Кабель АПвЭПу 3х95: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвЭПу 3х95 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном и внешней защитной оболочкой из полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена; в – внутренняя защитная оболочка (экран) из вулканизированного полиэтилена; Э – экран из медных проволок; пу – наружная оболочка из полиэтилена. Цифра 3 обозначает количество основных жил, а 95 – номинальное сечение каждой жилы в мм².

Конструкция кабеля АПвЭПу 3х95

Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 95 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности), многопроволочная, класса 2 по гибкости. Это позволяет снизить общий диаметр кабеля и облегчить его монтаж.
• Фазная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловому старению и трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.
• Экран на жиле (пофазный): Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, устраняя локальные перенапряжения и микрополости.
• Поясная изоляция: Три изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков для придания кабелю круглой формы.
• Внутренняя защитная оболочка (в): Поверх скрученных жил накладывается оболочка из вулканизированного полиэтилена. Она служит основой для наложения металлического экрана и обеспечивает дополнительную механическую и электрическую защиту.
• Металлический экран (Э): Выполнен в виде оплетки из медных проволок или, реже, в виде медной ленты. Его основное назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.
• Наружная оболочка (пу): Защитная оболочка из полиэтилена высокого давления (ПЭВП). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), солнечному излучению (УФ) и механическим воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвЭПу 3х95 регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля на напряжение 10 кВ.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	6/10; 8,7/15; 12/20
Количество и сечение основных жил, мм²	3х95
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки и монтажа	-15°C (без предварительного прогрева)
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (может оговариваться с заказчиком)
Сопротивление изоляции при +20°C, не менее	100 МОм·км
Электрическое сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,320 (для алюминия)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ/5 мин.	Для кабеля 10 кВ: 25 кВ

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвЭПу 3х95 предназначен для прокладки в земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (или с учетом стойкости оболочки к УФ). Благодаря полной влагостойкости и герметичности конструкции, он может использоваться в условиях повышенной влажности, в том числе в заболоченной местности, в грунтах с высокой коррозионной активностью (блуждающие токи, наличие солей, щелочей). Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Основные сферы применения:

• Магистральные и распределительные линии в сетях 6-20 кВ.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, промышленных предприятий.
• Вводы в здания и сооружения.
• Устройство ответвлений от воздушных линий (СИП) в кабельные.

Расчетные электрические параметры: токи нагрузки и КЗ

Для проектирования сетей критически важны данные по допустимым длительным токам нагрузки и стойкости к токам короткого замыкания. Приведенные ниже данные являются справочными; точный расчет должен учитывать условия прокладки, температуру грунта, количество кабелей в траншее и другие факторы.

Допустимые длительные токи нагрузки для кабеля АПвЭПу 3х95 (10 кВ) при прокладке в земле (температура грунта +15°С, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт)

Количество кабелей в траншее	Допустимый ток, А
1	260
2	230
3	210

Допустимые длительные токи нагрузки для кабеля АПвЭПу 3х95 (10 кВ) при прокладке в воздухе (температура воздуха +25°С)

Условия прокладки	Допустимый ток, А
Одиночная прокладка	250
В пучке (в нескольких рядах)	~200 (требуется поправочный коэффициент)

Термическая стойкость к токам короткого замыкания: Для кабеля АПвЭПу 3х95 расчетное значение допустимого тока короткого замыкания (I_кз) на жилу сечением 95 мм² при длительности до 4 секунд и начальной температуре +90°C составляет приблизительно 9.5 кА. Точное значение рассчитывается по формуле: I = S

• K / √t, где S – сечение жилы (мм²), t – время действия КЗ (с), K – коэффициент (для алюминия с изоляцией из XLPE принимается ~94).

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвЭПу требует соблюдения правил для кабелей высокого напряжения. Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров. При прокладке в траншее необходима песчаная подушка и засыпка, а также защита кирпичом или сигнальной лентой. При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева.

Для соединения и оконцевания используются специализированные кабельные муфты: соединительные (СТп, СТпИ) и концевые (КНт, КВпт) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Монтаж муфт должен производиться квалифицированным персоналом с использованием точной технологии разделки кабеля, которая включает послойное удаление оболочек, заземление экрана, установку изоляционных и полупроводящих компонентов.

Сравнение с аналогами и выбор альтернатив

Кабель АПвЭПу является одним из представителей семейства кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Его часто сравнивают с другими марками:

• АПвПу: Отсутствует экран из медных проволок (Э). Применяется в сетях с заземленной нейтралью, где не требуется высокий уровень защиты от помех. Стоит дешевле.
• АПвБбШп: Имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Бб) и защитный шланг из полиэтилена (Шп). Применяется при повышенных рисках механических повреждений (камни, грунтовые подвижки). Более тяжелый и дорогой.
• АВВГ: Кабель с ПВХ изоляцией и оболочкой. Уступает по температурному режиму (+70°C), стойкости к влаге и термической нагрузке. Применяется в менее ответственных сетях до 1 кВ, для АПвЭПу сравнение некорректно из-за разного класса напряжения.
• Кабель с медными жилами (ПвЭПу): Медный аналог имеет меньший диаметр жилы при том же сечении, меньшее электрическое сопротивление, больший допустимый ток и стойкость к КЗ, но существенно более высокую стоимость. Выбор между алюминием и медью является технико-экономическим.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-пропитанной (БПИ)?

Изоляция XLPE обладает более высокими диэлектрическими и механическими свойствами, не требует ограничений по перепаду высот при прокладке (отсутствует стекание пропиточного состава), допускает более высокую рабочую температуру (+90°C против +70°C для БПИ), имеет меньший вес и диаметр, а также большую стойкость к тепловому старению и влаге.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу 3х95 в воздухе?

Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе (в кабельных сооружениях, по эстакадам). Однако при открытой прокладке на солнце рекомендуется использование кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой или защита кожухами/лотками. Полиэтиленовая оболочка (пу) в базовом исполнении обладает ограниченной стойкостью к длительному прямому УФ-облучению.

Как правильно заземлять экран кабеля АПвЭПу?

Металлический экран (оплетка) подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала, снятия электромагнитных помех и обеспечения нормальной работы релейной защиты. В концевых муфтах экран выводится на отдельный заземляющий проводник или на земляной болт муфты. Система заземления должна соответствовать ПУЭ.

Каков срок службы кабеля АПвЭПу 3х95?

Номинальный срок службы кабеля при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется условиями окружающей среды, режимами нагрузки (включая перегрузки) и качеством монтажа соединений.

Чем отличается маркировка «пу» от «шв» или «шп»?

«пу» – наружная оболочка из полиэтилена. «шв» – защитный шланг (оболочка) из ПВХ пониженной горючести. «шп» – защитный шланг из полиэтилена. Кабель с оболочкой «шв» (например, АПвЭВ) имеет лучшую стойкость к распространению горения при групповой прокладке, но меньшую химическую и водостойкость по сравнению с полиэтиленом («пу», «шп»).

Как определить необходимое сечение 95 мм² для конкретного объекта?

Сечение выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом условий прокладки, а также проверяется на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания. Для ориентировочной оценки мощности, которую может передавать кабель АПвЭПу 3х95 при напряжении 10 кВ, можно использовать формулу: P = √3 U I cosφ. При I=260 А и cosφ=0.95, мощность составит примерно √3 10000 260 0.95 ≈ 4.3 МВт.