Кабель АПвБбШп 3х150: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвБбШп 3х150 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных лент и защитным шлангом из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность в условиях механических воздействий и неблагоприятных факторов окружающей среды.

Расшифровка маркировки АПвБбШп 3х150

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ и содержит всю информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• б – наличие подушки под броней (без подушки, но с поясной изоляцией).
• Шп – тип защитного шланга (оболочки поверх брони): шланг защитный из полиэтилена.
• 3х150 – количество и сечение основных токопроводящих жил: три жилы сечением 150 мм² каждая.

Конструкция кабеля АПвБбШп 3х150

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АВЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности общего диаметра кабеля). Класс жилы – 1 или 2 по гибкости. Алюминий обеспечивает легкость и экономическую эффективность по сравнению с медью при соблюдении требований по токовой нагрузке.

2. Изоляция

Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации, что придает ему повышенные температурные и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ – обычно 3,4 мм. Изоляция имеет характерный цветовую маркировку или наносится цифровая маркировка.

3. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, которая обычно выполняется из специальных полимерных лент или экрана. Она служит для формирования круглой формы кабеля перед наложением экрана.

4. Экран по изоляции

Каждая жила экранируется полупроводящим слоем (экран по изоляции), который выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.

5. Общий экран

Поверх поясной изоляции накладывается общий экран в виде медной ленты или проволок. Он служит для защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасности при повреждении (отвод токов короткого замыкания).

6. Броня

Броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Она обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке и эксплуатации. Оцинковка предотвращает коррозию.

7. Защитный шланг (наружная оболочка)

Внешний слой – защитный шланг из полиэтилена (Шп). Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), а также к солнечному излучению (если используется светостабилизированный полиэтилен).

Основные технические характеристики

Электрические характеристики (для 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ или 8,7/10 (12) кВ, 20/35 (40,5) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Температура жилы при коротком замыкании (длительность не более 5 сек): +250°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Допустимый нагрев при перегрузке: +130°C.
• Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа: 30 кВ (для 10 кВ) в течение 10 мин.

Механические и эксплуатационные характеристики

• Радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: не менее 30 лет.
• Гарантийный срок эксплуатации: обычно 5 лет с момента ввода в эксплуатацию.

Таблица 1. Расчетные электрические параметры кабеля АПвБбШп 3х150 на 10 кВ

Параметр	Ед. изм.	Значение (при +90°C)
Активное сопротивление жилы постоянному току (не более)	Ом/км	0,206
Индуктивное сопротивление	Ом/км	~0,11
Емкостная проводимость	См/км	~0,7·10-6
Допустимый длительный ток в земле (траншее)*	А	330
Допустимый длительный ток в воздухе*	А	350

• Значения приведены ориентировочно. Точные значения определяются условиями прокладки: температурой земли/воздуха, удельным тепловым сопротивлением грунта, количеством кабелей в траншее и др., согласно ПУЭ 7 изд.

Области применения кабеля АПвБбШп 3х150

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в распределительных сетях 6-35 кВ: питание от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
• Питание мощных промышленных потребителей: заводы, фабрики, крупные цеха.
• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, по стенам зданий.
• Прокладка в земле (траншеях): броня и полиэтиленовый шланг обеспечивают защиту от коррозии, механических повреждений и агрессивных грунтов. Не рекомендуется прокладка в земле с высокой коррозионной активностью без дополнительных мер.
• Установка в районах с умеренным и холодным климатом: кабель может эксплуатироваться при температуре окружающей среды от -50°C до +50°C.
• Объекты, где требуется повышенная стойкость к пожарной опасности: при необходимости применяются исполнения с пониженной горючестью (индекс «нг» в маркировке).

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для подвижного монтажа.

Преимущества и недостатки кабеля АПвБбШп 3х150

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: сшитый полиэтилен сохраняет свойства при высоких температурах, обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.
• Отличные механические свойства: стальная броня надежно защищает от внешних повреждений.
• Химическая и коррозионная стойкость: полиэтиленовый шланг устойчив к влаге, многим химикатам, солнечному свету.
• Допустимая высокая температура при КЗ: +250°C позволяет использовать кабель в сетях с большими токами короткого замыкания.
• Экономичность: использование алюминия снижает стоимость метра кабеля по сравнению с медными аналогами при схожих токовых нагрузках.
• Удобство монтажа: меньший вес по сравнению с медным кабелем аналогичного сечения.

Недостатки:

• Большой радиус изгиба: требует аккуратности при прокладке на поворотах трассы.
• Относительно большая жесткость: из-за брони и конструкции кабель негибкий.
• Необходимость заземления брони и экранов: требует правильного монтажа концевых и соединительных муфт для обеспечения безопасности.
• Чувствительность изоляции Пв к точечным механическим воздействиям: при монтаже необходимо избегать ударов и надрезов.

