Кабель АПвЭПу 1х50

Кабель АПвЭПу 1х50: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвЭПу 1х50 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 или 35 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из полиэтилена; в – вулканизированного (сшитого); Э – экран по изоляции из электропроводящего материала; Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена. Цифра 1 обозначает количество жил, а 50 – номинальное сечение жилы в мм².

Конструктивные элементы кабеля АПвЭПу 1х50

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, имеет круглую форму и может быть как однопроволочной (одножильной), так и многопроволочной. Класс гибкости 1 или 2. Жила обладает высокой электропроводностью и оптимальным соотношением цены и массы.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение локальных перенапряжений и микрополостей на границе раздела жила/изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки) молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся термомеханические свойства. Изоляция сохраняет стабильность при длительной температуре до 90°C и в режиме перегрузки до 130°C, не плавится и не течет при коротком замыкании (до 250°C). Толщина изоляции нормирована стандартами и зависит от номинального напряжения кабеля.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран): Аналогичный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, нанесенный поверх основного изоляционного слоя. Замыкает силовые линии электрического поля внутри изоляции, обеспечивая ее равномерную работу.
• Металлический экран: Поверх экрана по изоляции накладывается медная лента или оплетка из медных проволок. В кабелях на напряжение 10 кВ и выше, включая АПвЭПу, чаще применяется экран в виде медных проволок, наложенных спирально, иногда в сочетании с одной или двумя медными лентами. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки (емкостных токов) в случае повреждения, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.
• Поясная изоляция: В качестве разделительного слоя между металлическим экраном и оболочкой может применяться поясная изоляция в виде ленты или экструдированного слоя полиэтилена. Она предотвращает возможное повреждение оболочки острыми кромками медных проволок экрана.
• Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Этот материал обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), солнечному излучению (УФ) и механическим воздействиям. Толщина оболочки увеличена по сравнению со стандартной, что обеспечивает повышенную защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля АПвЭПу 1х50 регламентируются ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия» и более современными ТУ производителей.

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля АПвЭПу 1х50

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	10/10 кВ (12 кВ), 20/20 кВ (24 кВ), 35/35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	1 х 50 мм²
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	Полиэтилен (ПЭ)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год)
Допустимая температура при КЗ	+250°C (не более 5 секунд)
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию с заказчиком может быть меньше)
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Электрические и механические параметры для кабеля на 10 кВ

Параметр	Значение
Электрическое сопротивление жилы при 20°C, не более	0.641 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	25 кВ (для Uном=10/10 кВ)
Емкость на 1 км длины	Приблизительно 0.25-0.35 мкФ/км
Масса 1 км кабеля	Около 1100-1300 кг (зависит от толщины изоляции и конструкции экрана)
Наружный диаметр (ориентировочно)	Около 35-40 мм

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвЭПу 1х50 предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая районы с высокой коррозионной активностью грунтов, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (либо с учетом стойкости оболочки к УФ). Благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке кабель устойчив к воздействию блуждающих токов, агрессивных сред и механическим повреждениям. Он широко применяется:

• Для сооружения и реконструкции воздушных линий электропередачи (ВЛ) с изолированными проводами (ВЛИ).
• Для вводов от воздушных линий к распределительным устройствам (РУ) трансформаторных подстанций (ТП).
• Для питания мощных промышленных потребителей (насосные станции, компрессорные цеха).
• В городских кабельных сетях 6-35 кВ.
• На объектах нефтегазовой и химической промышленности.

Важное ограничение: Одножильные кабели, такие как АПвЭПу 1х50, при прокладке в ферромагнитных трубах или лотках и при протекании значительных токов нагрузки требуют особого внимания из-за возникновения вихревых токов в металлической оболочке, ведущих к дополнительным потерям и нагреву. Рекомендуется использование немагнитных материалов для крепления и прокладки либо специальные схемы расположения жил (треугольником для трехфазных линий).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвЭПу 1х50:

• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции: Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к термическим перегрузкам и ударам.
• Малая масса и удобство монтажа: По сравнению со свинцовыми или бронированными кабелями в бумажно-масляной изоляции, масса значительно ниже, радиус изгима меньше, что упрощает транспортировку и укладку.
• Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Полностью полимерная конструкция не боится коррозии и влаги, не требует сложных мероприятий по осушению.
• Большая допустимая температура и токовая нагрузка: Длительно допустимая температура +90°C позволяет пропускать больший ток по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с масляным барьером: Монтаж концевых и соединительных муфт проще и быстрее.

