Кабель АПвЭгаПу 3-х жильный 6 кВ
Кабель АПвЭгаПу 3-х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвЭгаПу является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенным для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 6 кВ. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных энергосистемах. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из силанольносшитого полиэтилена; в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Э – экран из медных проволок поверх каждой жилы; га – гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве; Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
Конструкция кабеля АПвЭгаПу 3х… 6 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААВ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства, уменьшая общий диаметр и вес кабеля при сохранении номинального сечения. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений до 240 мм² и многопроволочными для всех сечений.
- Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Изоляция: Основной изолирующий слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (ПЭС). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (6 кВ). Сшивка молекул полиэтилена придает материалу повышенные температурные характеристики: стойкость к тепловой деформации и долговременную рабочую температуру до +90°C.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран): Поверх изоляции каждой жилы накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но с внешней стороны изоляционного слоя.
- Экран из медных проволок: Поверх экрана по изоляции накладывается оплетка из медных проволок малого диаметра. Этот слой является токопроводящим экраном (заземляющим). Он предназначен для защиты от электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также для использования в качестве проводника для токов утечки и короткого замыкания (в системах с эффективно заземленной нейтралью).
- Поясная изоляция: Три экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется гидрофобным заполнителем (индекс «га»). Это может быть гидрофобная лента или порошкообразный материал. Его назначение – предотвращение продольного распространения влаги внутри кабеля в случае локального повреждения наружной оболочки.
- Внутренняя оболочка: Поверх скрученных жил и заполнителя экструдируется внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она служит для формирования круглой формы кабеля, дополнительной механической защиты и как барьер для заполнителя.
- Броня: Кабель марки АПвЭгаПу является небронированным. Индекс «Пу» указывает на усиленную наружную оболочку, которая заменяет броню в условиях, где отсутствуют значительные механические нагрузки (растяжение, сдавливание, грызуны).
- Наружная оболочка: Внешний защитный слой выполнен из полиэтилена (индекс «у» означает усиленную толщину). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), солнечному излучению (УФ) и перепадам температур.
- АПвЭгаПу vs АПвЭгаП: Основное отличие – материал наружной оболочки. У АПвЭгаПу оболочка из полиэтилена, у АПвЭгаП – из ПВХ. Полиэтилен превосходит ПВХ по стойкости к влаге, химикатам и морозу, но уступает по огнестойкости и гибкости. АПвЭгаПу предпочтительнее для прокладки в грунте с агрессивными средами и высокой влажностью.
- АПвЭгаПу vs АПвПу2г: Кабель АПвПу2г имеет иную конструкцию экрана – он общий для всех жил и выполнен в виде медной ленты поверх скрученных изолированных жил. Конструкция АПвЭгаПу с индивидуальными экранами из медных проволок на каждой жиле обеспечивает лучшее распределение электрического поля, большую гибкость и лучший отвод тепла. АПвЭгаПу чаще применяется для сетей с изолированной нейтралью, где важны параметры емкости и потерь.
- АПвЭгаПу vs АСБл: Кабель АСБл – классический кабель с бумажно-масляной изоляцией и свинцовой оболочкой. Он значительно тяжелее, требует специальной технологии монтажа (муфтирования), имеет ограничения по перепаду высот. Кабель АПвЭгаПу со сшитым полиэтиленом легче, проще в монтаже, допускает большую длину строительных длин и не имеет риска течи пропиточного состава. В современных проектах СИП-кабели практически полностью вытеснили бумажную изоляцию.
- Раскатка: Производится с учетом минимального радиуса изгиба. Запрещается механическое повреждение оболочки и экранов.
- Подготовка концов: Послойное снятие оболочек и экранов с использованием специального монтажного инструмента. Край полупроводящих экранов должен быть ровным и чистым для предотвращения концентрации напряжений.
- Монтаж соединительных и концевых муфт: Используются только муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Технология может быть термоусаживаемой или холодноусаживаемой. Особое внимание уделяется восстановлению экранов, изоляции и герметизации.
- Заземление экранов: Медные проволочные экраны с каждой жилы собираются и надежно соединяются с землей согласно проектной схеме.
Основные технические и электрические характеристики
Кабель АПвЭгаПу 3х… 6 кВ соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые на напряжение до 30 кВ с пластмассовой изоляцией) и технических условий производителя.
