Кабель АПвПуг 1х800

Кабель АПвПуг 1х800: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвПуг 1х800 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой экранированной оболочке, с защитным покровом и предназначен для стационарной прокладки в земле (траншеях) и воде. Данный кабель относится к классу высоковольтных кабелей на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ и является современной, эффективной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ). Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; Пу – защитная оболочка из упрочненного (гофрированного) алюминия; г – водоблокирующие элементы в виде гидрофобного заполнителя под оболочкой; 1х800 – одножильное исполнение с номинальным сечением жилы 800 мм².

Конструкция кабеля АПвПуг 1х800

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 800 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (хотя для одножильных кабелей возможно и круглое исполнение), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть компактированной или состоять из множества проволок.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым деформациям.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной конструкции, идеальной для распределения электрического поля.
• Металлический экран/оболочка. Выполнен в виде гофрированной ленты или трубки из алюминия (А), наложенной продольно и герметично сварной. Выполняет несколько ключевых функций: является заземляемым элементом для тока утечки, обеспечивает механическую защиту от внешних воздействий, служит экраном от электромагнитных помех и выполняет роль нулевой жилы в режиме однофазного КЗ.
• Гидрофобный заполнитель. Под алюминиевой оболочкой наносится слой специального компаунда или ленты, содержащей водопоглощающие вещества (гетры). При попадании влаги через возможные повреждения оболочки заполнитель набухает, локализуя и блокируя дальнейшее распространение воды вдоль кабеля (индекс «г» в маркировке).
• Защитный покров (наружная оболочка). Поверх алюминиевой оболочки, как правило, экструдируется защитный шланг из полиэтилена (обозначается индексом «2г», если используется, но в марке АПвПуг он часто подразумевается) для защиты от химической и электрохимической коррозии. Для кабелей, предназначенных для прокладки в земле, поверх шланга может накладываться броня из стальных оцинкованных лент и наружный покров из полимерных материалов (тогда марка меняется на АПвБбШв или АПвБбШп). В базовом исполнении АПвПуг имеет только полиэтиленовый шланг поверх алюминия.

Основные технические и электрические характеристики

Характеристики регламентируются стандартами ГОСТ Р 53769-2010 (на кабели на напряжение 10, 20 и 35 кВ) и ТУ 16.К71-335-2004. Ниже приведены ключевые параметры для кабеля АПвПуг 1х800 на напряжение 10 кВ.

Таблица 1. Основные параметры кабеля АПвПуг 1х800 (10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/15; 12/20; 18/30; 21/35
Сечение основной жилы, мм²	800
Максимально допустимая температура жилы при длительной работе, °C	+90
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек), °C	+250
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000 (при +20°C)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*, А	~860-900 (для прокладки в земле, при температуре земли +15°C, глубине 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0371 (для жилы из алюминия)
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.11-0.13
Емкостной ток, А/км	~1.5-2.0 (зависит от конструкции)

• Точное значение I_доп зависит от конкретных условий прокладки и должно рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд. и ГОСТ Р МЭК 60287.

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвПуг 1х800 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в сетях 6-35 кВ городского и промышленного электроснабжения.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений. Для условий с повышенными механическими нагрузками (например, в каменистых грунтах, зонах с риском раскопок) необходимо применять бронированные модификации (АПвБбШв).
• Прокладка в воде (через реки, озера, водохранилища). Герметичная алюминиевая оболочка и гидрофобный заполнитель надежно защищают изоляцию от проникновения влаги.

Важное замечание по прокладке: Для одножильных кабелей на большие токи критически важно правильно учитывать induced currents (вихревые токи) в металлической оболочке. При неправильной конфигурации прокладки (например, в плоском треугольном расположении) потери в оболочке могут достигать значительных величин, приводя к перегреву и снижению пропускной способности. Рекомендуется прокладка в симметричной «треугольной» конфигурации или «впритык», а также применение перекрестного соединения (transposition) оболочек на длинных трассах для их заземления в одной точке и разрыва контуров для циркулирующих токов.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПуг 1х800 по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C у кабелей с бумажной изоляцией, что при прочих равных позволяет передавать большую мощность или использовать меньшее сечение.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Отличные диэлектрические свойства и влагостойкость: Изоляция из СПЭ негигроскопична, не требует сложных концевых муфт с градировкой поля в виде заливки мастики.
• Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой аналогичного сечения и напряжения.
• Простота монтажа и обслуживания: Установка концевых и соединительных муфт менее трудоемка, не требует специального оборудования для пропитки.
• Длительный срок службы: Заявленный срок службы при соблюдении условий эксплуатации составляет не менее 30 лет.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Алюминиевая оболочка, несмотря на гофрирование, может быть повреждена при ударе острым предметом.
• Необходимость специальных мер при прокладке в земле: Требуется подготовленная траншея с песчаной подушкой и защитой (кирпич, сигнальная лента) от механических повреждений при раскопках.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АСБ на аналогичное напряжение, но часто более низкая стоимость жизненного цикла за счет меньших потерь и простоты обслуживания.
• Сложность ремонта металлической оболочки в полевых условиях при ее повреждении.

