Кабель АПвЭПу 1х70
Кабель АПвЭПу 1х70: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвЭПу 1х70 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой токопроводящей жилой сечением 70 мм², в экране из медных проволок и с внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ и 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где могут возникать длительные (до 8 часов в сутки) перенапряжения.
Расшифровка маркировки АПвЭПу 1х70
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – индекс, обозначающий, что полиэтиленовая изоляция является вулканизированной (сшитой).
- Э – наличие экрана поверх изоляции жилы.
- П – материал внешней оболочки: полиэтилен.
- у – индекс, указывающий на усиленную конструкцию оболочки, стойкую к механическим воздействиям.
- 1х70 – количество и сечение основной токопроводящей жилы: одна жила сечением 70 квадратных миллиметров.
- Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Служит проводником для токов утечки и, в аварийном режиме, для токов короткого замыкания.
- Обеспечивает безопасность при обслуживании.
- Воздушные линии электропередачи: Прокладка на тросах по стенам зданий, опорам ЛЭП. Усиленная полиэтиленовая оболочка «у» обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям (УФ-излучение, осадки, перепады температур).
- Прокладка в земле (траншеях): Допускается прокладка непосредственно в грунте, в том числе с высокой коррозионной активностью, при условии отсутствия механических нагрузок (растяжения, ударов). Рекомендуется использование защитных плит или труб в местах с повышенным риском повреждения.
- Прокладка в кабельных каналах, блоках, тоннелях и коллекторах: Кабель оптимален для использования в инфраструктуре городов и промышленных предприятий.
- Вводы на трансформаторные подстанции и распределительные устройства (РУ): Благодаря экрану и надежной изоляции, кабель безопасно подключается к электрооборудованию.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией.
- Стойкость к термическим перегрузкам и КЗ: Изоляция XLPE сохраняет свойства при высоких аварийных температурах.
- Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции.
- Устойчивость к влаге: Полностью полиэтиленовая конструкция (изоляция и оболочка) обладает высокой стойкостью к влагопоглощению.
- Коррозионная стойкость: Отсутствие металлических элементов, кроме экрана, защищенного оболочкой, делает кабель стойким к агрессивным средам.
- Малый вес и удобство монтажа: По сравнению со свинцовыми или бронированными аналогами.
- Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Отсутствие брони: Кабель не предназначен для прокладки в земле с высокими механическими нагрузками (например, в зонах подвижек грунта, прямого давления тяжелой техники) без дополнительной защиты (трубы, плиты).
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Усиленная оболочка защищает от истирания, но может быть повреждена острыми предметами.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба, использовать специальные инструменты для разделки и термоусаживаемые материалы для герметизации концевых муфт.
- Наличие циркулирующих токов в экране: При двухстороннем заземлении в протяженных линиях приводит к дополнительным потерям.
- Соединительные муфты: Для стыковки двух отрезков кабеля. Используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые комплекты, обеспечивающие герметизацию, восстановление экрана и изоляции.
- Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Для подключения кабеля к шинам РУ, трансформаторам или аппаратам. Наиболее распространены термоусаживаемые муфты, а также муфты с жидкой изоляцией (заливные). Для перехода с кабеля на воздушную линию используются проходные изоляторы или концевые муфты специального исполнения.
Конструкция кабеля АПвЭПу 1х70
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность изделия в тяжелых условиях эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 70 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс жилы (1 или 2) указывается в договоре поставки. Жила имеет круглую форму. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономическую эффективность кабеля по сравнению с медными аналогами.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул), что придает ему выдающиеся термомеханические свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), устойчивость к деформациям и старению. Толщина изоляции нормирована стандартами и для напряжения 20 кВ составляет, как правило, 5.5 мм, а для 35 кВ – 9.0 мм.
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный слой полупроводящего материала. Он, совместно с экраном на жиле, создает идеально гладкое цилиндрическое электрическое поле внутри изоляции.
5. Экранирующая оболочка (металлический экран)
Поверх полупроводящего экрана на изоляции наложен металлический экран. В кабеле АПвЭПу он выполнен в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:
6. Внешняя защитная оболочка
Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) или полиэтилена повышенной прочности. Обозначение «у» в маркировке указывает на ее усиленную конструкцию. Оболочка защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных химических веществ, ультрафиолетового излучения и служит дополнительным барьером для электрического контакта. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20/35 кВ (24 кВ) |
| Количество и сечение жил | 1 x 70 мм² |
| Материал жилы | Алюминий |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90 °C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130 °C (не более 8 ч/сут, 100 ч/год) |
| Температура при коротком замыкании | +250 °C (не более 5 с) |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Строительная длина | Не менее 250 м (по согласованию возможны отрезки от 150 м) |
| Климатическое исполнение | УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 |
| Диапазон рабочих температур эксплуатации | От -50 °C до +50 °C |
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Электрическое сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более | 0.443 Ом/км |
| Допустимый длительный ток в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт, +25 °C) | ~250 А |
| Допустимый длительный ток в воздухе (+25 °C) | ~275 А |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин. | 50 кВ (для 20 кВ) / 65 кВ (для 35 кВ) |
| Масса 1 км кабеля | Приблизительно 1800 — 2200 кг |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвЭПу 1х70 применяется для создания и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы использования:
Важное замечание: Для одножильных кабелей в переменном поле необходимо учитывать наведение ЭДС на металлических элементах (экран, броня). При прокладке в земле или в неметаллических трубах экран должен быть заземлен с двух сторон для протекания циркулирующих токов. В случаях, когда требуется исключить циркулирующие токи, применяют одноточечное заземление или кросс-соединение экранов. При прокладке в стальных трубах или наличии ферромагнитных элементов между жилами, экран, как правило, заземляется с одной стороны.
