Кабель АПвПу 10 кВ 120 мм

Кабель АПвПу 10 кВ 120 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвПу 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевой жилой, экранированный, с защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой традиционным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в электросетевом хозяйстве для создания распределительных сетей среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвПу

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ) и имеет следующую структуру:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, обозначающий, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой). Таким образом, «Пв» указывает на изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE).
• П – материал внешней оболочки: полиэтилен (в данном случае, как правило, полиэтилен повышенной стойкости, PE).
• у – индекс конструкции: кабель имеет усиленную защитную оболочку, что подразумевает наличие экрана и брони в виде гофрированной латунированной стальной ленты.
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (между фазой и землей – 6/10 кВ, между фазами – 10 кВ).
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу 10 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабельных изделий) по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной. Для 120 мм² чаще используется однопроволочная жила.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

Поверх жилы методом экструзии наносится слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений 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). Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 10 кВ она составляет, как правило, 4,5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается с 70°C (для ПВХ) до 90°C, а температура при коротком замыкании может достигать 250°C.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогичный внутреннему, слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри изоляции, обеспечивая ее цилиндрическую симметрию.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх экранированных изолированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящего материала или специальной ленты для формирования общего сердечника.

6. Металлический экран

Поверх экрана по изоляции (или поясной изоляции) накладывается металлический экран. В кабелях марки АПвПу он выполняет две ключевые функции:

• Защитная (заземляющая): Служит для отвода токов утечки и обеспечения безопасности персонала при повреждении основной изоляции. При однофазном замыкании на землю через него протекают емкостные токи.
• Броневая: Выполнен в виде гофрированной латунированной стальной ленты (ГЛСЛ), что обеспечивает кабелю высокую механическую прочность на раздавливание и растяжение, а также защиту от грызунов.

Гофрирование придает ленте гибкость и сохраняет способность кабеля к изгибу.

7. Защитная оболочка

Внешний слой из полиэтилена (PE). Защищает металлический экран от коррозии и механических воздействий внешней среды. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), УФ-излучению и перепадам температур.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ. Где U₀ = 6 кВ – напряжение между жилой и землей, U = 10 кВ – междуфазное напряжение, U_m = 12 кВ – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ (для новых кабелей после изготовления) в течение 10 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ (для приемо-сдаточных испытаний на объекте) в течение 15 минут.
• Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -20°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость: Приблизительно 0,3-0,4 мкФ/км (точное значение указывается в паспорте кабеля).

Механические и геометрические параметры (ориентировочные)

Параметр	Значение для АПвПу 10 кВ 1×120/70	Значение для АПвПу 10 кВ 3×120/70	Примечание
Внешний диаметр кабеля, мм	~40-45	~55-60	Зависит от производителя и точной конструкции
Масса 1 км кабеля, кг	~1800-2200	~4500-5500
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D (где D – внешний диаметр кабеля)		Для кабелей с ГЛСЛ
Допустимое растягивающее усилие, кН	~5-7	~15-20	Уточнять у производителя
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.253	0.253	Согласно ГОСТ 22483 для жилы сечением 120 мм²

Токовые нагрузки (допустимые длительные токи)

Токовая нагрузка зависит от способа прокладки. Приведены ориентировочные значения для температуры окружающей среды +25°C и температуры жилы +90°C.

Способ прокладки	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А
В воздухе (в кабельных сооружениях, на эстакадах)	~350	~310
В земле (в траншее, одной кабельной линии, глубине 0.7 м, теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт)	~390	~340

Важно: Точные значения токовых нагрузок должны определяться по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, количество работающих кабелей в траншее, термическое сопротивление грунта и т.д.).

Область применения кабеля АПвПу 10 кВ 120 мм²

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.

• Распределительные сети 6-10 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: Прокладка внутри и между цехами для питания мощного оборудования.
• Кабельные линии в земле (траншеях): Благодаря усиленной конструкции (ГЛСЛ и полиэтиленовая оболочка) кабель идеально подходит для прямой прокладки в грунтах всех категорий, включая грунты с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов.
• Кабельные линии в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, галереи, этажи и двойные полы производственных помещений.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы, торговые центры.
• Участки с повышенными требованиями к механической защите: Трассы, где возможно давление грунта, смещение почвы, риск повреждения грызунами.

