Кабель АПвЭПу 3-х жильный 6 кВ: полный технический обзор
Кабель АПвЭПу 3-х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из электропроводящего полиэтилена, с медной проволочной экранирующей оплеткой и наружной защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и эффективную работу в условиях повышенных электрических нагрузок и неблагоприятных внешних воздействий.
Расшифровка маркировки АПвЭПу
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен. В данном контексте подразумевается сшитый полиэтилен (обозначается индексом «в» далее).
- в – вид изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- Э – наличие экрана по жилам: экран из электропроводящего сшитого полиэтилена.
- П – тип экранирующей оплетки: медная проволочная оплетка (поясной экран).
- у – материал наружной оболочки: полиэтилен.
- 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
- 6 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических неровностей и предотвращение локальных концентраций напряженности.
- Защита основной изоляции от возможных микрочастиц металла с поверхности жилы.
- Защита от электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Создание пути для тока короткого замыкания в случае пробоя изоляции на оболочку.
- Соединение с контуром заземления для безопасного отвода токов утечки и обеспечения срабатывания защитных устройств.
- Стойкость к растяжению: Кабель рассчитан на стационарную прокладку. Допустимые усилия при прокладке регламентируются производителем и зависят от сечения.
- Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля.
- Климатическое исполнение: УХЛ и Т категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Может эксплуатироваться в широком диапазоне климатических условий, от умеренного до тропического климата.
- Стойкость к распространению горения: Кабель АПвЭПу не распространяет горение при одиночной прокладке. Для исполнений с индексом «нг(А)-HF» обеспечивается пониженное дымо- и газовыделение, а также отсутствие галогенов.
- Магистральные и распределительные линии в сетях 6 кВ.
- Питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, дробилки) на промышленных предприятиях (рудники, обогатительные фабрики, нефтегазовый комплекс, металлургия).
- Соединение ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) с силовыми трансформаторами.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронированные аналоги, такие как АПвБбШв, предпочтительнее).
- Организация электроснабжения в условиях агрессивных сред (химические производства, морское побережье).
- Высокие диэлектрические свойства изоляции: Сшитый полиэтилен имеет более высокую допустимую рабочую температуру (90°C против 70°C для ПВХ и бумажно-масляной изоляции) и лучшую стойкость к тепловым перегрузкам.
- Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой (ААШв, АСБ) кабель АПвЭПу значительно легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает отличную защиту.
- Отсутствие необходимости в ограничениях по перепаду уровней при прокладке: В отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, в СПЭ-кабелях нет миграции пропиточного состава.
- Большая длина строительных отрезков: Возможность поставки бухтами большой длины, что уменьшает количество муфт на линии.
- Простота монтажа и оконцевания: Технология монтажа муфт и концевых заделок для СПЭ-кабелей хорошо отработана.
- Отсутствие брони: Базовая конструкция АПвЭПу не включает бронепокров, поэтому при прокладке в земле (траншеях) без защитных труб или плит существует риск механических повреждений. В таких условиях следует применять бронированные модификации (АПвБбШв).
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Оболочку из ПЭ можно повредить острыми предметами.
- Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями на напряжение до 1 кВ или с изоляцией из ПВХ.
- Требовательность к качеству монтажа: Необходима тщательная зачистка и подготовка изоляции, правильное снятие полупроводящих экранов при установке муфт.
- Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Бывают изолированные (в основном, термоусаживаемые или холодноусаживаемые) и не изолированные (чугунные, эпоксидные).
- Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или трансформатора. Наиболее распространены термоусаживаемые и холодноусаживаемые.
- АПвЭПу – оболочка из полиэтилена (ПЭ). Обладает высокой химической стойкостью и влагонепроницаемостью.
- АПвВПу – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Обладает лучшей стойкостью к распространению горения и более гибкая при отрицательных температурах, но уступает ПЭ в стойкости к некоторым агрессивным химическим средам и длительному воздействию воды.
Таким образом, кабель АПвЭПу – это алюминиевый кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном из электропроводящего полиэтилена, с медной оплеткой и в полиэтиленовой оболочке.
Конструкция кабеля АПвЭПу 3х6 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечений от 25 мм² и выше, как правило, применяются секторные (сегментные) жилы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для малых сечений или многопроволочными. Класс гибкости обычно 1 или 2.
2. Экран по жиле (подушка под изоляцию)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Этот слой выполняет несколько ключевых функций:
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующей вулканизацией (сшивкой). Толщина изоляции нормирована ГОСТ 15150 для напряжения 6 кВ. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах: высоким допустимым уровнем рабочей температуры (до 90°С), стойкостью к тепловым ударам, низкими диэлектрическими потерями.