Таблица 1. Номинальные сечения жил и массогабаритные показатели (пример для 6 кВ)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 3х50 | 48-52 | 1800-2100 |
| 3х70 | 52-56 | 2200-2500 |
| 3х95 | 57-61 | 2700-3100 |
| 3х120 | 61-65 | 3200-3700 |
| 3х150 | 66-70 | 3800-4400 |
| 3х185 | 71-75 | 4500-5200 |
| 3х240 | 78-82 | 5600-6400 |
Таблица 2. Электрические параметры при длительной эксплуатации
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/6 (7,2) кВ |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура жилы при КЗ (макс. 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции, не менее | 100 МОм·км (при +20°C) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин. | 12 кВ |
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвЭгаПу 3х… 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря конструкции с усиленной полиэтиленовой оболочкой и гидрофобным заполнением, его основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с высокой влажностью. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также в помещениях. Кабель не предназначен для прокладки в воздухе (по опорам) без дополнительной защиты от солнечного излучения, хотя оболочка из полиэтилена обладает УФ-стойкостью, для длительной воздушной прокладки предпочтительны кабели с индексом «С» (самонесущие).
При прокладке в земле обязательно использование сигнальной ленты, а для сечений выше 120 мм² рекомендуется применение песчаной подушки и обратной засыпки. Важным требованием является правильное заземление медных экранов с обеих сторон линии. В зависимости от режима нейтрали сети (изолированная, компенсированная, эффективно заземленная) выбирается схема заземления экранов (одностороннее, двустороннее, поперечное соединение).
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор конкретного типа кабеля для проекта требует учета условий прокладки, экономических факторов и требований к надежности.
Монтаж, соединение и оконцевание
Монтаж кабеля АПвЭгаПу требует соблюдения правил ПУЭ и технологии работы с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое преимущество кабеля АПвЭгаПу перед кабелем в ПВХ оболочке (АПвЭгаП)?
Основное преимущество – стойкость полиэтиленовой оболочки (Пу) к влаге и агрессивным химическим средам. АПвЭгаПу может длительно эксплуатироваться в грунтах с высокой влажностью, в солончаках, в зонах с промышленными выбросами, где ПВХ-пластикат со временем теряет эластичность и разрушается. Также полиэтилен лучше сохраняет свойства при низких температурах.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭгаПу в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, прокладка по воздуху (в т.ч. по эстакадам, в галереях) допускается. Однако для открытой прокладки на солнечном свету, хотя полиэтилен и обладает УФ-стабилизаторами, рекомендуется дополнительная защита (например, в лотках с крышками) или выбор кабеля с индексом «С» (самонесущий), если речь идет о протяженных пролетах между опорами.
Как правильно заземлять экраны этого кабеля в сети 6 кВ с изолированной нейтралью?
В сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, как правило, применяется двустороннее заземление экранов. Это обеспечивает нулевой потенциал экрана по всей длине и безопасность для персонала. При этом в нормальном режиме по экрану циркулируют уравнительные токи, вызванные электромагнитной индукцией, что необходимо учитывать при выборе сечения заземляющих проводников. Иногда, для снижения потерь, применяют схему с поперечным соединением и заземлением экранов в одной точке с установкой ОПЗ (ограничителей перенапряжений) на другом конце.
Что означает «гидрофобный заполнитель» (га) и можно ли прокладывать кабель в воде?
Гидрофобный заполнитель – это материал (ленты или порошок), отталкивающий воду. Его задача – локализовать проникновение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки, не давая ей распространиться на значительное расстояние. Однако кабель АПвЭгаПу не является кабелем для постоянной прокладки под водой (для этого существуют специальные конструкции, например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой). Прокладка в воде возможна только временно или в несложных условиях при отсутствии механических нагрузок.
Почему в кабеле используются именно медные проволоки для экрана, а не медная лента?
Экран из перекрывающих друг друга медных проволок обеспечивает большую гибкость кабеля по сравнению с ленточным экраном. Это облегчает монтаж, особенно при работе с крупными сечениями. Кроме того, проволочный экран лучше прилегает к поверхности изоляции, обеспечивая более стабильный контакт, и обладает меньшим сопротивлением, что важно для токов короткого замыкания.
Каков срок службы кабеля АПвЭгаПу 6 кВ?
Номинальный срок службы кабеля, при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и правильном монтаже муфт, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется условиями окружающей среды, режимом нагрузки (температурой) и отсутствием внешних повреждений.