Кабель АПвЭгаПу 1х240: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвЭгаПу 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с герметизацией и защитным покровом в виде усиленной полиэтиленовой оболочки. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 15, 20, 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), воде, а также в кабельных сооружениях.
Расшифровка маркировки АПвЭгаПу 1х240
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ в маркировке отсутствует, что указывает на сшитый полиэтилен).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Э – наличие экрана (в данном случае, из медных проволок и/или ленты).
- га – герметизация: водоблокирующие ленты и/или гидрофобный заполнитель в экране.
- Пу – защитный покровь (броня) в виде усиленной полиэтиленовой оболочки поверх брони.
- 1х240 – одна токопроводящая жила сечением 240 мм².
- Прокладка в земле (траншеях): Является основным способом. Броня и защитная полиэтиленовая оболочка обеспечивают стойкость к механическим повреждениям при засыпке грунтом, давлению, коррозии и воздействию блуждающих токов. Обязательна укладка на песчаную подушку и защита сигнально-предупредительной лентой или плитами.
- Прокладка в воде: Конструкция с герметизацией «га» и полиэтиленовым покровом «Пу» позволяет прокладку в водоемах при условии отсутствия значительных растягивающих нагрузок.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, галереи, подвалы. Не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» не требуется, так как кабель одножильный, но при групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности).
- Использование в условиях агрессивных грунтов: Полиэтиленовый покров устойчив к химическому воздействию.
- Радиус изгиба: Не менее 15 внешних диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Раскрой кабеля: Должен производиться с использованием специального инструмента, послойно, с соблюдением длин для последующего монтажа соединительных и концевых муфт.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных муфт (соединительных, стопорных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Герметизация узлов обязательна. Для соединения жил применяют опрессовку с помощью медных или алюминиевых гильз.
- Заземление: Медные экраны всех трех кабелей в линии должны быть заземлены с двух концов (для линий длиной более 1-2 км рекомендуется также заземление в промежуточных точках для снижения напряжения на экране). Используются медные проводники и заземляющие зажимы.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания постоянным напряжением (для кабеля 10 кВ — испытательное напряжение 40-45 кВ постоянного тока в течение 15 мин.) или переменным напряжением очень низкой частоты (0.1 Гц).
- Высокая пропускная способность благодаря сшитой полиэтиленовой изоляции, допускающей нагрев до +90°C.
- Отличная влагостойкость и защита от продольного распространения влаги благодаря герметизации «га».
- Высокая механическая прочность и стойкость к коррозии благодаря броне и полиэтиленовому покрову «Пу».
- Хорошая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией аналогичного сечения.
- Длительный срок службы (более 30 лет).
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
- Требовательность к качеству монтажа и квалификации персонала, особенно при установке муфт.
- Необходимость применения специального инструмента для разделки.
- Для трехфазных сетей требуется три отдельных кабеля, что может усложнить проектирование трасс и увеличить стоимость системы в целом по сравнению с трехжильными кабелями на меньшие напряжения.
- Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Тип: стопорные или проходные.
- Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Для оконцевания кабеля на шинах распределительных устройств или трансформаторов. Типы: однофазные с фарфоровыми или полимерными покрышками.
- Ответвительные муфты.
Конструкция кабеля АПвЭгаПу 1х240
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483). Многопроволочная конструкция обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
2. Экранирование жилы
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и ионизацию, что критически важно для кабелей среднего напряжения.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения. Для кабеля на 10 кВ, например, минимальная толщина составляет 4,5 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.
4. Экран по изоляции
Поверх изоляции накладывается экструдированный или наложенный в виде ленты полупроводящий слой. Он предназначен для отвода емкостных токов и обеспечения симметрии электрического поля.
5. Медный экран (заземляющий)
Выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально, или медной ленты, или их комбинации. Сечение медного экрана нормируется. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение безопасности при коротком замыкании (путь для тока КЗ), выравнивание потенциала.
6. Герметизация (индекс «га»)
В пространстве между медным экраном и оболочкой размещаются водоблокирующие ленты и/или гидрофобный заполнитель. При попадании влаги эти материалы набухают, предотвращая ее продольное распространение по кабелю, что резко повышает надежность и срок службы.
7. Броня и защитный покров
Броня выполняется из стальных оцинкованных проволок или лент. В кабеле марки «Пу» поверх брони накладывается защитный покров из полиэтилена средней плотности (оболочка). Это обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов, а также отличную стойкость к коррозии и агрессивным почвам.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для Uн=10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Напряжение, Uн/U | 6/10 кВ, 8,7/15 кВ, 12/20 кВ, 18/30 кВ, 21/35 кВ | Номинальное/наибольшее рабочее |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме |
| Макс. температура при КЗ | +250°C | Длительность до 4 сек. |
| Сопротивление жилы при +20°C, не более | 0.125 Ом/км | По ГОСТ 22483 |
| Испытательное напряжение промышленной частоты | 30 кВ (для 10 кВ кабеля) | Длительность 10 мин. |
Механические и климатические параметры
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон температур монтажа | Не ниже -15°C (без предварительного подогрева) |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура прокладки в земле | Не ниже 0°C (при более низкой — необходим подогрев) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвЭгаПу 1х240 применяется для создания надежных кабельных линий в сетях среднего класса напряжения.
