Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвАПу 150 мм²: конструкция, характеристики, применение

Кабель марки АПвАПу с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и защитным покровом в виде алюминиевой брони, покрытой полимерной оболочкой. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях.

Расшифровка маркировки АПвАПу 150 мм²

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• А – броня из алюминиевых лент.
• П – наружный защитный покров (подушка под броню) в виде полимерной ленты.
• у – усиленная защитная оболочка (обычно из полиэтилена) поверх брони.
• 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Таким образом, полная расшифровка указывает на кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, ПВХ оболочкой поверх изоляции, броней из алюминиевых лент и полимерной оболочкой поверх брони.

Конструкция кабеля АПвАПу 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для сечения 150 мм² кабель может быть как трехжильным (наиболее распространенный вариант для сетей 6-35 кВ), так и одножильным.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс гибкости обычно 1 или 2. Жила имеет круглую форму и соответствует требуемому номинальному сечению с учетом допустимых отклонений.

2. Экран по жиле (полупроводящей экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля (6, 10, 35 кВ). Для 150 мм² при напряжении 10 кВ типичная толщина изоляции составляет около 4,5 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C), стойкостью к тепловым деформациям и воздействию влаги.

4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)

Поверх основного изоляционного слоя накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет функцию симметрирования электрического поля и является частью экранной системы кабеля.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полупроводящих или электроизоляционных лент. Она обеспечивает дополнительную механическую и электрическую стабильность конструкции.

6. Экран (заземляющий)

Представляет собой медную ленту или оплетку из медных проволок, наложенную поверх поясной изоляции (для трехжильных кабелей) или непосредственно на экран по изоляции (для одножильных). Его назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля и создание цепи для тока короткого замыкания. Для сечения 150 мм² сечение медного экрана нормируется.

7. Оболочка (внутренняя)

Поверх экрана накладывается оболочка из ПВХ пластиката. Она защищает экран от коррозии и механических повреждений, а также служит дополнительным барьером от влаги. В маркировке соответствует букве «в».

8. Броня

Выполнена из двух алюминиевых лент, наложенных спирально с перекрытием. Алюминиевая броня, в отличие от стальной, является немагнитной, что снижает потери в кабеле, и не требует дополнительной защиты от коррозии. Она обеспечивает защиту кабеля от механических воздействий (ударов, сдавливания, грызунов) и выполняет функцию нулевой жилы (в четырехжильных кабелях) или экрана (в одножильных).

9. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из полиэтилена (обозначение «у» в маркировке) или ПВХ. Он защищает броню от химического воздействия окружающей среды и обеспечивает дополнительную механическую прочность. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвАПу 150 мм² (на примере 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ; 10/10 (12) кВ; 20/35 (40,5) кВ
Сечение основной жилы	150 мм²
Количество и форма жил	1, 3 или 4 (3+1) жилы, секторной или круглой формы
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Допустимая длительная температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15-20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции, не менее	1000 МОм·км (при +20°C)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (после прокладки)	2.5U0 + 2 кВ в течение 15 мин (для 10 кВ – 22 кВ)
Допустимый длительный ток нагрузки (для 3-жильного в земле, +25°C грунт)	Около 300-330 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.206 Ом/км (для однопроволочной жилы)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвАПу 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 35 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-35 кВ.
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
• Устройство вводов на подстанции и распределительные пункты.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) при наличии риска механических повреждений.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в условиях блуждающих токов, где недопустимо применение стальной брони.
• Прокладка в воде (через водные преграды) при условии дополнительной защиты.

Способы прокладки:

• В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты сигнальной лентой или плитами. Алюминиевая броня устойчива к коррозии в большинстве типов грунтов.
• В кабельных сооружениях: Прокладка по лоткам, полкам, в тоннелях. Броня защищает от возможных падений предметов и механических воздействий при обслуживании.
• На воздухе (по конструкциям): Допускается при условии защиты от прямых солнечных лучей (УФ-излучение может старить полимерную оболочку) и при отсутствии риска значительных механических воздействий, не предусмотренных конструкцией.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвАПу 150 мм²:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией.
• Отсутствие риска течи масла: В отличие от маслонаполненных кабелей, что важно для экологии и упрощает монтаж.
• Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой, что облегчает транспортировку и укладку.
• Коррозионная стойкость брони: Алюминиевая броня не требует дополнительной защиты от коррозии, в отличие от стальной оцинкованной брони (кабели типа АПвБбШв).
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и КЗ.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Броня из алюминиевых лент менее стойка к продавливанию и режущим воздействиям по сравнению со стальной ленточной или проволочной броней.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на низкое напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Технология монтажа концевых и соединительных муфт на кабели с СПЭ-изоляцией требует высокой квалификации персонала и чистоты на рабочем месте.
• Ограничение по минимальной температуре монтажа: При температуре ниже -15°C требуется предварительный подогрев кабеля.