Преимущества и недостатки кабеля АПвЭПу 1х70
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Сравнение с аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная сфера применения |
|---|---|---|
| АПвЭПу | Алюминиевая жила, изоляция XLPE, экран-оплетка, оболочка ПЭ усиленная. Без брони. | Воздушные линии, кабельные сооружения, грунт без механических нагрузок. |
| АПвПу | Отличие в материале экрана: у АПвПу экран выполнен в виде медной ленты, а не оплетки из проволок. Менее гибкий, но дешевле. | Там же, где и АПвЭПу, но при меньших требованиях к гибкости и стойкости к многократным изгибам. |
| АПвБбШп | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб») и защитного шланга из полиэтилена («Шп»). | Прокладка в земле (траншеях) с высоким риском механических повреждений. |
| АСБл | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня, защитный покров. Устаревшая, но надежная конструкция. | Замена в существующих сетях. Требует соблюдения перепадов уровней при прокладке из-за стекания пропитки. |
| ПвП 1х70 | Медная жила (отсутствие «А» в маркировке), изоляция XLPE. Более высокая проводимость, стоимость и вес. | Объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и компактности (шаг прокладки), при ограничении по сечению. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Чем отличается кабель АПвЭПу от АПвПу?
Основное отличие заключается в конструкции металлического экрана. В АПвЭПу экран выполнен в виде оплетки из медных проволок (индекс «Э»). В АПвПу (без «Э») экран выполнен из одной или двух медных лент, наложенных спирально. Оплетка обеспечивает большую гибкость, лучшее сопротивление токам короткого замыкания и большую стойкость к многократным изгибам. Ленточный экран дешевле, но менее гибок.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу 1х70 непосредственно в земле?
Да, можно, но с существенными оговорками. Кабель не имеет брони, поэтому прокладка допустима только в траншеях без механических нагрузок (растяжения, вибрации, ударов). Обязательно требуется песчаная подушка на дне траншеи, засыпка мягким грунтом или песком сверху и укладка сигнально-защитной ленты. В местах с повышенным риском повреждения (под дорогами, вводы в здания) кабель необходимо защищать трубами (ПНД, асбоцементными) или железобетонными плитами.
3. Как заземлять экран одножильного кабеля АПвЭПу?
Способ заземления зависит от длины линии и способа прокладки. При прокладке в земле или в неметаллических трубах, как правило, применяется двухстороннее заземление экрана на обоих концах линии. Это обеспечивает безопасность, но приводит к циркуляции токов в экране. Для линий длиной более нескольких сотен метров или при высоких нагрузках циркулирующие токи могут вызывать значительные потери. В этом случае рассматривают схемы с одноточечным заземлением или кросс-соединением экранов (для трехжильных кабелей или систем из трех одножильных). Окончательное решение принимается на основе расчета и должно быть отражено в проектной документации.
4. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвЭПу 1х70?
Для соединения и оконцевания кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются специальные муфты:
Качество монтажа муфт критически важно для надежности всей кабельной линии.
5. Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы кабеля АПвЭПу при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и обслуживания составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и зависит от факторов: стабильность питающего напряжения (отсутствие длительных перенапряжений), температурный режим (недопущение хронических перегрузок), отсутствие механических повреждений, коррозионная активность среды, качество монтажа соединительных муфт.
6. Почему для сетей 20-35 кВ часто выбирают именно одножильный кабель, а не трехжильный?
Выбор между тремя одножильными кабелями (1х70) и одним трехжильным (3х70) обусловлен несколькими технико-экономическими факторами. Одножильные кабели проще в производстве и транспортировке (меньший вес бухты), их легче монтировать на сложных трассах (меньший радиус изгиба для одного кабеля). При повреждении одной жилы заменяется только один кабель, а не весь трехжильный. Однако для прокладки трех одножильных кабелей требуется большее пространство (их необходимо укладывать треугольником или в ряд с определенным шагом для уменьшения взаимного нагрева и уравнивания индуктивных сопротивлений), а монтаж муфт и заземления экранов сложнее. Трехжильный кабель компактнее, но тяжелее и требует более аккуратного обращения с большим радиусом изгиба.
Заключение
Кабель АПвЭПу 1х70 является современным, надежным и экономически эффективным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения 20-35 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной полиэтиленовой оболочке, обеспечивает высокую пропускную способность, долговечность и стойкость к внешним воздействиям. Ключевыми для корректной эксплуатации являются правильный выбор способа прокладки, грамотное заземление экрана и высококачественный монтаж с использованием специализированной кабельной арматуры. Понимание деталей конструкции, характеристик и ограничений данного кабеля позволяет проектировщикам и монтажникам оптимально интегрировать его в энергетическую инфраструктуру, обеспечивая бесперебойное и безопасное электроснабжение.