Сравнение с аналогами

АПвБбШп vs АПвПу

Кабель АПвПу имеет усиленную защитную оболочку из полиэтилена, но не имеет брони. Он предназначен для прокладки в земле с низкой коррозионной активностью и механической опасностью, а также в кабельных сооружениях. АПвБбШп, благодаря броне, применяется в более тяжелых условиях.

АПвБбШп vs АСБл

Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по разности уровней) и постепенно вытесняется кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые не требуют сложной стыковки и более экологичны.

АПвБбШп vs ПвБбШп

Кабель ПвБбШп имеет медные токопроводящие жилы. Он дороже, но обладает меньшим активным сопротивлением, что позволяет при том же сечении передавать большую мощность или снижать потери. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Перед прокладкой необходимо проверить целостность наружной оболочки. При прокладке в земле дно траншеи должно быть очищено от острых предметов и присыпано песчаной подушкой. Глубина прокладки – не менее 0,7 м до верха кабеля. При параллельной прокладке нескольких кабелей необходимо соблюдать расстояния, указанные в ПУЭ.
• Защита: При прокладке в земле с риском механических повреждений (например, в местах раскопок) кабель дополнительно защищают кирпичом или сигнальной лентой.
• Заземление: Броня и экраны кабеля должны быть надежно заземлены с обеих сторон. Это требование электробезопасности и необходимое условие для корректной работы релейной защиты.
• Соединение и оконцевание: Для монтажа применяются специальные соединительные и концевые муфты (СТП, НССТ) на соответствующее напряжение, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевыми жилами.
• Испытания: После монтажа кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или переменного тока согласно нормативам (например, 60 кВ постоянного тока в течение 10 мин для 10 кВ).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвБбШп от АВБбШв?

Ключевое отличие – в материале изоляции. АВБбШв имеет изоляцию из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Это ограничивает его максимальную рабочую температуру (+70°C) и стойкость к токам короткого замыкания. Кабель АПвБбШп с изоляцией из сшитого полиэтилена предназначен для сетей более высокого напряжения (до 35 кВ) и обладает лучшими температурными и диэлектрическими характеристиками.

Можно ли прокладывать кабель АПвБбШп 3х150 открыто по фасаду здания?

Да, можно. Полиэтиленовая оболочка (Шп) является светостабилизированной и устойчивой к ультрафиолетовому излучению. Однако необходимо обеспечить крепление кабеля с соблюдением допустимого радиуса изгиба и защитить его от возможных механических повреждений на доступной высоте.

Требуется ли для данного кабеля дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из стальных лент является достаточной защитой от большинства механических воздействий в грунте. Однако, согласно ПУЭ, при прокладке в траншеях с риском повреждения (например, в местах частых раскопок) рекомендуется дополнительная защита в виде асбестоцементных плит, кирпича или специальных полимерных коробов. Обязательна укладка сигнальной ленты на 250 мм выше кабеля.

Какой ток короткого замыкания может выдержать кабель в течение 1 секунды?

Термическая стойкость к току короткого замыкания рассчитывается по формуле. Ориентировочно для алюминиевой жилы 150 мм² при начальной температуре +90°C и конечной +250°C, время 1 сек, допустимый ток КЗ составляет примерно 16-17 кА. Точное значение необходимо рассчитывать для конкретных условий линии.

Допускается ли совместная прокладка в одной траншее с кабелями других напряжений?

Совместная прокладка допускается, но регламентируется ПУЭ (гл. 2.3). Кабели напряжением до 35 кВ, как правило, можно прокладывать в одной траншее. При этом расстояние между ними должно быть не менее 100 мм (для кабелей на напряжение 10 кВ), а также должны быть выполнены условия по допустимым токам нагрузки с учетом взаимного нагрева.

Нужно ли использовать переходные алюмомедные гильзы при соединении с медной шиной или аппаратурой?

Да, это обязательное требование. Прямое соединение алюминия с медью приводит к образованию гальванической пары и интенсивной электрохимической коррозии алюминия. Для соединения необходимо использовать биметаллические (алюмомедные) гильзы, клеммы или шайбы, либо наносить на контактные поверхности специальные пасты-ингибиторы.

Существует ли огнестойкая версия данного кабеля?

Стандартный кабель АПвБбШп не является огнестойким. Однако существуют модификации с индексом «нг(А)-FRLS» или «нг(А)-FRHF», где изоляция и оболочка выполнены из композиций с пониженной горючестью, низким дымо- и газовыделением, а также с добавлением огнестойких элементов (слюдосодержащих лент). Такие кабели предназначены для групповой прокладки и объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности.