Кабель АПвЭПу 1х300: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвЭПу 1х300 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в жестких условиях эксплуатации, включая прокладку в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях повышенной влажности и агрессивных сред.

Расшифровка маркировки АПвЭПу 1х300

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из сшитого полиэтилена (Пв – по старой классификации, где «в» обозначает вулканизированный полиэтилен, то есть сшитый).
• Э – Экран по изоляции из электропроводящего сшитого полиэтилена или экструдированного полупроводящего слоя.
• Пу – Усиленная наружная оболочка из полиэтилена (Пу – полиэтилен усиленный).
• 1х300 – Одна жила сечением 300 мм².

Таким образом, полная расшифровка указывает на кабель с алюминиевой жилой, изоляцией и экраном из сшитого полиэтилена, в защитной оболочке из усиленного полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвЭПу 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабельных изделий) или аналогичной. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для обеспечения компактности, но может быть и круглой. Состоит из множества проволок, скрученных по определенным правилам, что обеспечивает гибкость и стойкость к переменным изгибам.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Представляет собой слой электропроводящего сшитого полиэтилена или экструдированной полупроводящей композиции, наложенный непосредственно на токопроводящую жилу. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, которые могли бы привести к локальным пробоям.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его термическую стойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании) и механическую прочность по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения.

4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Накладывается поверх основной изоляции для выравнивания электрического поля.

5. Медный экран (заземляющий экран)

Выполнен в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана по изоляции, или в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием. Его функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Создание симметричного электрического поля вокруг жилы.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Безопасность персонала (эквипотенциальный экран).

Для кабеля 1х300 сечение медных проволок экрана нормируется.

6. Разделительный слой

Обычно представляет собой ленту из полиэтилентерефталата (лавсан) или аналогичного материала, наложенную поверх медного экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки острыми кромками экрана.

7. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (в маркировке «Пу» – усиленный). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), грибкам и плесени. Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	8,7/10 (12)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	+90	Длительный режим
Температура жилы при коротком замыкании, °C	+250	Длительность КЗ не более 5 сек
Минимальная температура прокладки, °C	-20	Без предварительного подогрева
Допустимый нагрев при перегрузке, °C	+130	В аварийном режиме
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 1000	При +20°C
Емкость, мкФ/км	~0,3 – 0,4	Зависит от конструкции
Индуктивность, мГн/км	~0,4 – 0,5	Зависит от конструкции

Механические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение/Описание
Строительная длина, м	Не менее 250 (может варьироваться по согласованию)
Минимальный радиус изгиба	15 x Наружный диаметр кабеля (при монтаже)
Срок службы	Не менее 30 лет
Гарантийный срок эксплуатации	5 лет с момента ввода в эксплуатацию
Способ прокладки	В земле (траншеях), кабельных сооружениях, на трассах с неограниченной разностью уровней

Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле при температуре грунта +15°C)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А
Одножильный кабель в траншее, глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт	~ 510 – 540 А
То же, при температуре грунта +25°C	~ 460 – 490 А
Прокладка в воздухе (в кабельном канале, туннеле) при температуре воздуха +25°C	~ 550 – 580 А

Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются по методике, изложенной в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру среды, количество работающих кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта и др.).

Преимущества и недостатки кабеля АПвЭПу 1х300

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен позволяет работать при высокой температуре жилы (+90°C), что увеличивает допустимый длительный ток по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
• Влагостойкость: Полностью полимерная конструкция не боится влаги, не требует герметизации концов при хранении и монтаже.
• Механическая прочность и гибкость: Упрощает монтаж, особенно на трассах со сложным рельефом.
• Стойкость к агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка устойчива к коррозии, гниению.
• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на то же напряжение, что облегчает транспортировку и прокладку.
• Отсутствие ограничений по разности уровней: Можно прокладывать на вертикальных и наклонных участках без риска стекания пропиточного состава.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов, защемлений, которые могут повредить изоляцию.
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима абсолютная чистота, соблюдение технологии обдирки экранов и изоляции. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл): Однако это компенсируется меньшими затратами на монтаж и эксплуатацию.
• Необходимость применения специальных инструментов для разделки: Термоножи, калиброванные шаблоны, стрипперы для снятия изоляции.

Область применения

Кабель АПвЭПу 1х300 применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения в следующих областях:

• Магистральные и распределительные сети 6-35 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, компрессорных установок, крупных производственных цехов.
• Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, эстакадах, по стенам зданий.
• Прокладка в земле (траншеях) в условиях высокой коррозионной активности грунтов и блуждающих токов.
• Участки трасс с большими перепадами высот.
• Объекты, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (оболочка из полиэтилена не распространяет горение при одиночной прокладке).

