Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП2г 10 кВ 150 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвБП2г на напряжение 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой современное высокотехнологичное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Он является типичным представителем нового поколения кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), которые активно вытесняют традиционные кабели с бумажно-пропитанной изоляцией благодаря ряду эксплуатационных и монтажных преимуществ.

Расшифровка маркировки АПвБП2г

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и другими нормативными документами, распространяющимися на кабели более высокого напряжения. Каждая буква и цифра в обозначении несут строгую информацию о конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – материал наружной оболочки: полиэтилен.
• 2г – индекс, обозначающий: «2» – категория по нераспространению горения, «г» – герметизированный (заполнение межжильного пространства гидрофобным заполнителем).
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвБП2г 10 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность, долговечность и безопасность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ по ГОСТ 22483), круглой формы, секторной или сегментной для многожильных кабелей. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по гибкости), что облегчает монтаж и прокладку кабеля по трассе. Жила соответствует 1-му классу по ГОСТ 22483 (для сечений от 50 мм² и выше допускается применение жил 2-го класса).

2. Экран по жиле (полупроводящей слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что могло бы привести к частичным разрядам и разрушению основной изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной изолирующий слой. Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой превращает термопластичный материал в термореактивный. Это кардинально повышает его стойкость к тепловым нагрузкам: допустимая температура длительной работы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – до +130°C и +250°C соответственно. Толщина изоляции нормируется стандартами и для 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм.

4. Экран по изоляции (полупроводящей слой)

Внешний полупроводящий слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую радиальное электрическое поле вокруг жилы и исключающее тангенциальные (касательные) составляющие.

5. Поясная изоляция и заполнитель

В трехжильных кабелях поверх каждой изолированной и экранированной жилы для удобства дальнейшей сборки и придания кабелю круглой формы используется поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов. Индекс «г» в маркировке указывает на наличие гидрофобного заполнителя в межжильном пространстве, который препятствует продольному распространению влаги в случае повреждения оболочки.

6. Медная экранирующая оплетка

Поверх скрученных жил накладывается экран в виде оплетки из медных проволок или медной ленты. Он служит для защиты от внешних электромагнитных помех, является проводником тока утечки и, что критически важно, обеспечивает безопасность при однофазных замыканиях на землю, отводя токи короткого замыкания. Сечение этого экрана нормируется.

7. Броня из стальных оцинкованных лент

Состоит из двух стальных лент, наложенных спирально с перекрытием. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (сдавливания, ударов, растяжения), а также от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.

8. Наружная оболочка из полиэтилена

Внешний защитный слой из полиэтилена (обычно полиэтилена низкого давления, ПНД). Оболочка защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, влаге, ультрафиолетовому излучению и придает кабелю дополнительную механическую прочность. Использование полиэтилена (индекс «П» в маркировке) предпочтительно для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и в воде.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвБП2г 10 кВ 150 мм²

Наименование параметра	Значение или описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	8,7/10 кВ (12 кВ)
Число и сечение жил	1 x 150 мм², 3 x 150 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250 °C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-20 °C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,206 Ом/км (для 1 жилы)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)	~320 А (зависит от условий прокладки: в земле, воздухе, температуре)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 50 Гц, 10 мин.	18 кВ (для новых кабелей после прокладки)
Стойкость к распространению горения	Категория 2 по ГОСТ 53315 (не распространяет горение при одиночной прокладке)

Таблица 2. Сравнение условий прокладки и допустимых токовых нагрузок (ориентировочно)

Условия прокладки	Темп. грунта/воздуха, °C	Глубина/способ	Допустимый длительный ток, Iдл, А (приблизительно)	Поправочные коэффициенты
В земле (траншее)	+15	Глубина 0,7 м, расстояние между кабелями в пучке 100 мм	320	На температуру грунта, число работающих кабелей вплотную, теплопроводность грунта
В воздухе (лотки, эстакады)	+25	Открыто, расстояние в свету 1D	310	На температуру воздуха, число рядом проложенных кабелей, солнечную радиацию
В блоках (кабельная канализация)	+15	В трубе	270	На число кабелей в блоке, заполнение блока

Примечание: Точные значения токовых нагрузок и поправочных коэффициентов определяются по актуальным редакциям ПУЭ (Глава 1.3) и расчетным таблицам.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБП2г 10 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительность работы в режиме однофазного замыкания на землю не превышает 8 часов, а общая длительность за год – 125 часов. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-10 кВ.
• Вводы на подстанции и распределительные пункты.
• Питание мощных промышленных потребителей (насосные станции, заводские цеха).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
• Прокладка через водные преграды (благодаря герметичной конструкции и полиэтиленовой оболочке).

