Кабель АПвБПу 400 мм
Кабель АПвБПу 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвБПу 400 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных лент, с защитным покровом и предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Данная марка является одной из ключевых в сегменте кабелей среднего напряжения для магистральных и распределительных сетей, благодаря оптимальному сочетанию надежности, технологичности монтажа и долговечности.
Расшифровка маркировки АПвБПу 400 мм²
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый), обозначается как «Пв» в ГОСТ. Обеспечивает повышенную термостойкость и стойкость к токам короткого замыкания.
- Б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
- П – материал наружной оболочки: полиэтилен (в данном контексте – полиэтиленовый шланг).
- у – индекс, обозначающий: «усиленный защитный покров». Указывает на наличие подушки под броней и дополнительной защиты от механических повреждений и коррозии.
- 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящей оболочки (или ленты), наложенной непосредственно на изоляцию.
- Медного экрана в виде оплетки из медных проволок или медной ленты, наложенной поверх полупроводящего слоя. Сечение экрана нормируется (например, 25 мм² для 10 кВ) и предназначено для отвода токов утечки и обеспечения безопасного монтажа заземления. Для кабеля 400 мм² экран имеет значительное сечение для пропускания токов короткого замыкания.
- Прокладка в земле (траншее): Это основной способ применения. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта на глубину не менее 0,7-1,0 м. Наличие брони защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, а полиэтиленовая оболочка – от почвенной коррозии и блуждающих токов. Допускается прокладка в грунтах любой степени коррозионной активности, включая заболоченные, с высоким уровнем грунтовых вод.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от возможных падений предметов, растяжения. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и конденсату.
- Прокладка в помещениях: Допускается, однако необходимо учитывать горючесть полиэтилена. При групповой прокладке требуется применение дополнительных огнезащитных мероприятий (покрытие огнезащитными составами, использование противопожарных барьеров).
- Прокладка в агрессивных средах: Полиэтилен стоек к воздействию кислот, щелочей, солей, масел, что позволяет использовать кабель на промышленных предприятиях.
- Преимущества АПвБПу: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), меньший вес и радиус изгиба, отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке (нет риска стекания пропиточного состава), простота монтажа и разделки, высокая стойкость к влаге, большая длина поставки (строительная длина).
- Недостатки АПвБПу: Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже, необходимость использования специальных инструментов и аксессуаров для оконцевания и соединения, как правило, более высокая стоимость.
- АПвБПу имеет явное преимущество при прокладке в земле и местах с риском механических повреждений. АПвПу требует защиты при прокладке в земле (кабель-каналы, трубы), что увеличивает стоимость и сложность монтажа.
- Алюминиевый аналог значительно дешевле и легче, что критично для магистральных линий большой длины. Однако медный кабель имеет меньший диаметр жилы при том же сечении, более высокую проводимость, стойкость к окислению и, как следствие, более высокие допустимые токовые нагрузки (на ~30%). Выбор определяется бюджетом и технико-экономическим расчетом.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Раскатка: Допускается раскатка с барабана с помощью кабелеукладчика или вручную. Необходимо контролировать, чтобы не был превышен минимально допустимый радиус изгиба (не менее 15 наружных диаметров).
- Подогрев: При температуре ниже -15°C кабель перед раскаткой необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть током.
- Соединение и оконцевание: Требуют высокой квалификации персонала. Используются специальные кабельные муфты – соединительные и концевые. Процесс включает:
- Послойную разделку конца кабеля с точным соблюдением размеров.
- Зачистку и подготовку жилы (установка соединительной гильзы для соединения).
- Монтаж изоляции муфты, которая восстанавливает непрерывность экранов и изоляции. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
- Надежное заземление брони и медного экрана с двух сторон.
Конструкция кабеля АПвБПу 400 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Жила алюминиевая, соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной (сегментной) формы, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов на изоляцию и оболочку. Жила может быть как однопроволочной (для класса 1), так и многопроволочной (для класса 2). Для данного сечения чаще применяется многопроволочная уплотненная конструкция, обеспечивающая достаточную гибкость.
2. Экранирование жилы
Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений на поверхности изоляции.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (6, 10, 20 кВ). Сшитый полиэтилен обладает высокими диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и воздействию влаги.
4. Экранирование изоляции
Состоит из двух обязательных элементов:
5. Разделительный слой (подушка под броню)
Поверх экрана накладывается слой из битумного состава, крепированной бумаги или полимерных лент. Его функция – защита внутренних слоев от коррозии и механических повреждений стальными лентами брони, а также обеспечение легкого снятия брони при разделке кабеля.
6. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Оцинковка обеспечивает защиту от коррозии. Броня предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, растягивающие усилия при протяжке), а также от грызунов.
