителей.

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры кабеля АПвПу 10 кВ 1х630

Параметр	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	8,7/10 (12)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное
Частота, Гц	50
Сечение основной жилы, мм2	630
Количество и форма жил	1, секторная	Для трехфазной сети требуется 3 одножильных кабеля
Материал жилы	Алюминий	Класс 2 по ГОСТ 22483
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0,0451	ГОСТ 22483
Толщина изоляции из СПЭ, мм	4,5	Номинальное значение
Допустимая температура жилы при эксплуатации, °C	+90	Длительно
Допустимая температура при перегрузке, °C	+130	Не более 100 ч/год
Допустимая температура при КЗ, °C	+250	Длительность КЗ до 5 с
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 x D	D – наружный диаметр кабеля
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000	При 20°C
Испытательное переменное напряжение, кВ	22 (U0 x 2,5)	Продолжительность 10 мин. после прокладки
Допустимый длительный ток нагрузки, А	~740-780	Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе)
Суммарное сечение медных проволок экрана, мм2	≥25 (часто по ТУ)	ГОСТ предписывает ≥16 для 10 кВ

Таблица 2. Примерные габариты и масса кабеля АПвПу 1х630 мм² 10 кВ

Параметр	Примерное значение	Примечание
Наружный диаметр кабеля, мм	55 — 62	Зависит от конкретного ТУ производителя
Масса 1 км кабеля, кг	4500 — 5200

Область применения и условия прокладки

Кабель АПвПу 10 кВ 630 мм² предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, а также в сетях с эффективно заземленной нейтралью, где время действия защиты от однофазных замыканий на землю ограничено. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи 10 кВ в городах и промышленных зонах.
• Вводы на территории крупных промышленных предприятий, нефтехимических комбинатов, горнодобывающих объектов.
• Питание мощных трансформаторных подстанций 10/0.4 кВ.
• Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью (засоленные, болотистые грунты, грунты с содержанием щелочей и кислот).
• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, где возможно наличие агрессивных сред и блуждающих токов.
• Участки трасс с риском механических повреждений (броня из стальных лент).
• Зоны с повышенной пожарной опасностью, так как изоляция и оболочки не распространяют горение при одиночной прокладке.

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки по воздуху на тросах (подвесная прокладка) без дополнительной защиты от УФ-излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена фотостарению. Для воздушных линий применяются кабели с защитным покровом, содержащим сажу (например, АПвБп).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

По сравнению с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБ):

• Преимущества: Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C). Отсутствие риска течи пропиточного состава. Меньший радиус изгиба. Меньшая масса и толщина. Проще монтаж муфт. Не требует специальной оснастки для монтажа концевой разделки. Не требует сложных систем подпитки маслом на трассе.
• Недостатки: Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Более высокая стоимость самого кабеля (хотя общие затраты на проект с учетом монтажа часто ниже).

По сравнению с кабелем в ПВХ изоляции (АВБбШв):

• Преимущества: Рабочее напряжение 10 кВ против 1 кВ. Более высокая температурная стойкость. Меньшие диэлектрические потери. Более высокая стойкость к термическому старению.

По сравнению с кабелем АПвБбШв (броня поверх ПВХ, шланг из ПВХ):

• Преимущества АПвПу: Наружная оболочка из полиэтилена обладает значительно более высокой стойкостью к влаге, химикатам и блуждающим токам. Кабель АПвПу предпочтителен для прокладки в агрессивных грунтах.
• Преимущества АПвБбШв: Лучшая стойкость к распространению горения при групповой прокладке (ПВХ оболочка). Часто несколько дешевле.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвПу 10 кВ 630 мм² требует соблюдения ряда правил:

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей. Срок хранения – не более 2 лет со дня изготовления.
• Подготовка трассы: Дно траншеи должно быть уплотнено, очищено от острых камней и мусора. Рекомендуется подсыпка слоя песка (10 см). Глубина прокладки – не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
• Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью лебедки или кабельного укладчика. Категорически запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 20 наружных диаметров кабеля.
• Засыпка: После укладки кабель засыпают слоем мягкого грунта или песка (20 см), затем укладывают сигнальную ленту и производят полную засыпку траншеи.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима абсолютная чистота, соблюдение геометрии снятия изоляции и экранов, качественная герметизация. Для изоляции СПЭ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
• Заземление: Медные экраны всех трех фаз в конце линии должны быть надежно заземлены. При большой длине линии (обычно более 500-1000 м) может применяться поперечное соединение экранов и их заземление с двух сторон для снижения напряжения, наводимого при КЗ.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний переменным напряжением 22 кВ промышленной частоты в течение 10 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвПу от АПвБбШв на 10 кВ?

Ключевое отличие – материал и функция наружной оболочки. У АПвПу – это полиэтиленовый шланг (Пу), обладающий исключительной стойкостью к влаге и химической коррозии. У АПвБбШв – броня поверх ПВХ оболочки (Бб) и наружный шланг из ПВХ (Шв). АПвБбШв более стоек к горению при групповой прокладке, но менее стоек в агрессивных грунтах.

Почему для сечения 630 мм² часто используют три одножильных кабеля, а не один трехжильный?

Использование трех одножильных кабелей (1х630) вместо одного трехжильного (3х630) обусловлено эксплуатационными и монтажными преимуществами: меньший радиус изгиба, лучший теплоотвод, удобство транспортировки и монтажа отдельных кабелей меньшего веса и диаметра, возможность гибкого формирования трассы. Также при повреждении одной фазы замене подлежит только один кабель, а не весь трехжильный.

Какое сечение медного экрана необходимо для кабеля 630 мм²?

ГОСТ 31996-2012 устанавливает минимальное сечение 16 мм² для кабелей на 10 кВ. Однако для мощных линий с большими токами КЗ, особенно при двустороннем питании, это сечение часто увеличивают до 25 мм² или даже 35 мм² по техническому заданию заказчика, чтобы обеспечить термическую стойкость экрана при коротком замыкании.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу по воздуху?

Не рекомендуется для длительной открытой прокладки под воздействием солнечного света. Ультрафиолетовое излучение вызывает фотоокислительную деструкцию полиэтилена, приводя к растрескиванию оболочки. Для воздушных линий следует применять кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (часто черного цвета с сажевым наполнителем) или с защитным покровом, например, АПвБп.

Какой срок службы у кабеля АПвПу 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при соблюдении условий прокладки, нагрузочного режима и отсутствия внешних повреждений может превышать 40-50 лет.

Что означает «усиленная оболочка» (Пу) в маркировке?

Буква «у» в обозначении «Пу» указывает на то, что наружная полиэтиленовая оболочка имеет увеличенную толщину по сравнению со стандартной. Это повышает ее механическую прочность, стойкость к истиранию и повреждениям при протяжке в блоках или коллекторах.

Заключение

Кабель АПвПу 10 кВ 630 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения в условиях повышенных требований к коррозионной и химической стойкости. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и защите из полиэтиленового шланга поверх брони, обеспечивает длительную и безотказную работу в сложных грунтовых условиях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ, ГОСТ и инструкциями производителей являются залогом экономичной и стабильной работы энергетических сетей на протяжении десятилетий.