Ограничения: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для подвижного монтажа.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ не подвержен термическому старению в той же степени, что бумажно-пропитанная изоляция, не требует градиентного контроля уровня масла.
• Высокие токовые нагрузки: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать больший ток, чем кабели с бумажной изоляцией (допускают +70-80°C) того же сечения.
• Устойчивость к влаге и внешним воздействиям: Полностью полимерная конструкция (изоляция и оболочка) исключает гигроскопичность. Защитная оболочка из PE устойчива к агрессивным средам.
• Механическая прочность: Гофрированная латунированная стальная лента обеспечивает отличную защиту от механических повреждений и грызунов.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (в отличие от маслонаполненных кабелей). Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с АСБЛ на то же напряжение.
• Длительный срок службы: Заявленный производителями срок службы – не менее 30 лет.

Недостатки:

• Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией (АСБ), но сопоставима или ниже, чем у кабелей с БПИ в алюминиевой оболочке (ААБл).
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Необходима аккуратность при раскатке и затяжке, чтобы не повредить внешнюю оболочку и, главное, изоляцию. Повреждение изоляции СПЭ может привести к развитию «водного дерева».
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Герметичность соединительных и концевых муфт критически важна для предотвращения попадания влаги в зону изоляции.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены. Хранение – под навесом или в закрытом помещении, защищенном от прямых солнечных лучей.
• Раскатка: Допускается раскатка с барабана, установленного на кабелеукладчик, или с неподвижного барабана. Запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Сила тяжения должна контролироваться и не превышать допустимых значений.
• Изгиб: Минимальный радиус изгиба – 15 наружных диаметров кабеля при монтаже. После укладки допускается радиус 7.5-10D.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне – подушка из мелкого грунта или песка толщиной 100 мм. После укладки – засыпка таким же слоем и укладка сигнальной ленты. Защита кирпичом или плитами требуется только при риске механических повреждений, так как кабель сам по себе имеет броню.
• Заземление: Металлические экраны (броня) с обоих концов кабельной линии должны быть надежно заземлены. Сечение заземляющих проводников должно соответствовать ПУЭ.
• Монтаж муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием комплектных муфт, предназначенных specifically для кабелей с изоляцией из СПЭ, с соблюдением абсолютной чистоты и технологии производителя.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу от АПвП?

Марка АПвП не имеет индекса «у» (усиленная), что означает отсутствие брони из гофрированной металлической ленты. Кабель АПвП имеет экран в виде медной проволоки или ленты, но не защищен от механических воздействий. АПвПу – бронированный кабель для прокладки в земле без дополнительной защиты.

Можно ли прокладывать АПвПу в воде?

Полиэтиленовая оболочка и изоляция из СПЭ сами по себе влагостойки. Однако кабель АПвПу не является специально предназначенным для постоянной прокладки под водой (например, по дну водоема). Для таких целей существуют кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвПпу). Прокладка в коллекторах, тоннелях, где возможно периодическое подтопление, как правило, допустима.

Какой кабель лучше для прокладки в земле: АПвПу или ААБл (с бумажной изоляцией)?

Кабель АПвПу имеет ряд преимуществ для прокладки в земле: не боится влаги, имеет меньший радиус изгиба, большую допустимую температуру и, как следствие, нагрузочную способность. ААБл дешевле, но требует абсолютной герметичности алюминиевой оболочки, чувствителен к перепадам уровней прокладки и имеет более сложный монтаж муфт. В современных проектах предпочтение отдается кабелям с изоляцией из СПЭ (АПвПу).

Нужно ли использовать концевые муфты (КНС) при подключении кабеля к ячейке КРУ?

Да, обязательно. Для кабелей 10 кВ с изоляцией из СПЭ применяются специальные концевые муфты (чаще всего типа КНСт/КТПт – с термоусаживаемыми изоляционными элементами). Они обеспечивают электрическую изоляцию, градиент напряжения, герметизацию конца кабеля и подключение экрана/брони к системе заземления.

Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?

Сечение выбирается по допустимому длительному току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов по ПУЭ) и по экономической плотности тока. Для ориентира: кабель 10 кВ сечением 120 мм² способен передавать мощность около 6-7 МВА по трехжильному кабелю при напряжении 10 кВ (I = 340А, P = √3 U I = 1.73 10000 340 ≈ 5.9 МВт). Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.

Требуется ли для кабеля АПвПу 10 кВ 120 мм² дополнительная защита от грызунов при прокладке в земле?

Как правило, не требуется. Гофрированная латунированная стальная лента (ГЛСЛ) в конструкции кабеля является эффективной механической защитой, в том числе и от зубов грызунов. Это одно из ключевых преимуществ данной марки.

Каков срок службы кабеля АПвПу?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых и температурных режимов.