Важно: Для трехфазных систем требуется прокладка трех одножильных кабелей. Их взаимное расположение (в траншее или на лотках) влияет на допустимый длительный ток из-за взаимного нагрева.
Расчет и выбор допустимого тока нагрузки
Допустимый длительный ток для кабеля АПвЭгаПу 1х240 зависит от множества факторов: номинального напряжения, способа прокладки, температуры грунта или воздуха, количества кабелей в траншее и расстояния между ними, удельного теплового сопротивления грунта.
Примерные значения допустимых токов (Iдоп) для кабеля на 10 кВ:
| Способ прокладки | Температура среды | Количество кабелей в траншее, расстояние | Iдоп, А (приблизительно) |
|---|---|---|---|
| В земле (в траншее) | Грунт +15°C, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт | Один кабель, расстояние между кабелями 250 мм | 410-430 |
| В земле (в траншее) | Грунт +25°C, тепловое сопротивление 1.2 К·м/Вт | Три кабеля (трехфазная линия), расстояние между кабелями 100 мм | 340-360 |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | Воздух +25°C | Три кабеля горизонтально, расстояние в свету равно диаметру | 380-400 |
| В воздухе (на открытом воздуху) | Воздух +40°C | Три кабеля горизонтально | 320-340 |
Примечание: Точные значения должны определяться по методикам, изложенным в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, или с использованием расчетного программного обеспечения, учитывающего все реальные условия.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвЭгаПу требует соблюдения строгих правил.
Преимущества и недостатки кабеля АПвЭгаПу 1х240
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвЭгаПу отличается от АПвЭг?
Основное отличие — в наличии защитного покрова «Пу» (усиленная полиэтиленовая оболочка поверх брони). У кабеля АПвЭг поверх брони наложен защитный шланг из ПВХ-пластиката или полиэтилена, но без указания «усиленный». Кабель АПвЭгаПу имеет повышенную стойкость к механическим воздействиям и коррозии, что делает его предпочтительным для прокладки в особо тяжелых условиях, в агрессивных грунтах и при наличии блуждающих токов.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭгаПу 1х240 в помещении?
Да, можно. Однако при прокладке в помещениях, туннелях, кабельных этажах необходимо учитывать требования пожарной безопасности (ПУЭ, ППБ). При групповой прокладке с кабелями других линий может потребоваться применение огнезащитных покрытий или прокладка в несгораемых лотках с крышками. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?
Сечение проводника для заземления медного экрана должно быть не менее 16 мм² по меди для кабелей на 6-35 кВ (согласно типовым проектам и рекомендациям производителей муфт). На практике часто используют сечение 25 мм². Выбор также зависит от тока короткого замыкания и длины линии. Точный расчет должен обеспечивать термическую стойкость проводника заземления на время срабатывания защиты.
Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше ПВХ для среднего напряжения?
Сшитый полиэтилен (XLPE) — это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в процессе производства. Это резко повышает его термостойкость: максимальная рабочая температура возрастает с +70°C (для ПВХ) до +90°C. Также XLPE обладает более высокой диэлектрической прочностью, стойкостью к тепловым ударам, меньшими диэлектрическими потерями и практически нулевым водопоглощением. Для среднего и высокого напряжения эти свойства критически важны для надежности и долговечности кабельной линии.
Как определить необходимое количество кабеля для трехфазной линии?
Для симметричной трехфазной системы требуется три одножильных кабеля, по одному на каждую фазу (A, B, C). Таким образом, общая длина кабеля для линии составит: 3 х длина трассы + запас на разделку в конечных пунктах и на монтажные стрелы (обычно 1-2% от длины трассы). При проектировании трассы важно учитывать взаимное расположение кабелей для обеспечения нормального теплоотвода.
Требуется ли подогрев кабеля при прокладке в зимних условиях?
Согласно ПУЭ и техническим условиям, прокладка кабеля без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже: -15°C для кабелей в поливинилхлоридной оболочке (внешняя оболочка АПвЭгаПу — ПВХ под броней). Однако для прокладки в земле температура не должна быть ниже 0°C (п.2.3.15 ПУЭ 7-е изд.). При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть с помощью трансформаторов. Прокладка переохлажденного кабеля приводит к повреждению изоляции и оболочек.
Какие муфты применяются для данного кабеля?
Для кабеля АПвЭгаПу 1х240 применяются муфты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее номинальное напряжение (6, 10, 20, 35 кВ). Это могут быть:
Производители: 3M, Raychem, Pfisterer, Nexans, а также российские компании (КВТ, Энергомаш, СЗКИ и др.). Выбор муфты должен соответствовать напряжению, сечению и конструкции кабеля.