Кабель АПвКПу 1-х жильный

Кабель АПвКПу 1-х жильный: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвКПу 1-х жильный представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из гофрированной стальной ленты и усиленным наружным защитным покровом. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в земле (в туннелях, каналах) и в воде, в условиях агрессивных сред, при наличии опасности механических повреждений и блуждающих токов. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность и длительный срок службы в напряженных эксплуатационных условиях.

Расшифровка маркировки АПвКПу

    • А – Алюминиевая токопроводящая жила.
    • П – Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
    • в – Защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
    • К – Броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
    • П – Наружный защитный покров (подушка) в виде пластмассовой ленты.
    • у – Усиленный защитный покров (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.
    • 1-х жильный – Конструкция с одной токопроводящей жилой.

    Конструкция кабеля АПвКПу 1-х жильный

    Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокий уровень защиты и производительности.

    1. Токопроводящая жила

    Изготавливается из алюминия (марок А5, А5Е, А6, А6Е по ГОСТ 22483). Жила может быть секторной или круглой формы, однопроволочной (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочной (сечением 300 мм² и выше). Класс гибкости – 1 или 2. Использование алюминия делает кабель значительно легче и экономичнее по сравнению с медными аналогами при сохранении способности передавать большие мощности.

    2. Изоляция

    Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации полиэтилена, в результате чего его молекулы образуют трехмерную сетчатую структуру. Это придает изоляции ряд ключевых преимуществ:

    • Повышенная термостойкость: длительно допустимая температура жилы +90°C, максимальная при коротком замыкании +250°C.
    • Высокая механическая прочность и стойкость к растрескиванию.
    • Отличные диэлектрические характеристики, низкие диэлектрические потери.
    • Стойкость к влаге и химическим реагентам.

    Толщина изоляции нормируется в соответствии с номинальным напряжением кабеля.

    3. Экран по изоляции

    Состоит из двух обязательных элементов:

    • Экран из электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты: Наносится непосредственно на изоляцию. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, устраняя локальные перенапряжения.
    • Медный экран: Выполняется в виде медных проволок, наложенных поверх электропроводящего слоя, или в виде медной ленты. Предназначен для проведения токов утечки и токов короткого замыкания. Сечение медного экрана строго нормируется стандартами (например, 16, 25 или 35 мм² в зависимости от сечения жилы). Для одножильных кабелей экран является обязательным элементом для обеспечения симметрии электрического поля и безопасности.

    4. Защитная оболочка (внутренняя)

    Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Наносится поверх экрана. Защищает экран от механических повреждений, влаги и агрессивных сред, а также служит основой для наложения брони.

    5. Броня

    Выполнена из стальных оцинкованных проволок круглого сечения (индекс «К» в маркировке). Броня обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, сдавливания грунтом, а также от грызунов. В отличие от ленточной брони, проволочная броня лучше воспринимает растягивающие нагрузки, что критически важно для прокладки в грунтах с неустойчивой структурой или на участках с возможными смещениями.

    6. Наружный защитный покров

    Включает в себя два слоя:

    • Подушка (покров типа «П»): Наносится в виде пластмассовых лент поверх брони. Предотвращает коррозию брони и повреждение внутренней оболочки острыми краями проволок при изгибах кабеля.
    • Усиленная наружная оболочка (покров типа «у»): Выполняется из толстого слоя ПВХ-пластиката. Обеспечивает комплексную защиту брони от коррозии, влаги, химически активных веществ (кислот, щелочей, солей), содержащихся в грунте или воде. Обозначение «у» указывает на увеличенную толщину этого слоя по сравнению со стандартными кабелями.