Требования к монтажу, соединению и заземлению

Монтаж должен производиться в соответствии с ПУЭ 7 изд., «Инструкцией по прокладке…», СНиП 3.05.06-85 и проектной документацией.

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов и лебедок. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше 20D кабеля.
• Соединение и оконцевание: Для соединения жил применяются прессуемые или болтовые соединители из алюминия. Изоляция восстанавливается с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт, специально предназначенных для кабелей с изоляцией из СПЭ и алюминиевой оболочкой. Концевые муфты (наружной или внутренней установки) обеспечивают плавный вывод электрического поля и герметизацию.
• Заземление: Алюминиевая экранирующая оболочка подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения безопасности. В длинных линиях, как упоминалось выше, применяется схема поперечного соединения оболочек и их заземления в одной точке для снижения потерь.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвПуг от АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие под алюминиевой оболочкой гидрофобного (водоблокирующего) заполнителя. В кабеле АПвПу такого слоя нет. Наличие заполнителя повышает надежность кабеля при локальных повреждениях оболочки, предотвращая продольное распространение влаги вдоль оси кабеля, что особенно критично при прокладке в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод или в воде.

Можно ли прокладывать кабель АПвПуг 1х800 в земле без дополнительной защиты?

Да, можно, так как алюминиевая оболочка и наружный полиэтиленовый шланг обеспечивают достаточную защиту от коррозии и умеренных механических воздействий. Однако ПУЭ и практика эксплуатации рекомендуют для прокладки в земле, особенно в условиях возможных внешних повреждений (раскопки, давление камней), использовать бронированные версии кабеля – АПвБбШв или АПвБбШп, которые имеют броню из стальных оцинкованных лент и дополнительную наружную оболочку.

Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для проекта?

Маркировка кабеля содержит два значения напряжения: U₀/U. U₀ – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном), U – номинальное междуфазное напряжение сети. Для сети 10 кВ с изолированной нейтралью, где в аварийном режиме напряжение на неповрежденной фазе относительно земли может возрасти в √3 раз, необходимо выбирать кабель с U₀/U = 8.7/15 кВ или 6/10 кВ, но с учетом режима работы нейтрали. Для сетей 10 кВ с эффективно заземленной нейтралью (где перенапряжения относительно земли не превышают 80% междуфазного) допустимо применение кабеля 6/10 кВ. Выбор должен быть обоснован расчетами в проектной документации.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель с алюминиевой оболочкой?

Ключевая задача – обеспечить герметичный переход с алюминиевой оболочки кабеля на корпус муфты. В современных термо- и холодноусаживаемых муфтах для этого используется система герметизирующих манжет и уплотнителей, которые плотно обжимают оболочку после усадки. Место контакта предварительно тщательно зачищается. Также важно правильно выполнить заземление алюминиевой оболочки через предусмотренный в муфте заземляющий проводник.

Как рассчитывается фактическая пропускная способность кабеля I_доп в конкретных условиях?

Табличное значение I_доп дано для стандартных условий: температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, отсутствие других кабелей вблизи. При отклонении условий (более высокая температура грунта, прокладка в трубах, группировка кабелей) необходимо вводить поправочные коэффициенты согласно ГОСТ Р МЭК 60287-1-2-2009 и ПУЭ. Фактический допустимый ток рассчитывается как I_{доп.факт} = I_{доп.табл} K1 K2

• K3…, где K – поправочные коэффициенты на температуру, группировку и т.д. Неправильный учет этих факторов ведет к перегреву и сокращению срока службы изоляции.

Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущество перед ПВХ изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого под воздействием химических агентов или радиации «сшиваются» в трехмерную сетку. Это резко повышает его термостойкость: если обычный ПЭ или ПВХ начинает течь при +70-80°C, то XLPE сохраняет форму и диэлектрические свойства до +130-250°C (кратковременно). Это позволяет увеличить рабочую температуру жилы до +90°C и повысить стойкость к токам короткого замыкания. Для напряжений выше 1 кВ ПВХ изоляция не применяется.