Кабель АПвБбШпз 1х300

Кабель АПвБбШпз 1х300: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвБбШпз 1х300 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное допускается работа в режиме однофазного замыкания на землю. Расшифровка маркировки АПвБбШпз 1х300 производится следующим образом:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• Бб – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена.
• з – заполнение пространства между жилой и изоляцией или между сердечником и броней экструдированным или жгутами из гидрофобного материала для предотвращения продольного распространения влаги.
• 1х300 – количество и номинальное сечение основной токопроводящей жилы в мм².

Конструктивные элементы кабеля АПвБбШпз 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в различных условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Жила сечением 300 мм² изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила, как правило, имеет круглую форму и может быть как однопроволочной (одножильной), так и многопроволочной. В кабелях на напряжение 6-20 кВ чаще применяется многопроволочная уплотненная жила, что обеспечивает необходимую гибкость и удобство монтажа. Класс гибкости жилы – 1 или 2 (по ГОСТ 22483).

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушающе действуют на изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля. Для АПвБбШпз 1х300 на 10 кВ стандартная толщина составляет 3,4 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым перегрузкам (кратковременно до +130°C).

4. Экран на изоляции (полупроводящей слой)

Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой. Он служит для создания равномерного цилиндрического контура, на который накладывается металлический экран. Также он предотвращает возникновение поверхностных разрядов.

5. Металлический экран

В кабеле АПвБбШпз 1х300 в качестве металлического экрана применяются медные ленты или проволоки, наложенные продольно или спирально. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве проводника для токов утечки и, что критически важно, в качестве проводника для токов короткого замыкания. Сечение экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ 31996-2012).

6. Заполнение и поясная изоляция

В одножильных кабелях, в отличие от многожильных, поясная изоляция как таковая отсутствует. Однако для придания конструкции необходимой механической прочности и круглой формы, а также для герметизации, пространство вокруг экранированной жилы заполняется жгутами из гидрофобного материала (индикаторная маркировка «з» в названии). Это предотвращает продольное перемещение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения оболочки.

7. Броня

Броневой покров выполнен из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб»), наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Толщина лент стандартизирована. Назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (сдавливания, ударов, растягивающих усилий), а также от грызунов.

8. Наружная оболочка

Защитный шланг из полиэтилена (индекс «Шп») накладывается поверх брони. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и ультрафиолетовому излучению, что позволяет прокладывать кабель АПвБбШпз 1х300 в земле (траншеях), коллекторах, тоннелях, по эстакадам и на открытом воздухе.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Технические параметры кабеля АПвБбШпз 1х300 регламентируются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ».

Таблица 1. Ключевые технические параметры кабеля АПвБбШпз на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 8,7/15; 12/20
Сечение основной жилы, мм²	300
Максимальная длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура жилы при КЗ (до 4 сек), °C	+250
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C, МОм·км	Не менее 100
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) *	~450-520 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км	Не более 0.0601 (для жилы класса 1)

• Точное значение тока нагрузки определяется по ПУЭ 7-го изд., глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.

Условия прокладки и эксплуатации:

• Прокладка в земле (траншеях): Кабель предназначен для прокладки в грунтах всех категорий, включая грунты с высокой коррозионной активностью. Рекомендуется укладка на песчаную подушку с последующей засыпкой песком и укладкой сигнальной ленты. Глубина прокладки – не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
• Прокладка в воздухе: Допускается прокладка по фасадам зданий, эстакадам, в галереях. Полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к УФ-излучению.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Кабель может быть проложен в туннелях, коллекторах, каналах, этажах и двойных полах. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий.
• В помещениях: Прокладка допускается в производственных помещениях с нормальными и повышенными уровнями влажности, при отсутствии опасности механических повреждений. При наличии такой опасности требуется дополнительная защита (короба, трубы).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель АПвБбШпз 1х300 имеет ряд аналогов, выбор между которыми определяется проектом, условиями прокладки и экономическими соображениями.

Таблица 2. Сравнение кабеля АПвБбШпз 1х300 с основными аналогами

Марка кабеля	Материал жилы/изоляции	Конструктивные отличия	Ключевые преимущества и недостатки
АПвБбШпз 1х300	Алюминий / XLPE	Броня из стальных лент, полиэтиленовая оболочка, заполнение	Преимущества: Оптимальное сочетание цены и защиты. Стойкость к коррозии и влаге. Подходит для сложных грунтов. Недостатки: Больший вес и радиус изгиба по сравнению с небронированными аналогами.
АПвПг 1х300	Алюминий / XLPE	Защитный покров из ПВХ пластиката по ГОСТ, без брони	Более легкий и гибкий. Дешевле. Применяется в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений. Не подходит для прямой прокладки в земле без дополнительной защиты.
АВБбШп 1х300	Алюминий / ПВХ	Изоляция из ПВХ, броня из стальных лент, ПВХ или полиэтиленовая оболочка	Более низкая термостойкость (длительно +70°C). Менее стойкая изоляция к тепловым перегрузкам и частичным разрядам. Чаще применяется на напряжение до 1 кВ. Для 6-10 кВ – устаревшее решение.
ПвБбШп 1х300	Медь / XLPE	Медная жила, аналогичная конструкция	Более высокая проводимость, меньший диаметр при том же сечении, высокая стойкость к электрохимической коррозии. Существенно более высокая стоимость. Применяется при высоких требованиях к токовой нагрузке или в особо ответственных объектах.

