Кабель АПвКПу 1х1000: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвКПу 1х1000 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным покровом и усиленным наружным покровом из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля АПвКПу 1х1000 оптимизирована для работы в сложных условиях, включая прокладку в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью), в воде, в коллекторах, туннелях, а также в условиях агрессивных сред при отсутствии растягивающих усилий.
Расшифровка маркировки АПвКПу 1х1000
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из полиэтилена.
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – наличие экрана в виде медных проволок, наложенных поверх скрученных вместе изолированных жил.
- Пу – усиленный защитный покров (броня) из круглых стальных оцинкованных проволок.
- 1х1000 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 1000 мм².
- Прокладка в земле (траншеях): Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от коррозии, механических повреждений и агрессивных грунтов. Требуется наличие песчаной подушки и защитного кирпичного или бетонного покрытия.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, каналы. В этих случаях важна стойкость оболочки к влаге и химическим веществам.
- Прокладка через водные преграды: Броня из стальных проволок и влагостойкая оболочка позволяют использовать кабель для прокладки по дну водоемов (при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и дополнительной защиты).
- Объекты с повышенными требованиями к надежности: Промышленные предприятия, нефтехимические комплексы, портовые сооружения, аэропорты, метрополитен, крупные распределительные и трансформаторные подстанции.
- Высокая пропускная способность: Большое сечение (1000 мм²) в сочетании с изоляцией из сшитого полиэтилена, допускающей нагрев до +90°C, обеспечивает передачу значительных мощностей.
- Надежная механическая защита: Броня из стальных проволок и полиэтиленовый шланг предохраняют кабель от большинства внешних воздействий.
- Отличная стойкость к влаге и агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка инертна к большинству химических веществ, что продлевает срок службы в сложных условиях.
- Высокие диэлектрические характеристики изоляции XLPE: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению и трекингу.
- Удобство монтажа (относительно других бронированных кабелей): Наличие медных проволок в качестве экрана и стальных проволок в качестве брони обеспечивает достаточную гибкость для укладки в трассу.
- Высокая масса и габариты: Значительно усложняет транспортировку, разгрузку и прокладку, требует применения специальной техники.
- Высокая стоимость: Обусловлена большим расходом цветных металлов (алюминий, медь) и сложной многослойной конструкцией.
- Сложность оконцевания и монтажа муфт: Требует высокой квалификации персонала и специального инструмента для зачистки, разделки и монтажа соединительных и концевых муфт.
- Необходимость в системах заземления экрана: Медный экран требует правильного заземления с двух сторон для исключения циркулирующих токов и наведения напряжения.
Конструкция кабеля АПвКПу 1х1000
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или круглой формы, выполнена из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 1000 мм² жила, как правило, секторная (сегментная), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в кабельных линиях. Жила может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной. Для такого большого сечения чаще применяется многопроволочная конструкция, обеспечивающая необходимую гибкость.
2. Экранирующий слой над жилой
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая оболочка жилы). Он предназначен для выравнивания электрического поля у поверхности жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения возникновения частичных разрядов.
3. Изоляция
Основная изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает выдающимися электротехническими и механическими характеристиками: высоким удельным электрическим сопротивлением, повышенной термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ — не менее 4,5 мм).
4. Экранирующий слой над изоляцией
Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая оболочка изоляции). Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, что и внутренний экран.
5. Медный экран (поясной экран)
В кабелях марки АПвКПу экран выполнен в виде медных проволок, наложенных поверх скрученных изолированных жил (в данном случае — одной жилы) с определенным шагом. Этот слой служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также в качестве пути для тока короткого замыкания и тока утечки. Медные проволоки обеспечивают лучшую гибкость по сравнению с медной лентой.
6. Разделительный слой
Под броней накладывается слой из битума, крепированной бумаги или полимерной пленки. Он предотвращает повреждение внутренних элементов кабеля стальными проволоками брони и обеспечивает защиту от коррозии.
7. Броня (усиленный покров — «Пу»)
Броня из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (давление грунта, случайные удары при раскопках, растягивающие нагрузки при прокладке), а также от грызунов.