Недостатки и особенности:

• Отсутствие брони: Кабель не имеет металлической брони, поэтому при прокладке в земле без защитных труб или плит существует риск механических повреждений от сторонних работ. Для таких условий следует выбирать бронированные модификации (например, АПвБбШп).
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Полиэтиленовая оболочка может быть повреждена острыми предметами.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность соединений, так как попадание влаги под изоляцию муфты недопустимо.
• Явление водного триинга: При длительном нахождении в воде под напряжением в микротрещинах изоляции могут образовываться древовидные каналы, ведущие к пробою. Современные марки XLPE имеют специальные добавки, подавляющие этот эффект.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвЭПу 1х50 должен производиться при температуре окружающего воздуха не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева. Прокладка осуществляется с соблюдением минимального радиуса изгиба. Для соединения и оконцевания используются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

• Соединительные муфты: Предназначены для электрического и механического соединения двух отрезков кабеля. Включают в себя элементы для послойного восстановления изоляции, экранов и оболочки.
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Обеспечивают переход от кабельной изоляции к воздушной в распределительном устройстве или на опоре ВЛ. Восстанавливают градиент электрического поля с помощью изоляторов или полимерных корпусов, заполненных диэлектрическим гелем.
• Стопорные муфты: Используются в кабельных линиях с уклоном для ограничения стекания пропиточного состава (в данном кабеле отсутствует) или в системах с раздельной металлизацией экранов.

Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специализированного инструмента для разделки кабеля (стрипперы, шаблоны) и с соблюдением требований ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций заводов-изготовителей муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвЭПу от АПвПу?

Буква «Э» в маркировке АПвЭПу указывает на наличие экрана по изоляции из электропроводящего (полупроводящего) материала. В маркировке АПвПу этот экран может отсутствовать или быть иной конструкции. Наличие двух полупроводящих экранов (по жиле и по изоляции) является стандартом для кабелей среднего напряжения и критически важно для равномерного распределения электрического поля.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу 1х50 в земле без защиты?

Технически оболочка кабеля позволяет это делать. Однако, согласно ПУЭ (Глава 2.3), прокладка кабелей без брони в земле (траншеях) допускается только при условии защиты от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, полимерные короба и т.д.). На участках с высокой вероятностью земляных работ (города, промзоны) рекомендуется прокладка в асбоцементных, полиэтиленовых или стальных трубах.

Какой кабель выбрать: АПвЭПу или АВБбШв?

Это кабели принципиально разных конструкций. АПвЭПу имеет изоляцию из сшитого полиэтилена и не имеет брони. АВБбШв – кабель с бумажной пропитанной изоляцией, броней из стальных лент и ПВХ оболочкой. АПвЭПу легче, допускает более высокую температуру эксплуатации и большую длину участков без ограничений по перепаду высот. АВБбШв имеет броню, лучше защищающую от механических воздействий, но тяжелее, требует особого внимания к трассам с большим уклоном и сложнее в монтаже муфт. Выбор зависит от условий прокладки, требований к токовой нагрузке и бюджета.

Как заземлять металлический экран одножильного кабеля?

Заземление экранов одножильных кабелей – важнейший вопрос безопасности. Существует три основные схемы: заземление с одной стороны (риск наведения высокого напряжения на незаземленном конце), заземление с двух сторон (при больших токах нагрузки в экране возникают циркулирующие токи, вызывающие нагрев) и поперечное соединение экранов с заземлением в одной точке (применяется для трехфазных линий, позволяет компенсировать магнитное поле и минимизировать потери). Выбор схемы осуществляется на этапе проектирования в зависимости от длины линии, тока нагрузки и требований к надежности.

Как определить необходимое сечение кабеля 50 мм² для конкретного объекта?

Сечение 50 мм² выбирается не произвольно, а на основе расчетов:

1. По длительно допустимому току нагрузки (ПУЭ, Глава 1.3). Учитывается способ прокладки, температура окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную.
2. По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для данного типа потребителя).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания.
4. По экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки).

Для предварительной оценки, длительно допустимый ток для АПвЭПу 1х50, проложенного в земле (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, расстояние между кабелями 250 мм), составляет примерно 180-200 А. Точные данные берутся из расчетных таблиц производителя или справочников.

Каковы особенности хранения кабеля АПвЭПу?

Кабель должен храниться на деревянных поддонах или полках в закрытых складских помещениях, защищенных от прямых солнечных лучей, масел, бензина и активных химических веществ. Допускается хранение под навесом. Барабаны должны располагаться горизонтально. Срок хранения в оригинальной упаковке – до 5 лет. Перед монтажом после длительного хранения рекомендуется проверить целостность оболочки и изоляции.