    Основные технические характеристики

    Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвКПу

    ПараметрЗначение / Описание
    Номинальное напряжение, U0/UОт 6/10 кВ до 20/35 кВ (наиболее распространены 6/10 и 10/15 кВ)
    Частота тока50 Гц
    Количество и сечение жил1 жила, сечением от 50 до 800 мм² и более
    Длительно допустимая температура жилы+90°C
    Макс. температура при КЗ (до 4 сек)+250°C
    Минимальная температура прокладки-15°C (без предварительного прогрева)
    Минимальный радиус изгибаНе менее 15 наружных диаметров кабеля
    Срок службыНе менее 30 лет
    Испытательное напряжение переменным токомДля кабеля 10 кВ: 30 кВ в течение 10 мин.
    Для кабеля 35 кВ: 65 кВ в течение 10 мин.

    Таблица 2. Примеры сечений и массогабаритных показателей (АПвКПу 1х120-1х300 на 10 кВ)

    Сечение, мм²Наружный диаметр, мм (прибл.)Масса 1 км, кг (прибл.)Допустимый длительный ток в земле, А*
    1х120453500300
    1х150484100340
    1х185514800385
    1х240555800440
    1х300596900495

  • Точные значения токов нагрузки зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее и их взаимного расположения) и должны рассчитываться по методикам, приведенным в ПУЭ и ГОСТ Р 50571.

  • Область применения и особенности монтажа

    Кабель АПвКПу 1-х жильный предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

    • Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунта, включая насыпные и просадочные грунты.
    • Прокладка в воде (через реки, озера, каналы). Проволочная броня эффективно противостоит гидростатическому давлению и течениям.
    • Прокладка в коллекторах, туннелях, кабельных каналах, где возможны механические воздействия.
    • Участки с наличием блуждающих токов.
    • Вводы на территории промышленных предприятий, нефтехимических комбинатов, шахт, портов.

    Критически важные особенности монтажа одножильных кабелей:

    • Компенсация индуктивности и потерь: При прокладке кабелей на среднее и высокое напряжение большой длины (более нескольких сотен метров) необходимо учитывать индуктивность и емкостные токи. Для снижения потерь и обеспечения нормального режима работы сети одножильные кабели должны прокладываться в треугольной или плоской formation с перевязкой фаз и с соблюдением определенного расстояния между ними. Для компенсации зарядного тока могут потребоваться реакторы.
    • Учет вихревых токов в броне: В одножильных кабелях с магнитной (стальной) броней при протекании переменного тока по жиле в броне наводятся вихревые токи, вызывающие дополнительные потери и нагрев. Поэтому для кабелей на напряжение выше 1 кВ и сечением жилы более 240 мм², согласно ПУЭ, рекомендуется использовать кабели с немагнитной броней (из алюминия или нержавеющей стали) или выполнять специальные меры, например, перекрестное соединение брони и ее заземление только в одной точке. Марка АПвКПу со стальной броней требует тщательного теплотехнического расчета при больших сечениях и токах нагрузки.
    • Заземление экранов: Экран (медные проволоки) одножильного кабеля должен быть заземлен с двух концов для обеспечения прохождения токов короткого замыкания и безопасности. При большой длине линии может потребоваться поперечное заземление экранов в промежуточных точках для ограничения наведенного напряжения.

    Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу 1-х жильный

    Преимущества:

    • Высокая механическая прочность: Проволочная броня обеспечивает максимальную защиту от растяжения и ударов.
    • Отличная коррозионная стойкость: Усиленный наружный покров из ПВХ и оцинкованная броня надежно защищают от влаги и химикатов.
    • Надежность изоляции: Сшитый полиэтилен сохраняет свойства в широком температурном диапазоне и устойчив к тепловому старению.
    • Экономичность: Использование алюминия снижает стоимость кабельной линии, особенно на больших сечениях.
    • Пригодность для сложных трасс: Возможность прокладки в грунтах с неустойчивой структурой и в водных преградах.

    Недостатки и ограничения:

    • Большой вес и радиус изгиба: Жесткая конструкция с броней усложняет транспортировку и монтаж на трассах с частыми поворотами.
    • Наличие потерь в броне: Для мощных линий необходимы дополнительные расчеты потерь из-за вихревых токов в стальной броне.
    • Особенности монтажа одножильных линий: Требуется тщательное проектирование взаимного расположения фаз, систем заземления экранов и компенсации.
    • Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ленточной броне (АПвБбШв) из-за более сложной конструкции бронирования.

