Кабель АПвЭгаПу 1х1600: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвЭгаПу 1х1600 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), экранированный, с герметизацией и защитным покровом, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена; Э – экран (медные проволоки поверх изоляции жилы); га – герметизация алюмополимерной лентой; Пу – защитный покров усиленный (из двух стальных оцинкованных лент).

Конструкция кабеля АПвЭгаПу 1х1600

Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная или многопроволочная (чаще секторной или сегментной формы для кабелей большого сечения), сечением 1600 мм². Алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 1600 мм² жила, как правило, выполняется многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный непосредственно на токопроводящую жилу. Выравнивает распределение электрического поля и предотвращает локальные перенапряжения на границе жила-изоляция.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции зависит от класса напряжения: для 10 кВ – 4.5 мм, для 35 кВ – 10.5 мм (по ГОСТ 18410). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Второй слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг изоляции.
• Медный экран (заземляющий): Выполнен в виде медных проволок, наложенных поверх экрана по изоляции, или в виде медной ленты. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля, а также служит для пропускания тока короткого замыкания и является элементом системы заземления. Для кабеля 1х1600 сечение медного экрана нормируется и обычно составляет не менее 25 мм².
• Герметизация (га): Поясная изоляция из алюмополимерной (ламинированной) ленты, наложенной поверх медного экрана. Основная функция – продольная герметизация конструкции от проникновения влаги. Алюминиевый слой ленты также может служить дополнительным экраном.
• Защитный покров (Пу): Усиленный покров, состоящий из:
  • Подушки (под броней) – битумный состав или крепированная бумага для защиты герметизирующей оболочки от коррозии и повреждения лентами брони.
  • Брони – две стальные оцинкованные ленты, наложенные с зазором. Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
  • Наружной оболочки – из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и обеспечивает стойкость к агрессивным средам.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры кабеля АПвЭгаПу 1х1600

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8.7/15, 20/35	ГОСТ 18410, ТУ 16.К71-335-2004
Сечение основной жилы, мм²	1600	ГОСТ 22483
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура при КЗ (до 4 сек), °C	+250	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура прокладки, °C	-15 (без предварительного подогрева)	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 наружных диаметров кабеля	ГОСТ 31996-2012
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0181	Расчетное по ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление, Ом/км (при частоте 50 Гц)	~0.11 — 0.13 (зависит от конструкции)	Справочные данные
Емкостное сопротивление, Ом/км	Зависит от напряжения (напр., для 10 кВ ~ 0.25)	Справочные данные
Допустимый длительный ток нагрузки, А (для 10 кВ, прокладка в земле)	~1000 — 1200 А (зависит от условий прокладки)	ПУЭ, Гл. 1.3

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвЭгаПу 1х1600 предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях и на открытом воздухе (при условии защиты от прямого солнечного излучения). Благодаря усиленному защитному покрову (броне) и герметизации, он рекомендован для использования в условиях с высокой коррозионной активностью, в грунтах с блуждающими токами, в сейсмически активных зонах, на участках с риском механических повреждений. Основные объекты применения: магистральные линии городских и промышленных электрических сетей 6-35 кВ, вводы на подстанции и распределительные устройства, питание мощных потребителей (насосные станции, заводы, ЦОД).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность благодаря использованию сшитого полиэтилена, допускающего нагрев жилы до +90°C.
• Надежная защита от влаги за счет герметизации алюмополимерной лентой.
• Отличная механическая прочность, обеспечиваемая стальной броней.
• Стойкость к коррозии и агрессивным средам (благодаря оцинкованной броне и наружной ПВХ оболочке).
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке аналогичного сечения.
• Длительный срок службы (не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации).

