Кабель АПвЭгаПу 10 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвЭгаПу 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Его конструкция и материалы оптимизированы для надежной работы в современных электрических сетях среднего напряжения, включая кабельные линии в земле (траншеях), коллекторах, туннелях и по эстакадам, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности и стойкости к внешним воздействиям.
Расшифровка маркировки АПвЭгаПу
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – материал изоляции – полиэтилен.
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Э – наличие экрана поверх изоляции жилы (полупроводящий слой).
- га – тип защитного покрова: гидроизоляционный (герметизирующий) слой в виде алюмополимерной ленты и алюминиевая броня в виде гофрированной ленты.
- Пу – наружный покров из полимерной композиции, не распространяющей горение (обычно полиэтилен).
- 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Внутренний полупроводящий экран: Выравнивает электрическое поле, устраняя микронеровности поверхности жилы.
- Основная изоляция из СПЭ: Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает высокой электрической прочностью (не менее 20 кВ/мм), термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C), низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к тепловым ударам.
- Наружный полупроводящий экран: Создает равномерное радиальное электрическое поле внутри изоляции.
- Герметизирующий слой: Алюмополимерная лента, наложенная продольно с перекрытием и запаянная. Обеспечивает абсолютную продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги и агрессивных сред.
- Броня: Поверх герметизации накладывается гофрированная лента из алюминиевого сплава. Она обеспечивает механическую защиту от сдавливания, грызунов, а также является элементом экрана.
- Магистральные и распределительные линии 6-10 кВ в городах и на промышленных предприятиях.
- Вводы на территории с повышенными требованиями к механической защите и влагостойкости.
- Прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб, в том числе в грунтах с повышенной коррозионной активностью и в присутствии блуждающих токов.
- Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и галереям, в том числе в условиях возможного образования водяных потоков.
- Участки трасс с риском повреждения грызунами.
- Меньший вес и радиус изгиба: Алюминиевая броня и полимерные материалы легче свинца, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Коррозионная стойкость: Алюминиевая броня и полимерная оболочка не подвержены коррозии в отличие от свинца и стальной брони.
- Полная герметичность: Слой «га» надежнее защищает от влаги, чем оплетка из битума и пропитанная бумага в кабелях старых типов.
- Высокие диэлектрические свойства СПЭ: По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, СПЭ имеет более высокую допустимую температуру, меньшие диэлектрические потери и не требует сложных муфт для поддержания уровня масла.
- Безопасность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и загрязнения окружающей среды.
- Возможность вертикальной прокладки: Благодаря монолитной изоляции СПЭ, нет ограничений по перепаду высот, характерных для маслонаполненных кабелей.
- Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншеях) с защитой песчаной подсыпкой и кирпичом/сигнальной лентой, а также по конструкциям. При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, подготовка полупроводящих слоев и обеспечение герметичности соединения. Используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ.
- Заземление: Медный экран и алюминиевая броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания выпрямленным напряжением (постоянным током) величиной 4U0 (34,8 кВ) в течение 15 минут.
Конструкция кабеля АПвЭгаПу 10 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий для электрических целей) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Может быть однопроволочной (ож) для жестких условий монтажа или многопроволочной (мн) для улучшения гибкости. Класс гибкости 1 или 2.
2. Экранированная изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Это ключевой элемент кабеля на 10 кВ. На жилу последовательно наносятся три слоя методом тройной коэкструзии:
3. Поясная изоляция и экран
Поверх изолированных жил (в трехжильном кабеле) накладывается поясная изоляция из полупроводящего материала, поверх которой устанавливается медный экран. Экран выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных лент или гофрированной медной ленты. Его функции: замыкание токов утечки, защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля и использование в качестве элемента системы защитного заземления.
4. Разделительный слой
Под броней накладывается слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной (лавсановой) ленты для защиты внутренних слоев от повреждения броней.