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвКПу и АПвБбШв?

    Ответ: Основное отличие – в типе брони. АПвКПу имеет броню из стальных проволок (индекс «К»), а АПвБбШв – из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б»). Проволочная броня (К) обладает значительно более высокой стойкостью к растягивающим усилиям, что делает АПвКПу предпочтительным для прокладки в воде, в неустойчивых грунтах и на участках с риском смещения. Ленточная броня (Б) в основном защищает от сдавливания и механических повреждений при раскопках, но плохо сопротивляется растяжению.

    Вопрос 2: Почему для одножильного кабеля на 10 кВ и выше обязательно наличие экрана?

    Ответ: Экран (заземленный проводящий слой вокруг изоляции) выполняет несколько ключевых функций: 1) Выравнивает электрическое поле, делая его радиально-симметричным, что предотвращает локальные перенапряжения и пробой изоляции. 2) Замыкает на себя токи утечки, обеспечивая безопасность для персонала. 3) Служит для проведения токов короткого замыкания. В трехжильных кабелях экраны также обязательны на средние и высокие напряжения.

    Вопрос 3: Как правильно заземлять броню и экран кабеля АПвКПу?

    Ответ: Согласно ПУЭ (глава 2.3):

    • Экран (медные проволоки): Должен быть заземлен с обоих концов кабельной линии. Для длинных линий (обычно более 500-1000 м) рекомендуется дополнительное поперечное соединение экранов в промежуточных точках для снижения наведенного напряжения.
    • Броня (стальные проволоки): Также подлежит заземлению с двух концов для безопасности. Однако для одножильных кабелей с целью снижения потерь от вихревых токов допускается заземление брони только в одной точке (обычно в начале линии) при условии, что броня не используется в качестве заземляющего проводника. Этот момент требует отдельного расчета и должен быть отражен в проекте.

    Вопрос 4: Можно ли прокладывать АПвКПу в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

    Ответ: Да, прокладка возможна, но с учетом значительного веса кабеля и необходимости защиты от прямых солнечных лучей. ПВХ-оболочка кабеля АПвКПу имеет ограниченную стойкость к УФ-излучению. При открытой прокладке рекомендуется использование кабелей с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (марка АПвКПу-ХЛ) или применение защитных кожухов/лотков.

    Вопрос 5: Как выбрать между одножильным (3хАПвКПу-1) и трехжильным (АПвВПу) кабелем на 10 кВ?

    Ответ: Выбор зависит от условий прокладки и экономических факторов.

    • Одножильные кабели (3хАПвКПу-1): Легче в транспортировке и монтаже (отдельные более легкие барабаны), удобнее на сложных трассах. Однако требуют специального расчета взаимного расположения фаз, приводят к большим потерям в броне (из-за вихревых токов) и, как правило, имеют большую общую стоимость линии из-за необходимости трех отдельных кабелей и более сложного монтажа муфт.
    • Трехжильный кабель (АПвВПу): Компактнее, потери в общей броне меньше, монтаж соединительных муфт проще и дешевле. Главный недостаток – огромный вес и габариты барабана, что делает транспортировку и размотку на трассе крайне сложной для сечений выше 240-300 мм².

Для линий большой мощности и длины часто предпочтение отдается одножильным кабелям из-за практических соображений монтажа.

Заключение

Кабель АПвКПу 1-х жильный является специализированным решением для строительства надежных кабельных линий среднего и высокого напряжения в наиболее тяжелых условиях. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, мощной проволочной брони и усиленного защитного покрова, обеспечивает длительную и безотказную работу в коррозионных грунтах, под водой и при риске механических повреждений. Правильный выбор, проектирование и монтаж этой кабельной продукции с учетом особенностей одножильного исполнения (расположение фаз, заземление, компенсация) являются залогом создания эффективной и безопасной системы электроснабжения на десятилетия.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.