Кабель АПвАПу 6 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвАПу 6 кВ: конструкция, применение, технические характеристики

Кабель марки АПвАПу предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его основное применение – прокладка в земле (траншеях), в том числе в условиях повышенной коррозионной активности и блуждающих токов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах). Расшифровка маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), А – алюминиевая экранная оболочка (экран) поверх изоляции каждой жилы, Пу – усиленная наружная защитная оболочка из полиэтилена. Таким образом, кабель АПвАПу представляет собой трехжильную конструкцию с изоляцией из сшитого полиэтилена, с индивидуальными экранами по жилам и общей полиэтиленовой оболочкой, предназначенную для сетей среднего напряжения.

Конструкция кабеля АПвАПу 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность работы в высоковольтных сетях.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки А5, А6 или А7 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшить его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (для всех сечений, а для 300 мм² и выше – только многопроволочные).
• Экран по жиле (электропроводящий слой). Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный или наложенный в виде ленты экструзионным способом слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой выравнивает электрическое поле, устраняя микроскопические неровности поверхности жилы, и предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Изоляция. Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16-705.499-2010) и для напряжения 6 кВ составляет, как правило, 3,0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а кратковременно кабель выдерживает до +130°C (при коротком замыкании).
• Экран по изоляции. Состоит из двух элементов. Внутренний слой – полупроводящий, аналогичный экрану по жиле. Он обеспечивает плавный контакт с изоляцией. Поверх него накладывается внешний экран в виде медной или алюминиевой ленты, либо оплетки из медных проволок. В кабеле АПвАПу используется алюминиевый экран в виде продольно наложенной гофрированной ленты, обеспечивающей гибкость. Этот экран выполняет функцию заземляющего проводника, замыкая электрическое поле на себя, и служит для защиты от внешних электромагнитных помех, а также для протекания токов короткого замыкания.
• Поясная изоляция. В трехжильных кабелях поверх индивидуально экранированных жил может накладываться обмотка из электропроводящей бумаги или ленты для выравнивания потенциала в межжильном пространстве.
• Заполнитель. Пространство между жилами заполняется полиэтиленовыми жгутами или аналогичным материалом для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Оболочка. Наружный защитный слой из полиэтилена (в маркировке «Пу» – полиэтилен усиленный). Имеет повышенную толщину и механическую прочность. Цвет оболочки, как правило, черный. Полиэтиленовая оболочка обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам, солям), коррозии и блуждающим токам. Она не поддерживает горение, что важно для прокладки в коллекторах.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвАПу 6 кВ применяется для создания и модернизации кабельных линий в сетях среднего класса напряжения 6-10 кВ. Типичные объекты применения:

• Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры (питание районов, микрорайонов).
• Промышленные предприятия, заводы, фабрики (питание цехов, мощных электродвигателей, трансформаторных подстанций).
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности, где важна стойкость к агрессивным средам.
• Станции насосные, очистные сооружения, водоканалы.
• Кабельные линии, прокладываемые в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунта и наличием блуждающих токов, где использование кабелей с свинцовой или алюминиевой оболочкой (типа ААШв) нецелесообразно или запрещено.
• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, по эстакадам и в галереях.

Важное ограничение: Кабель АПвАПу не предназначен для прокладки в воздухе (по опорам, фасадам) без дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена фотостарению. Для воздушных линий используются кабели с защитным шлангом из светостабилизированного полиэтилена (марка АПвАПу-ХЛ) или иные конструкции.

Технические и электрические характеристики

Основные параметры кабеля АПвАПу 6 кВ регламентируются техническими условиями производителей, разработанными на основе ГОСТ Р 53769-2010 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ».

Таблица 1. Основные электрические параметры при частоте 50 Гц

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/10 (12) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	15 кВ (на 10 мин.)	Для готового кабеля после изготовления
Испытательное постоянное напряжение	36 кВ (на 5 мин.)	Для кабеля после прокладки и монтажа муфт
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	Длительно допустимая
Допустимая температура жилы при коротком замыкании	+250°C	Продолжительность не более 5 сек.
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-20°C
Температурный диапазон эксплуатации	от -50°C до +50°C
Сопротивление изоляции	Не менее 100 МОм·км	При температуре +20°C
Емкость жилы относительно экрана	~0,3-0,5 мкФ/км	Зависит от сечения, точное значение в ТУ

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для прокладки в земле (траншее)

Условия: глубина прокладки 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, количество работающих кабелей в траншее – 1.

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А
3×50	170	3×150	310
3×70	205	3×185	355
3×95	245	3×240	415
3×120	280	3×300	470

Примечание: При изменении условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, удельное сопротивление грунта) применяются поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ (Правила устройства электроустановок) Глава 1.3.

Преимущества и недостатки кабеля АПвАПу 6 кВ

Преимущества:

• Высокая стойкость к коррозии и влаге. Полностью полимерная конструкция (изоляция и оболочка) не подвержена электрохимической коррозии, что критически важно для прокладки в грунтах с высокой агрессивностью и блуждающими токами.
• Меньший вес и радиус изгиба. По сравнению с кабелями в свинцовой оболочке (ААШв) кабель АПвАПу значительно легче (на 30-50%), что упрощает транспортировку и монтаж. Минимальный радиус изгиба составляет 15 наружных диаметров кабеля.
• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции. Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне, имеет высокую стойкость к тепловому старению и трекингу.
• Упрощенный монтаж и отсутствие необходимости в специальных мерах против коррозии. Не требует катодной защиты, как кабели с металлическими оболочками.
• Высокая пропускная способность. Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (допускающей +70°C).