Недостатки:

• Высокая стоимость по сравнению с кабелями без брони и герметизации (например, АПвЭг).
• Большой вес и жесткость, что усложняет транспортировку и монтаж, особенно на трассах со сложной геометрией.
• Необходимость применения специального инструмента и технологий для оконцевания и соединения (муфтирования).
• Требуется обязательное заземление брони и медного экрана с двух концов, что налагает дополнительные требования к проектированию.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвЭгаПу 1х1600 требует строгого соблюдения правил ПУЭ и технологических карт. Прокладка осуществляется с применением специальной техники (кабелеукладчики, лебедки) из-за значительной массы кабеля. Радиус изгиба не должен быть менее 20 наружных диаметров кабеля. При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита кирпичом или сигнальной лентой. Броня и экран подлежат обязательному заземлению. Для соединения и оконцевания используются специальные соединительные и концевые муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ, рассчитанные на соответствующее напряжение и сечение. Перед вводом в эксплуатацию кабель должен быть подвергнут высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвЭгаПу принципиально отличается от кабеля АПвПу?

Ключевое отличие – наличие герметизации («га»). В АПвЭгаПу между медным экраном и броней находится слой алюмополимерной ленты, который обеспечивает продольную гидроизоляцию. В кабеле АПвПу этого слоя нет, что делает его более уязвимым к проникновению влаги при повреждении наружной оболочки. Кабель АПвЭгаПу рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой влажностью и в условиях возможного затопления.

Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 1х1600 на 10 кВ?

Согласно ГОСТ 31996-2012, сечение медного экрана для кабелей на напряжение 6-35 кВ должно быть не менее 16 мм². Однако для кабелей большого сечения (от 1000 мм²) и, учитывая требования к току короткого замыкания, производители, как правило, увеличивают это сечение. Для кабеля АПвЭгаПу 1х1600 типовое сечение медного экрана (проволочного) составляет 25 мм² или 35 мм². Точное значение указано в технических условиях завода-изготовителя.

Как рассчитывается допустимый длительный ток нагрузки для данного кабеля?

Расчет ведется согласно ПУЭ Глава 1.3, с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества работающих кабелей в траншее, удельного теплового сопротивления грунта и других факторов. Для кабеля АПвЭгаПу 1х1600 на 10 кВ, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт, глубине прокладки 0.7 м и расстоянии между кабелями 250 мм, допустимый ток может составлять приблизительно 1050-1150 А. Точный расчет должен выполнять проектировщик с использованием специализированного ПО или таблиц ПУЭ.

Можно ли использовать этот кабель для прокладки по воздуху (по опорам)?

Да, можно, но с учетом значительного собственного веса и необходимости защиты от солнечного излучения. Для воздушной прокладки необходимо применять специальную кабельную арматуру (подвесы, дистанционные спейсеры), рассчитанную на большой вес, и обеспечить защиту от прямых солнечных лучей (кабель должен иметь наружную оболочку из светостабилизированного полиэтилена, что не типично для марки Пу, или прокладываться в лотках с крышками). Чаще для воздушных переходов используют кабели с более легкой конструкцией (например, АПвЭг) или самонесущие изолированные провода (СИП).

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвЭгаПу?

При монтаже муфт необходимо обеспечить:

• Тщательную ступенчатую зачистку изоляции с сохранением полупроводящих экранов.
• Качественное соединение медного экрана кабеля с заземляющим проводником муфты через систему шунтирующих проводов или контактные лепестки.
• Надежное заземление брони (для этого в конструкции муфты предусмотрен специальный зажим или хомут).
• Герметизацию места входа кабеля в муфту для предотвращения проникновения влаги.
• Строгое соблюдение геометрии укладки изоляции и экранов, указанной в инструкции производителя муфты.

Работы должны выполняться квалифицированным персоналом, прошедшим обучение у производителя муфт.

Какой документ является основным для определения технических условий на кабель АПвЭгаПу?

Основным документом является ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ». Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше применяются Технические Условия конкретного завода-изготовителя, разработанные на основе ГОСТ 18410-73 (на изоляцию из СПЭ) и других стандартов. Наиболее распространены ТУ 16.К71-335-2004. Все параметры, приведенные в паспорте и сертификате на кабель, должны соответствовать этим ТУ.