Важно: Прокладка в воздухе на открытом солнце без дополнительной защиты от УФ-излучения не рекомендуется для кабелей с полиэтиленовой оболочкой, так как ПНД подвержен фотостарению. В таких условиях предпочтительна оболочка из ПВХ пластиката.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, ЦАСБл)

Преимущества АПвБП2г:

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для бумажно-пропитанной изоляции, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: Не требуется специальных муфт для компенсации давления пропитки, так как изоляция твердая.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, отсутствие необходимости контроля уровня пропитки.
• Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам благодаря полиэтиленовой оболочке.
• Большая стойкость к термическим и динамическим нагрузкам при КЗ.
• Более длительный срок службы: Заявленный срок службы достигает 30-40 лет и более.

Недостатки/особенности АПвБП2г:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует высокой культуры монтажа (зачистка, заделка концов) для исключения острых кромок, где могут возникать разряды.
• Более высокая стоимость по сравнению с бумажными кабелями на момент закупки (хотя совокупная стоимость владения может быть ниже).
• Требовательность к качеству аксессуаров: Муфты и концевые заделки должны быть установлены с абсолютной точностью и герметичностью.

Монтаж, соединение и оконцевание

Для монтажа кабеля АПвБП2г применяется специализированный инструмент для разделки (кабельные ножи, стрипперы). Критически важно соблюдать геометрию ступеней при зачистке изоляции и экранов согласно инструкции производителя муфт. Для соединения и ответвления используются:

• Соединительные муфты стопорного типа – для соединения двух отрезков кабеля.
• Концевые муфты (заделки) – для подключения к шинам распределительных устройств (РУ) или силовым трансформаторам. Бывают наружной (ЧНС) и внутренней (КВТп) установки.
• Переходные муфты – для соединения с кабелями другого типа (например, с бумажной изоляцией).

Все муфты для кабелей на 10 кВ должны обеспечивать непрерывность экрана, равномерность электрического поля (за счет внутренних или внешних экранов, геометрических форм) и полную герметизацию от окружающей среды.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвБП2г от АПвПу2г?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и наличии/отсутствии брони. У АПвПу2г оболочка из полиуретана (Пу), и, как правило, этот кабель не имеет брони (индекс «Б» отсутствует). Кабель АПвПу2г более гибкий и легкий, предназначен в основном для прокладки в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений. АПвБП2г, с броней и полиэтиленовой оболочкой, предназначен для прокладки в земле (траншеях).

Можно ли проложить кабель АПвБП2г в земле без дополнительной защиты?

Да, это один из основных способов его прокладки. Броня из стальных лент и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от механических воздействий при засыпке грунтом, давления и от коррозии. Однако необходимо соблюдать требования ПУЭ: глубина прокладки не менее 0,7 м для линий до 20 кВ, подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, норм токовой нагрузки и отсутствии внешних повреждений.

Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На какой ток он рассчитан?

Выбор сечения 150 мм² производится на основе расчета по допустимому току нагрузки (I_дл ~320 А в стандартных условиях) и проверке по потере напряжения. Для точного определения необходимо знать: способ прокладки (земля/воздух), температуру среды, количество параллельно проложенных кабелей, характер нагрузки. Окончательный выбор должен быть зафиксирован в проектной документации.

Требуется ли для кабеля АПвБП2г 10 кВ заземление экрана?

Да, это обязательное требование безопасности и нормальной работы. Медный экран (оплетка) должен быть заземлен с обеих сторон кабеля. Это обеспечивает путь для токов утечки и безопасность при повреждении изоляции. В длинных кабельных линиях (>500-1000 м) может применяться специальная схема поперечного или продольного заземления экранов для ограничения наведенных токов.

Что означает индекс «2г» в части нераспространения горения?

Индекс «2» означает, что кабель соответствует категории 2 по ГОСТ 53315 (не распространяет горение при одиночной прокладке). Это достигается за счет применения специальных материалов в изоляции и оболочке, не поддерживающих горение. Индекс «г» указывает на герметизацию, но не является прямым показателем огнестойкости. Для обеспечения огнестойкости (сохранения работоспособности в условиях пожара) требуется кабель с индексом «нг(А)-FR» или «нг(А)-FRLS».

Какие испытания проводят после прокладки кабеля АПвБП2г 10 кВ?

После монтажа кабельная линия подвергается приемо-сдаточным испытаниям в соответствии с ПУЭ (Глава 1.8) и СО 153-34.20.507-2003. Основные виды испытаний для кабеля 10 кВ:

• Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В.
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением (постоянным током). Для кабеля 10 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ в течение 10 минут.
• Проверка целостности и фазировки жил.
• Измерение сопротивления заземления брони и экранов.