Критерии выбора:

• Напряжение сети: Определяет требуемое номинальное напряжение кабеля (6/10, 8,7/10, 12/20 кВ).
• Условия прокладки: Наличие механических рисков, коррозионная активность грунта, наличие блуждающих токов – определяют необходимость брони, ее тип (стальные ленты/проволока) и материал оболочки.
• Токовая нагрузка: Расчетный ток определяет минимальное сечение. Для алюминия 300 мм² – это мощные вводы на подстанции, магистральные линии.
• Экономический фактор: Кабели с алюминиевой жилой значительно дешевле медных при сопоставимой пропускной способности по току (при равном сечении).

Монтаж и соединение кабеля АПвБбШпз 1х300

Монтаж силового кабеля высокого напряжения требует специальной подготовки, инструмента и соблюдения строгих правил.

1. Подготовка к прокладке:

• Проверка барабана на отсутствие повреждений, сверка маркировки с документами.
• Измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500 В. Для кабеля 10 кВ сопротивление должно быть не менее 100 МОм·км.
• Раскатка кабеля должна производиться с применением кабельных роликов, не допуская трения о землю, острые края и превышения минимального радиуса изгиба (15D).

2. Особенности монтажа одножильного кабеля:

Для одножильных кабелей на переменном напряжении критически важно правильное взаимное расположение фаз (если используется три кабеля на три фазы) для минимизации потерь и нагрева от вихревых токов. Рекомендуется треугольная или плоская конфигурация с соблюдением расстояний, указанных в ПУЭ. Металлические экраны должны быть заземлены с обеих сторон линии для протекания токов утечки и КЗ.

3. Соединение и оконцевание:

Для соединения жил и монтажа концевых муфт используются специальные кабельные арматуры (соединительные и концевые муфты) на соответствующее напряжение. Технология включает в себя:

• Ступенчатую разделку концов кабеля с послойным удалением оболочки, брони, экранов и изоляции.
• Опрессовку токопроводящих жил с помощью гильз и медных или алюминиевых наконечников (для алюминия используются специальные пасты для разрушения оксидной пленки).
• Восстановление изоляции с помощью изоляционных деталей муфты (термоусаживаемые или холодноусаживаемые компоненты).
• Восстановление экранов и их соединение перемычками.
• Монтаж заземления брони и экрана.
• Герметизацию соединения.

Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с применением специализированного инструмента.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между кабелями АПвБбШпз и АВБбШв на напряжение 10 кВ?

Принципиальная разница – в материале изоляции. АПвБбШпз имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE), а АВБбШв – из поливинилхлорида (ПВХ). XLPE превосходит ПВХ по всем ключевым параметрам: более высокая допустимая температура работы (+90°C против +70°C), лучшая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям, значительно более высокие диэлектрические характеристики, стойкость к частичным разрядам и меньшая толщина изоляции при том же напряжении. Кабель с изоляцией из XLPE (АПвБбШпз) является современным стандартом для сетей среднего напряжения.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвБбШпз 1х300 в земле без дополнительной защиты?

Да, это одно из основных назначений данной марки кабеля. Броня из стальных оцинкованных лент (Бб) и наружная полиэтиленовая оболочка (Шп) специально предназначены для защиты от механических воздействий и коррозии при прокладке в траншеях. Однако при наличии особых условий (каменистый грунт, зоны с высокой вероятностью раскопок) рекомендуется дополнительная защита в виде асбестоцементных плит, кирпича или защитных труб.

3. Как правильно заземлить броню и экран одножильного кабеля?

Металлический экран и броня должны быть заземлены с обеих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасного протекания токов утечки и токов короткого замыкания, а также для выравнивания потенциала и безопасности персонала. На практике для этого используют медные проводники достаточного сечения (не менее 16-25 мм² для экрана), которые опрессовываются или припаиваются к экранирующим лентам/проволокам и лентам брони, а затем присоединяются к контуру заземления. В соединительных муфтах для этого предусмотрены специальные контактные лепестки или клеммы.

4. Каков срок службы кабеля АПвБбШпз 1х300?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, произведенного по ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок, а также при отсутствии внешних механических повреждений.

5. Почему в одножильном кабеле сечением 300 мм² важно расположение кабелей разных фаз относительно друг друга?

Переменный ток в одножильном кабеле создает вокруг него переменное магнитное поле. Если три одножильных кабеля, представляющие три фазы, расположены вплотную в одной плоскости (без правильного чередования), магнитные поля наводят в броне, экранах и металлических частях соседних кабелей вихревые токи. Это приводит к дополнительным потерям мощности, значительному нагреву кабелей и снижению их допустимой токовой нагрузки. Для минимизации этого эффекта ПУЭ регламентирует расстояния между кабелями (не менее одного наружного диаметра) и рекомендует конфигурации укладки: треугольником или «вразбежку» (зигзагом).

6. Как определить необходимое сечение экрана для проекта?

Сечение экрана нормируется стандартом. Для кабелей на напряжение 6-20 кВ с сечением жилы 300 мм², согласно ГОСТ 31996-2012, номинальное сечение медного экрана должно быть не менее 25 мм² (при применении медных проволок) или обеспечивать сопротивление не более указанного в стандарте. Точное значение указывается в технических условиях производителя. В проекте выбирается стандартизированное значение, а расчет обычно подтверждает, что сечение экрана достаточно для проведения тока однофазного КЗ на землю в течение времени срабатывания защиты без перегрева.