Кабель АПвАП-Тп 10 кВ

Кабель АПвАП-Тп 10 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвАП-Тп 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 (и аналогичным) следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с вулканизацией в среде пероксида; А – алюминиевая экранная оболочка (экран) по изоляции жилы; П – полиэтиленовая оболочка (шланг) поверх экрана; Тп – исполнение с тремя отдельно экранированными жилами, расположенными параллельно в одной плоскости (плоская конструкция).

Конструкция кабеля АПвАП-Тп 10 кВ

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

Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными.
Экран по жиле (экранирующая оболочка). Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных концентраций напряженности, которые могут привести к частичным разрядам и пробою изоляции.
Основная изоляция. На экран по жиле наносится слой изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ). Именно этот материал определяет основные преимущества кабеля: высокую электрическую прочность, малые диэлектрические потери, отличные температурные и механические характеристики. Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена придает материалу стабильность формы при высоких температурах, предотвращая его плавление и растекание.
Экран по изоляции. Поверх основной изоляции накладывается экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет функцию внешнего экрана, также выравнивая электрическое поле и служа основой для металлического экрана. Вместе экран по жиле и экран по изоляции создают коаксиальную структуру, внутри которой заключено электрическое поле, что является принципиальным отличием кабелей с изоляцией из СПЭ.
Металлический экран. Поверх экрана по изоляции накладывается алюминиевая экранная оболочка в виде гофрированной ленты, сварной продольным швом. Этот слой является обязательным для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Его функции: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, создание пути для токов короткого замыкания и токов утечки, а также механическая защита изоляции.
Защитная оболочка (шланг). На металлический экран наносится оболочка из полиэтилена (ПЭ) средней плотности. Она защищает металлический экран от коррозии, механических повреждений и воздействия влаги. Оболочка, как правило, имеет цветовую маркировку (часто оранжевый или красный цвет для кабелей на 10 кВ).
Особенности конструкции «Тп» (плоской). Три отдельно экранированные жилы (каждая в своей изоляции, экранах и металлической оболочке) укладываются параллельно в одной плоскости и скрепляются между собой. Такая конструкция обеспечивает улучшенный теплоотвод по сравнению с треугольным расположением, позволяет сократить ширину траншеи при прокладке и упрощает монтаж в стесненных условиях. Однако она имеет несколько больший вес на метр по сравнению с классической круглой упаковкой трехжильных кабелей.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель АПвАП-Тп 10 кВ рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий. Его ключевые параметры регламентированы техническими условиями и стандартами.

Электрические параметры

Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном), U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ в течение 10 минут для готового кабеля.
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний после монтажа): 37 кВ в течение 15 минут.
Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
Допустимая температура жил при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, не более 1000 часов за срок службы).
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров одной экранированной жилы (для плоской конструкции это критично по узкой стороне).

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические данные для кабеля АПвАП-Тп 10 кВ (на основе типовых ТУ)

Сечение жилы, мм²	Наружные размеры (Ш x В), мм*	Масса 1 км кабеля, кг	Максимальное сопротивление жилы при 20°C, Ом/км	Допустимый длительный ток нагрузки в земле (траншее), А
3×50	56 x 23	~1450	0.641	190
3×70	60 x 25	~1800	0.443	235
3×95	65 x 27	~2200	0.320	285
3×120	70 x 29	~2600	0.253	330
3×150	75 x 31	~3100	0.206	375
3×185	80 x 33	~3700	0.164	425
3×240	88 x 36	~4600	0.125	495

Размеры и масса являются ориентировочными и могут незначительно отличаться у различных производителей.

Токовые нагрузки приведены для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт. Для других условий необходима корректировка по ПУЭ 7-го издания.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвАП-Тп 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:

Магистральные и распределительные линии 6-10 кВ в городах и населенных пунктах.
Питание мощных промышленных предприятий, цехов, насосных и компрессорных станций.
Устройство вводов на подстанции и распределительные пункты.
Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений, включая проколы острыми предметами и растяжения. Не рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью к алюминию без дополнительной защиты.
Прокладка в производственных помещениях.

Важно: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (категория исполнения по пожарной безопасности «п1.1» по ГОСТ 31565). Однако при групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности и применять дополнительные меры (огнезащитные покрытия, разделительные перегородки).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБ) и другими типами СПЭ-кабелей

Преимущества:

Высокая надежность и долговечность: Отсутствие масла исключает риск утечек и миграции изоляционной жидкости, что упрощает монтаж и эксплуатацию. Срок службы превышает 30 лет.
Простота монтажа и эксплуатации: Не требует сложных технологий монтажа муфт, связанных с заполнением маслом или массой. Допускает прокладку на вертикальные и наклонные трассы без ограничений по перепаду высот.
Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C для кабелей с бумажно-масляной изоляцией позволяет пропускать большие токи при том же сечении или уменьшить сечение при той же мощности.
Устойчивость к влаге: Полностью влагостойкая конструкция, не требует герметизации концов при хранении.
Улучшенные механические свойства: Изоляция из СПЭ более стойка к изгибам и вибрациям.
Плоская конструкция (Тп): Улучшенный теплоотвод, экономия пространства в траншее или лотке.

