Кабель АПвАПу 1х50: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвАПу 1х50 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в электрических сетях среднего напряжения, особенно в условиях, требующих устойчивости к внешним воздействиям и высокой пропускной способности.

Расшифровка маркировки АПвАПу 1х50

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• АП – бронепокров из алюминиевых проволок.
• у – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в грунте (универсальный, но с усиленной защитой).
• 1х50 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 50 мм².
• Таким образом, полная расшифровка: Алюминиевая жила, Полиэтиленовая изоляция, в ПВХ оболочке, с Алюминиевой Проволочной броней, для прокладки универсальной (в грунте).

Конструкция кабеля АПвАПу 1х50

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

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ или АА (по ГОСТ 22483).
• Секторность: для кабелей на напряжение 10 кВ и выше жила, как правило, круглой формы для обеспечения равномерности электрического поля.
• Класс гибкости: 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 50 мм² чаще применяется однопроволочная (монолитная) жила класса 1, что обеспечивает жесткость и удобство монтажа в муфтах.
• Поверхность: может быть гладкой или с полупроводящим экранирующим слоем.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоотверждаемой ленты. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его термостойкость и стойкость к растрескиванию под напряжением по сравнению с термопластичным ПЭ или ПВХ. Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх основной изоляции. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном формирует коаксиальную конструкцию, которая ограничивает электрическое поле внутри кабеля и обеспечивает безопасность при касании оболочки.

5. Металлический экран (заземляющий)

Выполнен в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. В кабеле АПвАПу 1х50 это, как правило, алюминиевая гофрированная лента или гладкая лента с дренажным проводником. Функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание симметричного электрического поля вокруг жилы.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Защита от внешних электрических наводок.

6. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из электроизоляционной или полупроводящей ленты, наложенную поверх металлического экрана. Служит для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также для предотвращения контакта экрана с броней.

7. Бронепокров (АП)

Выполнен из алюминиевых проволок, наложенных поверх поясной изоляции. Алюминиевая проволочная броня обеспечивает:

• Защиту от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны).
• Повышение стойкости к растягивающим нагрузкам, что важно при прокладке в грунте с нестабильностью.
• Дополнительный экранирующий эффект.
• Важно: Алюминиевая броня не является магнитной, что снижает потери в кабеле при работе в сетях с большими токами.

8. Наружная оболочка (в)

Изготавливается из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Оболочка защищает все внутренние элементы кабеля от воздействия влаги, агрессивных химических веществ, солнечного излучения (при наличии стойкости к УФ) и обеспечивает дополнительную механическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (для Uн=10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um), кВ	6/10 (12) или 8,7/15 (17,5) или 20/35 (40,5)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальная рабочая температура жилы, °C	90	Длительный режим
Допустимая температура при КЗ (до 5 сек), °C	250	Для алюминиевой жилы
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля	Для одножильных кабелей с броней
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 100	При температуре 20°C
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.11 – 0.13	Зависит от взаимного расположения фаз
Емкостной ток, А/км	~0.5 – 0.7	Для Uн=10 кВ

Длительно допустимый ток нагрузки (ДДТ)

ДДТ зависит от способа прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей вплотную. Приведены ориентировочные значения для одиночного кабеля АПвАПу 1х50 при прокладке в земле (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт) и в воздухе (температура воздуха +25°C).

Способ прокладки	ДДТ, А	Условия
В траншее (в земле)	175 – 190	Одиночная прокладка
В воздухе (на лотке, эстакаде)	200 – 215	Одиночная прокладка

Важно: При групповой прокладке вводится понижающий коэффициент. Точные значения ДДТ должны быть взяты из расчетных таблиц ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) 7-го издания или из ГОСТ 31996-2012 с учетом всех поправочных коэффициентов.

Области применения кабеля АПвАПу 1х50

• Распределительные сети среднего напряжения (6-35 кВ): Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, крупных промышленных потребителей.
• Промышленные предприятия: Прокладка кабельных линий внутри и между цехами, питание мощного оборудования (печи, компрессоры, насосные станции).
• Городская инфраструктура: Сети уличного освещения, питание объектов ЖКХ, вводы в здания.
• Добывающая и перерабатывающая промышленность: Благодаря бронепокрову и стойкости к механическим воздействиям кабель применяется на территориях шахт, карьеров, нефтеперерабатывающих заводов.
• Объекты энергетики: Соединения между элементами на подстанциях, выводы мощности от генераторов.
• Прокладка в грунтах: Основное назначение маркировки «у» – прокладка непосредственно в траншеях (в трубах или без) с нормальной и средней коррозионной активностью, включая грунты с наличием блуждающих токов.