Сравнение с другими типами кабелей на 6-35 кВ

Таблица 2. Сравнение АПвАПу 150 мм² с основными аналогами

Параметр	АПвАПу 150 мм²	АПвБбШв 150 мм² (броня стальная)	АПвП 150 мм² (без брони)	ЦАСБл 150 мм² (с бумажной изоляцией)
Изоляция	СПЭ	СПЭ	СПЭ	Бумажная, пропитанная
Броня	Алюминиевые ленты	Стальные оцинкованные ленты	Отсутствует	Стальные ленты, свинцовая оболочка
Вес	Средний	Высокий	Низкий	Очень высокий
Стойкость брони к коррозии	Высокая	Средняя (требует защиты)	—	Низкая (требует защиты)
Стойкость к механическим ударам	Средняя	Высокая	Низкая	Высокая
Допустимая t° жилы	+90°C	+90°C	+90°C	+70°C (до +80°C)
Основная сфера применения	Земля, кабельные сооружения с риском мех. повреждений, коррозионные грунты	Земля, кабельные сооружения с высоким риском мех. повреждений	Кабельные сооружения, помещения, где нет риска повреждений	Особые случаи, сети с традиционной технологией

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвАПу 150 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ, ПТЭЭП и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, уложенных по трассе. Запрещается волочение кабеля по земле или острым кромкам. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был менее 15-20 наружных диаметров.
2. Подготовка к монтажу муфт: Требуется аккуратная разделка конца кабеля с использованием специального инструмента. Критически важно соблюдать чистоту, не допускать попадания влаги и загрязнений на торцы изоляции и полупроводящих слоев.
3. Монтаж соединительных и концевых муфт: Используются только муфты, предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией на соответствующее напряжение. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, герметизацию и заземление экранов и брони.
4. Заземление: Медные экраны всех трех жил и алюминиевая броня должны быть надежно соединены и заземлены с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит.
5. Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний переменным напряжением (например, 22 кВ для кабеля 10 кВ в течение 15 минут) и измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвАПу и АПвБбШв на 150 мм²?

Ключевое отличие – материал брони и конструкция наружного покрова. У АПвАПу броня из алюминиевых лент и полиэтиленовая оболочка поверх нее. У АПвБбШв – броня из двух стальных оцинкованных лент и ПВХ-шланг (Шв). АПвАПу более стоек к коррозии и блуждающим токам, но менее стоек к продавливающим точечным ударам, чем АПвБбШв.

Можно ли прокладывать кабель АПвАПу 150 мм² в земле без дополнительной защиты?

Да, это один из основных способов прокладки данного кабеля. Алюминиевая броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают достаточную защиту от коррозии и умеренных механических воздействий в грунте. Однако рекомендуется укладка на песчаную подушку, засыпка песком и укрытие сигнальной лентой или кирпичом/плитами в местах с повышенным риском повреждения.

Какой допустимый длительный ток для кабеля АПвАПу 3х150 мм² при прокладке в земле?

Точное значение зависит от многих факторов: удельного теплового сопротивления грунта, его температуры, глубины прокладки, количества работающих рядом кабелей. Приблизительное значение для одиночного кабеля, проложенного в земле с температурой +25°C на глубине 0.7-1.0 м, составляет около 300-330 А. Для точного расчета необходимо использовать методики, изложенные в ПУЭ гл. 1.3 или стандарте МЭК 60287.

Требуется ли для кабеля АПвАПу 150 мм² дополнительное заземление брони?

Да, алюминиевая броня, как и медные экраны жил, подлежит обязательному двустороннему заземлению. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала при повреждении изоляции (снижение напряжения прикосновения) и для нормального срабатывания устройств релейной защиты, реагирующих на токи в экране/броне.

Каков срок службы кабеля АПвАПу 150 мм² и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки и эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок, отсутствие механических повреждений), качества монтажа муфт и соединений, а также от воздействия внешней среды (УФ-излучение при открытой прокладке, химическая агрессия грунта).

Можно ли использовать кабель АПвАПу для прокладки в воде?

Конструкция кабеля (герметичная полиэтиленовая оболочка поверх брони) позволяет прокладку в воде. Однако для постоянной работы под водой, особенно в морских условиях или при сильных течениях, рекомендуется использование кабелей со специальной усиленной защитой (например, с проволочной броней) и дополнительными гидроизоляционными элементами. Прокладка через водные преграды требует индивидуального проектного решения.

Как отличить кабель АПвАПу от АПвБбШв визуально?

Под одинаковой внешней черной оболочкой (шлангом) находится разная броня. Если на торце кабеля сделать аккуратный надрез оболочки, то под ней будут видны: у АПвАПу – блестящие алюминиевые ленты, а у АПвБбШв – стальные, часто с признаками цинкового покрытия (матово-серые, с кристаллическим рисунком). Также кабель со стальной броней (АПвБбШв) обычно тяжелее.

Заключение

Кабель АПвАПу 150 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его ключевые преимущества – использование сшитого полиэтилена в качестве изоляции и алюминиевой ленточной брони – обеспечивают высокую пропускную способность, долговечность и коррозионную стойкость. Выбор данного кабеля оптимален для прокладки в земле с умеренной механической нагрузкой, в коррозионно-активных средах и кабельных сооружениях, где важны его немагнитные свойства и относительно небольшой вес. Успешная эксплуатация линии на основе АПвАПу напрямую зависит от правильного проектирования, квалифицированного монтажа, особенно муфт, и соблюдения требований по заземлению экранов и брони.