Кабель АПвБбШп 240 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвБбШп 240 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из полиэтилена. Данное изделие предназначено для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с улучшенными термомеханическими свойствами; Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; б – без подушки под броней (в данной конструкции подушка отсутствует, броня накладывается поверх поясной изоляции); Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвБбШп 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, механическую прочность и надежную изоляцию.

• Токопроводящая жила. Выполнена из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей – круглой). Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля, уменьшить расход материалов и улучшить теплоотвод. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 240 мм² включительно – ок), так и многопроволочной, что зависит от конкретного ТУ производителя.
• Экран по жиле. Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
• Изоляция. Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой термостойкостью (допустимая длительная температура нагрева жил +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к трекингу и влаге. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (6, 10, 35 кВ).
• Экран по изоляции. Состоит из двух элементов. Первый – полупроводящий слой, аналогичный экрану по жиле, накладываемый поверх изоляции. Второй – медные проволоки, наложенные поверх полупроводящего слоя. Медные проволоки (или, в некоторых исполнениях, медная лента) служат для проведения токов утечки и токов короткого замыкания, а также для обеспечения симметрии электрического поля.
• Поясная изоляция. Поверх экрана из медных проволок накладывается поясная изоляция, обычно из лент из полимерных материалов (например, ПЭТФ). Она служит защитой экрана от коррозии и механических повреждений при последующей намотке брони.
• Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает защиту кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение), от грызунов. Конструкция «б» (без подушки) подразумевает наложение брони непосредственно на поясную изоляцию.
• Защитный шланг (наружная оболочка). Изготовлен из полиэтилена (ПЭ). Обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям (УФ-излучению, осадкам), к агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), а также предохраняет броню от коррозии. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Ниже приведены ключевые параметры для кабеля АПвБбШп 240 мм² на напряжение 10 кВ. Параметры для 6 кВ и 35 кВ будут отличаться, в первую очередь, толщиной изоляции и испытательным напряжением.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры (типовые для 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 26/35	ГОСТ 31996-2012
Сечение основной жилы, мм²	240	ГОСТ 22483-2012
Количество и форма жил	1, 3 (сегментная/секторная)	—
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90 (длительно), +130 (в режиме КЗ, не более 4 сек)	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-15	—
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля (для многожильных)	—
Сопротивление изоляции при +20°C, не менее	100 МОм·км (для 6-10 кВ)	ГОСТ 31996-2012
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	Для 6/10 кВ: 25 кВ Для 8,7/10 кВ: 30 кВ Для 26/35 кВ: 65 кВ	То же
Допустимый длительный ток нагрузки (для 3-жильного в земле, +25°C грунта, термическое сопротивление 1,0 К·м/Вт)	~330-360 А (зависит от условий прокладки)	ПУЭ 7 изд., расчетные таблицы

Таблица 2. Примерные массо-габаритные показатели (3-жильный, 8,7/10 кВ)

Параметр	Значение
Наружный диаметр кабеля, мм	55 — 65 (зависит от производителя)
Масса 1 км кабеля, кг	5500 — 7000

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвБбШп 240 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях), в том числе с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов, благодаря броне и полиэтиленовой оболочке. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, по эстакадам и в помещениях. Не рекомендуется для прокладки в блоках и по вертикальным трассам без дополнительного крепления из-за значительной массы. Кабель может эксплуатироваться в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C. Важным условием является отсутствие растягивающих усилий в процессе эксплуатации. Броня должна быть заземлена с двух сторон для безопасности.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем с ПВХ изоляцией (АВБбШв):

• Преимущества АПвБбШп: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении. Меньшие потери в изоляции. Высокая стойкость к влаге и трекингу. Меньший радиус изгиба. Более легкий и гибкий (относительно). Полиэтиленовая оболочка более стойка к химикатам, чем ПВХ.
• Недостатки АПвБбШп: Более высокая стоимость. Требует более квалифицированного монтажа (особенно подготовка концов для монтажа муфт). Чувствительность к точечным механическим воздействиям (проколам) по сравнению с ПВХ, хотя броня компенсирует этот недостаток.

Сравнение с кабелем в свинцовой оболочке (АПвБ):

• Преимущества АПвБбШп: Значительно меньший вес. Отсутствие свинца делает кабель более экологичным и упрощает утилизацию. Полиэтиленовая оболочка не подвержена коррозии. Лучшие механические свойства на разрыв.
• Недостатки АПвБбШп: Меньшая герметичность при продольном проникновении влаги по сравнению со свинцовой оболочкой, что компенсируется конструкцией с поперечно-связанной изоляцией XLPE.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвБбШп 240 мм² требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При прокладке в траншее требуется песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита кирпичом или сигнальной лентой. Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров. Для соединения и оконцевания применяются специальные кабельные муфты (соединительные, концевые) на соответствующее напряжение, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Процесс монтажа муфты включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изолирующих элементов, установку экрана и герметизацию. Категорически запрещается использовать муфты, предназначенные для кабелей с бумажной или ПВХ изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвБбШп от АПвБбШв?

Буква «п» в окончании марки (Шп) означает, что наружная оболочка выполнена из полиэтилена (ПЭ). В марке АПвБбШв используется оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). ПЭ более стоек к агрессивным химическим средам, воде и обладает лучшими диэлектрическими свойствами, но менее устойчив к точечным ударам и имеет более высокую горючесть. ПВХ оболочка более гибкая при низких температурах и обладает лучшими противопожарными характеристиками (менее горюча).

Можно ли прокладывать кабель АПвБбШп 240 мм² в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Полиэтиленовая оболочка обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению, что позволяет осуществлять прокладку на открытом воздухе без дополнительной защиты. Однако необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед) и обеспечить соответствующее крепление с учетом значительной массы кабеля.

Как правильно выбрать сечение 240 мм² для проекта? Достаточно ли его для мощности, например, 2 МВт?

Выбор сечения – комплексный расчет, учитывающий не только мощность, но и напряжение, способ прокладки, температуру окружающей среды, длину линии, потери напряжения и токи короткого замыкания. Для ориентировочной оценки на напряжении 10 кВ: ток для мощности 2 МВт при трехфазной сети составляет примерно I = P / (√3·U·cosφ) = 2 000 000 / (1.73·10000·0.95) ≈ 122 А. Кабель 240 мм² имеет допустимый ток в земле ~330-360 А, что с большим запасом перекрывает потребность. Однако окончательное решение должно быть основано на технико-экономическом расчете и нормах ПУЭ.

Нужно ли заземлять броню кабеля АПвБбШп, и если да, то как?

Да, броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обеих сторон для обеспечения электробезопасности. При пробое изоляции на броню может перейти опасный потенциал. Заземление позволяет отключить защиту при таком повреждении. Броня соединяется с землей через контур заземления с помощью медных проводников, присоединяемых к бронелентам (обычно через лепестки в муфтах или с помощью хомутов). Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПТЭЭП и ПУЭ.

Каков срок службы кабеля АПвБбШп 240 мм²?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный ГОСТ 31996-2012 для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок, отсутствие механических повреждений, правильное заземление).

Чем обусловлена высокая стоимость кабеля АПвБбШп по сравнению с АВБбШв?

Более высокая стоимость складывается из нескольких факторов: применение более дорогого материала изоляции (сшитый полиэтилен), сложная технология его производства (процесс сшивки под высоким давлением и температурой), наличие экранов из меди, использование полиэтилена для оболочки. Эти затраты компенсируются повышенной пропускной способностью, надежностью и долговечностью кабеля, что снижает эксплуатационные расходы и потери электроэнергии.