Недостатки и ограничения:

Чувствительность к частичным разрядам: Качество изоляции критически зависит от технологии производства (чистоты материалов, отсутствия микроскопических пустот). Некачественный кабель может быстро выйти из строя.
Чувствительность к механическим повреждениям оболочки: При повреждении внешней полиэтиленовой оболочки и алюминиевого экрана, влага может распространяться вдоль кабеля по полупроводящим слоям, что требует специальных ремонтных технологий.
Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-масляными кабелями на единицу длины, однако часто общая экономическая эффективность выше за счет снижения затрат на монтаж и обслуживание.
Необходимость применения специальных аксессуаров: Термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты и концевые заделки должны быть предназначены именно для кабелей с изоляцией из СПЭ.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля АПвАП-Тп требует соблюдения ряда правил:

Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегаомметром на 2500 В).
Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева.
Радиус изгиба должен строго соблюдаться во избежание повреждения изоляции и экранов.
Для соединения отрезков кабеля между собой и подключения к оборудованию применяются специальные соединительные и концевые муфты. Технология монтажа муфт включает послойное восстановление всех элементов конструкции кабеля: заземление алюминиевого экрана, соединение жил, монтаж изоляционного конуса, установка влагонепроницаемого корпуса.
Алюминиевые экраны всех трех жил в начале и конце линии, а также на всех промежуточных соединениях должны быть надежно заземлены. Это требование безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля АПвАП от кабеля АПвПу?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У кабеля АПвАП оболочка из полиэтилена (П), а у АПвПу – из полиэтилена повышенной прочности, устойчивого к ультрафиолету (Пу). Кабель АПвПу может прокладываться открыто на воздухе (на эстакадах, по фасадам) без риска быстрой деградации оболочки от солнечного излучения. АПвАП для таких целей не рекомендуется.

Можно ли прокладывать кабель АПвАП-Тп в земле без дополнительной защиты?

Да, можно, так как полиэтиленовая оболочка обеспечивает защиту от влаги и умеренных механических воздействий. Однако при прокладке в каменистых грунтах, в местах с риском раскопок или при наличии блуждающих токов рекомендуется дополнительная защита: укладка в трубах (ПНД, ПВХ, асбестоцементных) или защитных плитах.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвАП-Тп 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока. Первый расчет является основным и выполняется согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих кабелей вплотную и других факторов. Второй расчет (экономический) применяется для сетей с большим числом часов использования максимальной нагрузки.

Требуется ли для кабеля АПвАП-Тп устройство концевых разделок (заделок) и почему?

Да, обязательно. Концевая заделка (КНС, ПСТк и др.) необходима для обеспечения плавного выравнивания электрического поля на конце экрана, герметизации торца кабеля от влаги, защиты от внешних воздействий и для удобного и безопасного подключения жил к шинам или аппаратуре (через наконечники). Без концевой муфты эксплуатация кабеля невозможна.

Какой контроль состояния кабеля рекомендуется после монтажа и в процессе эксплуатации?

После монтажа проводятся приемо-сдаточные испытания повышенным постоянным напряжением (37 кВ, 15 мин). В процессе эксплуатации согласно ПТЭЭП и СО 153-34.20.576-2003 проводятся:

Периодические измерения сопротивления изоляции мегаомметром (2500 В).
Периодические испытания повышенным выпрямленным напряжением (рекомендуемый цикл – 1 раз в 4-6 лет).
Мониторинг состояния кабельных линий с помощью систем частичного разряда (при наличии оборудования).
Визуальный осмотр доступных для обзора участков трассы.

Что означает буква «Т» в маркировке, и всегда ли кабель АПвАП-Тп трехжильный?

Буква «Т» в маркировке по ГОСТ 31565 означает, что кабель имеет три изолированные жилы. Исполнение «Тп» (плоское) возможно только для трехжильных кабелей. Таким образом, кабель АПвАП-Тп всегда является трехжильным.

Заключение

Кабель АПвАП-Тп 10 кВ является современным, надежным и технологичным решением для распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и плоской укладкой жил обеспечивает высокую пропускную способность, удобство монтажа и долгий срок службы. Правильный выбор, монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации позволяют создать энергоэффективную и отказоустойчивую кабельную линию, соответствующую требованиям современных энергосистем.