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка:

• Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В).
• Минимальный радиус изгиба при прокладке – 15 наружных диаметров кабеля.
• При прокладке в траншее на дно насыпается песчаная подушка (толщиной ~10 см). Кабель укладывается «змейкой» для компенсации температурных расширений. Сверху засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
• При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей необходимо учитывать взаимное влияние и правильно выбирать схему расположения (в треугольник, плоскостью). Для уменьшения потерь в оболочках и экранах рекомендуется их перекрестное соединение и заземление с двух сторон линии.

Соединение и оконцевание:

Для соединения и ответвления используются специальные соединительные и стопорные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Для подключения к электрооборудованию применяются концевые муфты (наружной или внутренней установки) или кабельные вводы. Критически важно соблюдать технологию, предоставленную производителем муфт: точная ступенчатая разделка, зачистка, обезжиривание, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (в термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфтах).

Заземление:

Медные экраны (проволочные или ленточные) подлежат обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии для обеспечения безопасности и нормального режима работы. Это также снижает потери и нагрев экрана.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвЭПу отличается от АПвПу?

Основное отличие – наличие внутреннего экрана на жиле (обозначение «Э» в маркировке). В АПвПу экран на жиле отсутствует, его роль выполняет полупроводящая лента. Конструкция АПвЭПу с экструдированными экранами на жиле и по изоляции является более современной и надежной, обеспечивая лучшее выравнивание электрического поля и повышенную стойкость к частичным разрядам.

Почему для сечения 300 мм² часто используется одножильная конструкция, а не трехжильная?

Одножильные кабели большого сечения (от 240-300 мм²) часто оказываются более удобными и экономичными при прокладке протяженных линий по следующим причинам: меньший вес и радиус изгиба одной жилы, удобство транспортировки бухт, возможность оптимизации расположения жил в траншее для снижения потерь. Однако для прокладки в стесненных условиях городских коллекторов иногда предпочтительнее трехжильный кабель.

Как правильно выбрать между АПвЭПу и АВБбШв для линии 10 кВ?

АВБбШв – кабель с бумажной пропитанной изоляцией и алюминиевыми жилами, в броне из стальных лент, с ПВХ оболочкой. Выбор в пользу АПвЭПу делается при: необходимости прокладки на трассах с большой разностью уровней, в условиях высокой влажности или агрессивных грунтов, при требовании к более высокой пропускной способности и меньшим потерям. АВБбШв может быть предпочтителен при наличии риска механических повреждений (броня) и при ограниченном бюджете, а также для ремонта существующих линий с аналогичными кабелями.

Каковы требования к заземлению экранов одножильных кабелей?

Экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с обоих концов. Если этого не сделать, в экране, работающем как вторичная обмотка трансформатора, наведется ЭДС, которая может представлять опасность и вызывать дополнительные потери и нагрев. При большой длине линии (обычно более 1-2 км) для снижения циркулирующих токов может применяться схема с поперечным соединением экранов и заземлением в одной точке, но это требует специального расчета и проекта.

Можно ли прокладывать несколько кабелей АПвЭПу 1х300 в одной траншее?

Да, можно. Однако при этом необходимо соблюдать расстояния между кабелями (не менее 100 мм для 10 кВ) и учитывать поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей, лежащих рядом, при расчете допустимой токовой нагрузки. Эти коэффициенты приведены в ПУЭ (Глава 1.3, таблица 1.3.26).

Как определить необходимое сечение жилы для конкретного объекта?

Сечение выбирается по двум основным критериям: 1) По допустимой длительной токовой нагрузке (исходя из расчетного тока линии с учетом всех поправочных коэффициентов). 2) По экономической плотности тока (согласно ПУЭ, глава 1.3). Окончательный выбор производится по большему из полученных сечений. Для ответственных линий также выполняется проверка на термическую стойкость при коротком замыкании и потери напряжения.

Какие документы регламентируют производство и применение кабеля АПвЭПу?

• ГОСТ Р 53769-2010 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3 и 6 кВ. Общие технические условия) – для 10 кВ часто применяются его нормы или ТУ.
• ТУ 16-705.499-2010 (или более новые технические условия конкретного завода-изготовителя).
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), главы 1.3, 2.3, 7-е издание.
• СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства».

Заключение

Кабель АПвЭПу 1х300 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, стойкость к неблагоприятным внешним воздействиям и удобство монтажа – обеспечили ему широкое применение в энергетике, промышленности и городской инфраструктуре. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от правильного выбора сечения, соблюдения норм прокладки и, что наиболее важно, от квалифицированного монтажа соединительных и концевых муфт. Понимание конструкции, характеристик и особенностей данного типа кабеля позволяет проектировщикам и эксплуатационному персоналу принимать оптимальные технические решения, обеспечивающие долговечность и бесперебойность работы кабельных линий.