8. Наружная оболочка
Внешний защитный шланг из полиэтилена (обозначается иногда дополнительно в марке как «п» в АПвКПу, но чаще «Пу» уже подразумевает полиэтиленовый шланг поверх брони). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислоты, щелочи, соли), нефтепродуктам и обладает отличными диэлектрическими свойствами, дополнительно защищая броню от коррозии.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10, 8,7/15, 12/20, 18/30, 26/35 |
| Количество и сечение жил, мм² | 1х1000 |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 (длительно), +130 (в режиме перегрузки), +250 (при КЗ, не более 5 с) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0291 (согласно ГОСТ 22483) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/продолжительность | Зависит от класса напряжения. Например, для 10 кВ: 22 кВ / 10 мин. |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.) | Определяется условиями прокладки. При прокладке в земле (траншее) для 10 кВ может составлять ~700-750 А. |
| Масса 1 км кабеля, кг | Приблизительно 11000-13000 кг (зависит от толщины изоляции и конструкции брони). |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКПу 1х1000 применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы применения:
Важно: Кабель АПвКПу не предназначен для прокладки по воздуху на опорах (воздушных линиях), так как не имеет несущего троса и не рассчитан на значительные растягивающие и ветровые нагрузки.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу 1х1000
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная сфера применения |
|---|---|---|
| АПвКПу (напр., 1х1000) | Алюминиевая жила, изоляция XLPE, экран из медных проволок, броня из стальных проволок, оболочка из полиэтилена. | Прокладка в земле, в воде, в агрессивных средах. Баланс цены и защиты. |
| АПвПу 1х1000 | Экран выполнен в виде медной ленты, а не проволок. Может быть менее гибким. | Там, где не требуются повышенные требования к гибкости экрана. |
| ПвКПу 1х1000 | Медная токопроводящая жила. Более высокая стоимость, но меньший диаметр жилы при том же сечении и более высокая проводимость. | Объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и надежности, при ограничениях по диаметру. |
| ААБл 1х1000 | Бумажная пропитанная изоляция, броня из стальных лент, алюминиевая жила. Устаревшая технология, требует особого внимания к перепадам уровней прокладки. | Модернизация старых сетей, где уже используется такая технология. |
| АПвП 1х1000 | Отсутствие брони («Пу»). Только полиэтиленовая оболочка. | Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах), где механическая защита обеспечивается конструкцией сооружения. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается кабель АПвКПу от АПвПу?
Основное отличие — в конструкции экрана. В кабеле АПвКПу экран выполнен из медных проволок (буква «К»), наложенных поверх изолированных жил. В кабеле АПвПу экран, как правило, выполнен из медной ленты или комбинированный (проволоки+лента). Кабель с проволочным экраном обладает несколько лучшей гибкостью и стойкостью к многократным изгибам, а также обеспечивает более надежный контакт при монтаже соединительных муфт.
2. Какое максимальное расстояние можно проложить кабель АПвКПу 1х1000 без установки соединительных муфт?
Длина строительной длины кабеля в бухтах или на барабанах оговаривается с заводом-изготовителем и может достигать 400-700 метров для такого крупного сечения. Теоретически, при заказе специальной строительной длины можно получить отрезки до 1000-1500 м. Однако на практике максимальная длина участка без муфт ограничивается возможностями транспортировки, разгрузки и прокладки (массой и габаритами барабана), а также конфигурацией трассы.
3. Как правильно заземлять экран (броню) кабеля АПвКПу?
Медный проволочный экран и стальная броня должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала (снятие напряжения с экрана) и обеспечения нормальной работы защит. Заземление выполняется на концевых и соединительных муфтах путем соединения экрана и брони с контуром заземления с помощью медных проводников. В схемах с односторонним заземлением экрана (например, при больших длинах для снижения потерь) применяются специальные переходные муфты или устройства, что требует отдельного технико-экономического обоснования.
4. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКПу 1х1000?
Для данного кабеля применяются специальные соединительные и концевые муфты на соответствующее напряжение (10, 20, 35 кВ) и сечение. Муфты могут быть термоусаживаемыми (наиболее распространены), холодноусаживаемыми или заливными. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений монтажной организации. Например, для кабеля с проволочным экраном используются муфты с разветвителями для равномерного распределения проволок экрана.
5. Каков расчетный срок службы кабеля АПвКПу 1х1000?
При соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок и температуры) и в отсутствие внешних механических повреждений, расчетный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30-40 лет. Срок службы определяется в первую очередь старением полимерных материалов (изоляции и оболочки) под воздействием тепловых, электрических и механических нагрузок.
6. Можно ли использовать кабель АПвКПу 1х1000 для прокладки в пожароопасных помещениях?
Стандартное исполнение кабеля АПвКПу не является огнестойким (fire-resistant) и не распространяет горение при одиночной прокладке (категория «нг» может быть опцией). Для прокладки в пожароопасных зонах, а особенно в путях эвакуации и на атомных станциях, необходимо применять специальные исполнения кабеля: с пониженным дымо- и газовыделением (LS), нераспространяющие горение при групповой прокладке (нг(А)-HF) или огнестойкие (FR). Это должно быть явно указано в маркировке и технических условиях.
7. Как определяется допустимый длительный ток нагрузки для данного кабеля?
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.) определяется не только сечением жилы, но и множеством внешних факторов: способом прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температурой окружающей среды, удельным тепловым сопротивлением грунта (для подземной прокладки), количеством работающих рядом кабелей и расстоянием между ними. Точные значения приводятся в ПУЭ (Глава 1.3) и в расчетных таблицах производителей. Для предварительной оценки тока для АПвКПу 1х1000, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, можно ориентироваться на значение 700-800 А для напряжения 10 кВ.
Комментарии