7. Наружная оболочка
Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, влаге, ультрафиолетовому излучению и истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки увеличена по сравнению с кабелями без индекса «у», что обеспечивает дополнительную защиту брони от коррозии в условиях повышенной влажности и химической активности грунтов.
Основные технические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвБПу на напряжение 10 кВ
| Параметр | Значение для АПвБПу 400 мм² (10 кВ) | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10, 8,7/10, 12/20 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C | |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля | Для многопроволочных жил |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 100 | При +20°C |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 25 (для 10 кВ) | Промышленная частота, 10 мин. |
| Строительная длина, м | Не менее 250 | Может быть оговорена с заказчиком |
Таблица 2. Электрические и нагрузочные характеристики (ориентировочные)
| Параметр | Значение | Условия |
|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км | 0,077 | Не более (ГОСТ 22483) |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~450-520 | В земле (траншее), при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0,7-1 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1,2 К·м/Вт |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~400-450 | В воздухе, при температуре воздуха +25°C |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0,11-0,13 | Зависит от взаимного расположения жил |
| Емкостное сопротивление, Ом/км | ~0,15-0,20 |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7 изд., глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (температура среды, группировка, глубина прокладки и т.д.).
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвБПу 400 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение до 20 кВ включительно. Благодаря наличию брони и усиленной полиэтиленовой оболочки, он является универсальным решением для различных условий прокладки.
Запрещена прокладка по ненадежным (нестабильным) основаниям, в блоках, подверженных длительному затоплению, а также в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия (например, по дну водоемов без специальной защиты).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем ААБл (с бумажной изоляцией и алюминиевой оболочкой):
Сравнение с кабелем АПвПу (без брони):
Сравнение с кабелем ПвБПу (с медной жилой):
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля АПвБПу 400 мм² требует специальной подготовки и соблюдения технологий.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между АПвБПу и АПвБбШв?
Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвБПу оболочка из полиэтилена (Пу), у АПвБбШв – из поливинилхлоридного пластиката (Шв). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге, химикатам и УФ-излучению, но менее стойка к горению. АПвБбШв часто предпочитают для прокладки внутри помещений из-за лучших показателей пожарной безопасности (меньшее дымообразование, самозатухание).
2. Можно ли прокладывать АПвБПу 400 мм² в одном траншее с кабелями более низкого напряжения (0,4 кВ)?
Да, но с соблюдением требований ПУЭ (п. 2.3.86). Кабели напряжением до 10 кВ разрешается прокладывать в одной траншее с кабелями до 1 кВ. При этом расстояние между ними по горизонтали должно быть не менее 0,1 м, либо они должны быть разделены несгораемой перегородкой. Также кабели высшего напряжения (6-10 кВ) рекомендуется располагать выше кабелей низшего напряжения (0,4 кВ) в траншее.
3. Как правильно выбрать сечение экрана заземления для кабеля 400 мм²?
Сечение медного экрана нормируется стандартами. Для кабеля на 10 кВ с сечением жилы 400 мм², как правило, применяется экран сечением 25 мм² (по ГОСТ 18410). Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение времени срабатывания защиты. При проектировании ответственных объектов расчет сечения экрана на термическую стойкость к току КЗ является обязательным.
4. Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвБПу при прокладке в кабельной канализации?
Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге, однако при длительном затоплении каналов или в условиях агрессивных грунтовых вод рекомендуется дополнительная защита. Это может быть прокладка в полиэтиленовых или ПВХ трубах, либо применение кабелей с герметизированной оболочкой (например, с алюмополимерной лентой под оболочкой). Броня кабеля АПвБПу уже обеспечивает хорошую механическую защиту от возможных смещений плит перекрытия.
5. Какой срок службы у кабеля АПвБПу 400 мм²?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и регламентированный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок, отсутствие перегрузок по току КЗ) и отсутствии внешних механических повреждений.
6. Чем обусловлен выбор именно сшитого полиэтилена (XLPE) в качестве изоляции?
Сшитый полиэтилен получают путем «сшивки» молекул полиэтилена в трехмерную сетку. Это придает материалу уникальные свойства: сохранение механической прочности и диэлектрических характеристик при высоких температурах (до +90°C в рабочем режиме и до +250°C при КЗ), стойкость к растрескиванию при тепловых циклах, низкое влагопоглощение, высокая стойкость к электрическому старению. По совокупности характеристик XLPE превосходит бумажно-масляную изоляцию для большинства областей применения.
7. Нужно ли заземлять броню и экран с двух сторон?
Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасной эксплуатации. Броня и медный экран должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала при касании брони (снимает напряжение), а также создает путь для токов короткого замыкания, что способствует быстрому срабатыванию релейной защиты. В некоторых случаях (для длинных линий) может применяться одноточечное заземление экрана для снижения потерь, но это требует специального обоснования в проекте.