4. Экран по изоляции (жильный экран)
Поверх основной изоляции накладывается экструдированный слой электропроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – создать равнопотенциальную поверхность вокруг изоляции каждой фазы, что является необходимым условием для силовых кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
5. Поясная изоляция и заполнение
Три экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется промежуточным заполнителем из эластичного материала (например, ПВХ-пластикат или резиновые жгуты) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция в виде ленты или экструдированного слоя.
6. Медная экранирующая оплетка
Поверх поясной изоляции накладывается оплетка из медных луженых проволок. Это важнейший элемент безопасности. Функции медной оплетки:
7. Наружная оболочка
Защитная оболочка из полиэтилена (ПЭ) накладывается экструзией поверх медной оплетки. Полиэтиленовая оболочка обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислотам, щелочам, солям), коррозии и ультрафиолетовому излучению. Это позволяет прокладывать кабель АПвЭПу в земле (траншеях), в кабельных каналах, тоннелях, на эстакадах и по воздуху (при условии отсутствия значительных механических нагрузок).
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (продолжительность 10 мин.) | 15 |
| Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ | 22 |
| Допустимая длительная температура жилы при эксплуатации, °C | 90 |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек), °C | 250 |
| Максимальная температура жилы при перегрузке, °C | 130 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -20 |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 100 |
Механические и климатические параметры
Область применения
Кабель АПвЭПу 3х6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвЭПу:
Недостатки и ограничения:
Выбор сечения и условия прокладки
Выбор сечения жил кабеля АПвЭПу 3х6 кВ осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки и условий окружающей среды. Необходимо руководствоваться ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3. Ниже приведена справочная таблица допустимых токовых нагрузок для различных сечений при прокладке в земле (траншее) и в воздухе.
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток нагрузки при прокладке в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1.2 К·м/Вт), А | Допустимый ток нагрузки при прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C), А | Приблизительный наружный диаметр/масса, мм/кг/км |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 175 | 155 | 55 / 2500 |
| 3х70 | 210 | 190 | 60 / 3200 |
| 3х95 | 255 | 230 | 65 / 4000 |
| 3х120 | 295 | 265 | 70 / 4800 |
| 3х150 | 340 | 305 | 75 / 5800 |
| 3х185 | 385 | 350 | 80 / 6900 |
| 3х240 | 450 | 410 | 87 / 8700 |
Примечание: Данные носят справочный характер. Точные значения необходимо брать из технических каталогов производителя и корректировать согласно ПУЭ с учетом конкретных условий (глубина заложения, температура грунта, количество кабелей в траншее и т.д.).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвЭПу отличается от кабеля АПвПу?
Ключевое отличие – наличие экрана из электропроводящего полиэтилена (индекс «Э»). В АПвПу такой экран отсутствует. Наличие жильного экрана является обязательным для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, так как он выравнивает электрическое поле вокруг изоляции. Кабель АПвПу на напряжение 6 кВ не соответствует современным требованиям к конструкции силовых кабелей среднего напряжения.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу в земле (траншее)?
Да, можно, благодаря влагонепроницаемой полиэтиленовой оболочке. Однако, учитывая отсутствие брони, при прокладке в земле необходимо принять меры для защиты от механических повреждений: использовать защитные плиты, кирпич или прокладывать в трубах. При высоком риске таких повреждений (например, в зонах возможных земляных работ) рекомендуется применять бронированный кабель, например, АПвБбШв.
Как правильно заземлять экран (медную оплетку) кабеля АПвЭПу?
Медная экранирующая оплетка подлежит обязательному заземлению с обеих сторон кабельной линии. Это критически важно для безопасности и корректной работы защитных устройств. Заземление выполняется через специальные контактные лепестки соединительных или концевых муфт, которые соединяются с контуром заземления. В случае применения кабеля длиной более нескольких сотен метров может потребоваться применение поперечного заземления или устройств для ограничения индуцированного напряжения на экране (секционирование экрана).
Какие муфты используются для монтажа кабельных линий из АПвЭПу?
Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-10 кВ. Это могут быть:
Выбор типа муфты зависит от условий эксплуатации, места установки и требований проекта.
В чем разница между кабелями АПвЭПу и АПвВПу?
Основное различие – в материале наружной оболочки:
Выбор зависит от условий прокладки: для сырых и химически агрессивных сред предпочтительнее АПвЭПу, для общих промышленных условий часто применяют АПвВПу.
Какой срок службы у кабеля АПвЭПу?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭПу, заявленный производителями и регламентированный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки (отсутствие систематических перегрузок), качества монтажа и условий окружающей среды.
Заключение
Кабель АПвЭПу 3-х жильный 6 кВ представляет собой современное, надежное и технологичное решение для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комбинированной системе экранирования, обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики. Широкая область применения, от промышленных предприятий до объектов инфраструктуры, делает его универсальным инструментом для энергетиков. Правильный выбор сечения, учет условий прокладки, качественный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации являются залогом долговечной и безопасной работы кабельной линии на основе АПвЭПу.