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям. При повреждении оболочки существует риск проникновения влаги вдоль экрана, что может привести к порыву кабеля. Требуется аккуратная прокладка.
• Необходимость квалифицированного монтажа концевых и соединительных муфт. Технология монтажа муфт на кабели с изоляцией из СПЭ требует чистоты, точности и использования специального инструмента. Некачественный монтаж – основная причина отказов.
• Ограничение по способу прокладки. Не рекомендуется для открытой прокладки на солнце без дополнительной защиты от УФ-излучения.
• Относительно высокая стоимость. Цена кабеля выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией (ААБл, ААШв), но ниже, чем у кабелей с медными жилами аналогичной конструкции.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвАПу 6 кВ осуществляется с соблюдением норм, изложенных в ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциях производителя. При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и составление исполнительной схемы трассы. Радиус изгиба при прокладке не должен быть менее 15 диаметров кабеля. При температуре ниже -20°C кабель требует предварительного прогрева. Особое внимание уделяется монтажу муфт: заземление экранов должно быть выполнено с двух сторон, контактные соединения – надежными, а изоляция – герметичной. В процессе эксплуатации обязательны плановые высоковольтные испытания постоянным напряжением (36 кВ) для выявления развивающихся дефектов изоляции.

Сравнение с аналогами

Кабель АПвАПу часто сравнивают с другими кабелями на 6 кВ:

• ААБл, ААШв (с бумажной изоляцией и алюминиевой/свинцовой оболочкой): АПвАПу легче, не боится влаги и коррозии, имеет большую пропускную способность. Однако бумажно-масляная изоляция более стойка к локальным перегревам, а кабели с металлической оболочкой лучше защищены от грызунов и механических повреждений.
• ПвП, ПвПу (с медными жилами): Имеют идентичную конструкцию, но медные жилы обеспечивают большую электропроводность и стойкость к окислению в контактных соединениях. Кабель АПвАПу дешевле и легче, что делает его предпочтительным для протяженных линий при условии достаточного сечения.
• АПвБбШв (с броней из стальных лент): Бронированный кабель имеет гораздо более высокую механическую защиту и может прокладываться в земле без дополнительных защитных покрытий. АПвАПу требует защиты плитами или кирпичом в местах с риском повреждения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвАПу от АПвБбШв?

Основное отличие – наличие брони. АПвБбШв имеет две стальные оцинкованные ленты поверх поясной изоляции и защитный шланг из ПВХ. Это делает его стойким к механическим повреждениям (например, от лопаты или зубов грызунов). АПвАПу имеет только полиэтиленовую оболочку, поэтому при прокладке в земле требует дополнительной механической защиты. Зато АПвАПу более гибок, легок и абсолютно коррозионно-стоек.

Можно ли прокладывать кабель АПвАПу 6 кВ в воздухе (по фасаду, между опорами)?

Не рекомендуется для длительной открытой прокладки. Полиэтиленовая оболочка подвержена разрушению под действием ультрафиолетового излучения. Для воздушных линий следует выбирать кабели со светостабилизированной оболочкой (например, АПвАПу-ХЛ) или использовать кабели в оболочке из ПВХ (поливинилхлорида), который более устойчив к УФ-излучению.

Как правильно заземлять экраны кабеля АПвАПу?

Экраны (алюминиевые оболочки вокруг каждой жилы) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности (снятие потенциала), обеспечения нормального режима работы сети и протекания токов короткого замыкания. Заземление выполняется внутри концевых или соединительных муфт с помощью медных проводников, которые выводятся на земляную шину. В некоторых схемах (при большой длине линии) возможно применение поперечного заземления экранов в специальных муфтах или одностороннее заземление с использованием защитных аппаратов на другом конце, но такая схема требует специального обоснования.

Каков срок службы кабеля АПвАПу 6 кВ?

Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы определяется отсутствием перегрузок, качеством монтажа муфт, отсутствием механических повреждений и регулярностью профилактических испытаний.

Что означают буквы «АП» и «Пу» в конце маркировки на барабане, например, АПвАПу-10 3х120/25?

Это полная маркировка. «АП» указывает на материал жилы (А) и изоляции (П – полиэтилен, в данном случае сшитый, что уточняется буквой «в»). «Пу» – материал и тип оболочки (П – полиэтилен, у – усиленный). Цифра «10» означает номинальное напряжение 10 кВ (между жилами). «3х120/25» – три жилы сечением 120 мм² каждая, а «25» – это сечение экрана (заземляющего проводника) в мм², что является важным параметром для расчета токов короткого замыкания.

Требуется ли для кабеля АПвАПу катодная защита?

Нет, не требуется и не применяется. Катодная защита используется для металлических оболочек (свинцовых, алюминиевых) подземных кабелей для предотвращения электрохимической коррозии. Поскольку у кабеля АПвАПу все внешние слои выполнены из полимерных материалов, процессы электрохимической коррозии ему не страшны.