5. Броня и герметизация (индекс «га»)
Уникальная особенность данной марки. Состоит из двух элементов:
6. Наружная оболочка (Пу)
Внешняя защита из полимерной композиции, не распространяющей горение (обычно полиэтилен). Обозначение «Пу» указывает, что кабель может прокладываться в пучках (групповая прокладка) без распространения горения. Оболочка имеет стойкость к УФ-излучению, атмосферным осадкам и механическим воздействиям.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для сечения 150 мм²)
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 8,7/10 | U0 – напряжение между жилой и землей |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 | |
| Частота, Гц | 50 | |
| Испытательное напряжение переменным током, кВ/10 мин. | 25 | Для готового кабеля после изготовления |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C | +90 | |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с), °C | +250 | |
| Максимальная температура при перегрузке, °C | +130 | |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 | При +20°C |
| Активное сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более | 0,206 | ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0,1 | Зависит от конструкции и расстояния между жилами |
| Емкостной ток, А/км | ~1,2 | Приблизительное значение |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~320 | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе) |
Механические и климатические параметры
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Стойкость к распространению горения при групповой прокладке | Соответствует категории «Не распространяющие горение» по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22 |
| Стойкость оболочки к УФ-излучению | Есть |
| Продольная герметичность | Полная (обеспечена слоем «га») |
Область применения и преимущества перед аналогами
Кабель АПвЭгаПу 10 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.
Типичные объекты применения:
Преимущества перед кабелем в свинцовой оболочке (АСБл) и другими типами:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвЭгаПу должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Инструкцией по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ» и проектной документацией.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвЭгаПу отличается от АПвПу?
Ключевое отличие – наличие в АПвЭгаПу герметизирующего слоя («г») и алюминиевой брони («а») вместо стальной ленточной брони («Б») у кабелей типа АПвБу или ее отсутствия у АПвПу. АПвЭгаПу обладает абсолютной продольной герметичностью и лучшей коррозионной стойкостью брони.
Можно ли прокладывать АПвЭгаПу в земле без защитной трубы?
Да, это одно из основных назначений данного кабеля. Алюминиевая броня и герметизирующий слой обеспечивают защиту от механических повреждений, влаги и коррозии. Однако на участках с повышенной внешней нагрузкой (например, под дорогами) рекомендуется дополнительная защита в виде труб или плит.
Какой срок службы у этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭгаПу 10 кВ, изготовленного по ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс зависит от условий эксплуатации, соблюдения токовых нагрузок и качества монтажа.
Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На какой ток он рассчитан?
Сечение выбирается по расчетному току нагрузки с учетом условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, групповой прокладки) и по термической стойкости к токам КЗ. Допустимый длительный ток для кабеля 150 мм², проложенного в земле (температура грунта +15°С, тепловое сопротивление 1,2 К·м/Вт) составляет примерно 320 А. Точный расчет должен производиться по методике, изложенной в ПУЭ и ГОСТ Р 52796.
Что означает «Пу» в маркировке и почему важно?
«Пу» означает, что наружная оболочка кабеля выполнена из полимерной композиции, не распространяющей горение при групповой прокладке. Это критически важно при прокладке в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях), где находится множество кабелей. Такая оболочка предотвращает распространение пламени по трассе в случае возгорания на одном из участков.
Какие муфты используются для монтажа?
Применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на 10 кВ: соединительные (СТп, СТпР) и концевые (КНт, КНтР, наружные КВНт). Наиболее распространены термоусаживаемые (маркировка «т») и холодноусаживаемые (на основе силикона или ЭПДМ, маркировка «х») муфты. Выбор зависит от условий монтажа и предпочтений монтажной организации.
Заключение
Кабель АПвЭгаПу 10 кВ 150 мм² является современным, технологичным и надежным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, продольной герметизации, коррозионностойкой алюминиевой брони и нераспространяющей горение оболочки, делает его универсальным для применения в самых сложных условиях. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с нормативной документацией гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетических объектов.