Преимущества и недостатки кабеля АПвАПу 1х50

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из сшитого полиэтилена позволяет длительно работать при температуре жилы +90°C, что выше, чем у кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (+70°C).
• Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
• Влагостойкость: Полная негигроскопичность изоляции XLPE, в отличие от бумажной.
• Механическая прочность: Алюминиевая проволочная броня надежно защищает от повреждений при прокладке и эксплуатации в грунте.
• Удобство монтажа: Относительно малый вес (по сравнению с медными аналогами и кабелями в свинцовой оболочке), возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте (отсутствие стекания пропиточного состава).
• Длительный срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении внешней оболочки и брони влага может распространяться вдоль кабеля по металлическому экрану.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность при соединении, так как попадание влаги или загрязнений под изоляцию недопустимо.
• Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями АВБбШв (с ПВХ изоляцией), но ниже, чем у медных аналогов.
• Наличие брони из цветного металла: Может повышать риск хищения на неохраняемых территориях.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, по эстакадам и в помещениях. При прокладке в земле рекомендуется использовать защиту в виде плит или сигнальной ленты. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Обязателен качественный монтаж с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов.
• Заземление: Металлический экран и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии для обеспечения безопасности и протекания токов короткого замыкания.
• Для одножильных кабелей: При прокладке в стальных трубах или наличии ферромагнитных конструкций необходимо учитывать возникновение вихревых токов, ведущих к дополнительному нагреву. Рекомендуется треугольное расположение жил разных фаз вплотную или использование немагнитных разделительных перегородок.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвАПу отличается от АПвПу?

Основное отличие – материал брони. В кабеле АПвАПу броня выполнена из алюминиевых проволок (индекс «АП»), а в кабеле АПвПу – из стальных оцинкованных проволок (индекс «П», что означает «проволочная броня», по умолчанию стальная). Алюминиевая броня легче, не магнитна (меньше потери), но менее механически прочна на разрыв и дороже стальной.

Можно ли прокладывать кабель АПвАПу 1х50 в воздухе внутри помещений?

Да, можно. Наличие ПВХ оболочки и негорючесть материалов (при соответствии ГОСТ по показателям распространения горения) позволяют прокладывать его внутри производственных помещений, кабельных этажей и т.д. Однако при групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности (ПУЭ, гл. 2.1, 7.3, 7.4) и возможно потребуется применение кабелей с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымовыделением).

Как правильно выбрать сечение 50 мм²? На какой ток оно рассчитано?

Выбор сечения – комплексная задача. Исходными данными являются: мощность нагрузки, род тока, схема электроснабжения, способ прокладки, температура окружающей среды, длина линии (учет потери напряжения), условия короткого замыкания. Сечение 50 мм² по алюминию при прокладке в земле рассчитано на длительный ток около 175-190 А, что соответствует мощности трехфазной нагрузки примерно 6 МВА при 10 кВ. Окончательный выбор должен быть сделан на основе электрического расчета в соответствии с ПУЭ.

Требуется ли для кабеля АПвАПу 1х50 дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из алюминиевых проволок является достаточной защитой от механических повреждений при укладке в траншею. Однако, согласно ПУЭ (п. 2.3.83), при прокладке в местах, где вероятны механические повреждения (например, в зонах раскопок), рекомендуется дополнительная защита в виде кирпича, плит или труб. Обязательна укладка сигнальной ленты на 0.5 м выше кабеля.

Почему в маркировке указано «1х50», а не «3х50»? Как монтировать три таких кабеля для трехфазной системы?

Одножильные кабели (1х50) применяются для создания трехфазной линии путем прокладки трех отдельных кабелей, по одному на каждую фазу (A, B, C). Это дает преимущества в гибкости проектирования трассы, упрощении транспортировки и монтажа тяжелых бухт, возможности резервирования по фазам. При монтаже три одножильных кабеля укладывают вплотную треугольником (для взаимной компенсации магнитных полей) или с небольшими промежутками, но обязательно с перевязкой. Для трехфазных линий также существуют трехжильные кабели (например, АПвВг 3х50), где все три изолированные жилы находятся под общей оболочкой и броней.

Каков срок службы кабеля АПвАПу 1х50 и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от:

• Соблюдения условий эксплуатации (непревышение температуры, токовых нагрузок).
• Качества монтажа, особенно соединений и оконцеваний.
• Корректности заземления экранов.
• Отсутствия внешних механических повреждений и вибраций.
• Коррозионной стойкости внешней оболочки и брони в конкретной среде.

Регулярный мониторинг и диагностика (измерение частичных разрядов, термография) позволяют прогнозировать и продлевать ресурс кабельной линии.