Кабель АПвКПу 1х150: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКПу 1х150 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности в сложных условиях эксплуатации, включая воздействие влаги, механических нагрузок и химически агрессивных сред.

Расшифровка маркировки АПвКПу 1х150

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – броневой покров из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – наружная оболочка из полиэтилена.
• у – индекс, обозначающий кабель в усиленной оболочке, предназначенный для прокладки в условиях повышенной влажности (в т.ч. в земле).
• 1х150 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 150 мм².

Конструкция кабеля АПвКПу 1х150

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ или аналогичной чистоты.
• Секторность: жила, как правило, имеет секторную (сегментную) форму для оптимального заполнения пространства внутри изоляции и уменьшения общего диаметра кабеля.
• Класс гибкости: 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 150 мм² чаще применяется многопроволочная жила, что обеспечивает достаточную гибкость для транспортировки и монтажа.
• Поверхность: гладкая, без заусенцев, часто луженая или покрытая специальной смазкой для облегчения экструзии изоляции и защиты от окисления.

2. Экран по жиле (полупроводящий экран)

Наносится непосредственно на токопроводящую жилу методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена или композиции на его основе. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6-10 кВ и выше.

3. Изоляция

Основной диэлектрический барьер. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или химической сшивки. Этот материал обладает превосходными электротехническими характеристиками по сравнению с традиционной бумажно-пропитанной изоляцией:

• Высокая допустимая рабочая температура: +90°C в длительном режиме, до +250°C при коротком замыкании.
• Низкие диэлектрические потери.
• Высокая стойкость к тепловому старению и влаге.
• Отличные механические свойства.

Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 16442-80 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4.0 мм.

4. Экран по изоляции (полупроводящий)

Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции и обеспечивающую безопасность при касании.

5. Поясная изоляция

Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, накладываемый поверх экрана по изоляции. Служит для выравнивания потенциала и защиты экрана при последующих операциях бронирования.

6. Внутренняя оболочка (под броней)

Выполняется из ПВХ пластиката. Защищает экран от коррозии и механических повреждений броней, а также служит барьером для распространения пламени. Толщина оболочки стандартизирована.

7. Броневой покров

Состоит из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх внутренней оболочки с заданным шагом. Назначение брони:

• Защита от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение, грызуны).
• Повышение стойкости к вибрационным нагрузкам.
• Компенсация электромагнитных усилий при коротких замыканиях в одножильных кабелях.

Диаметр проволок и их количество рассчитываются исходя из требований к механической прочности.

8. Наружная оболочка (защитный шланг)

Выполняется из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности. Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), а также к грибкам и плесени. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки также нормирована и является увеличенной (индекс «у»).

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвКПу 1х150 на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	8,7/10 (12) кВ
Количество и сечение жил	1 x 150 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 100 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин.	25 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)*	~320 А (при прокладке в земле, температуре земли +15°C и глубине 0.7 м)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,206 Ом/км
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 4500 — 5000 кг

• Точное значение зависит от конкретных условий прокладки (температура грунта, тепловое сопротивление, наличие других кабелей и т.д.) и должно рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд.

Сфера применения кабеля АПвКПу 1х150

Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая грунты с высокой коррозионной активностью и повышенной влажностью, а также в кабельных каналах, туннелях, шахтах и по эстакадам. Он широко используется в следующих объектах инфраструктуры:

• Магистральные и распределительные сети 6-10 кВ городского и промышленного электроснабжения.
• Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, насосные станции, компрессорные установки.
• Промышленные предприятия, в том числе с агрессивной средой (химическая, нефтегазовая, горнодобывающая отрасли).
• Объекты железнодорожного транспорта (электрификация).
• В качестве вводов в здания и сооружения при необходимости защиты от механических воздействий.

Важное замечание: Для прокладки в земле обязательно требуется наличие брони и наружной оболочки из полиэтилена (индекс «Пу»), что обеспечивает защиту от коррозии и химической агрессии.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ не подвержен термическому старению в такой степени, как бумажно-пропитанная изоляция, и не требует постоянного контроля уровня пропитки.
• Допустимая температура: Более высокие допустимые температуры (90°C против 70°C для кабелей с бумажной изоляцией) позволяют увеличить пропускную способность линии или использовать кабель меньшего сечения.
• Стойкость к влаге: Полная негигроскопичность изоляции и материалов оболочек. Кабель может прокладываться в траншеях с высоким уровнем грунтовых вод и даже временно находиться в воде.
• Механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает максимальную защиту от повреждений.
• Коррозионная стойкость: Комбинация оцинкованной брони и полиэтиленовой оболочки делает кабель пригодным для прокладки в агрессивных грунтах.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке, меньший вес и большая гибкость по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке (АСБ).

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной изоляцией (типа АСБ) аналогичного сечения и напряжения.
• Чувствительность к точечным повреждениям: При нарушении целостности внешней оболочки и брони влага может распространяться вдоль кабеля под оболочкой, хотя сама изоляция СПЭ влагу не впитывает.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость тщательной заделки концевых и соединительных муфт с использованием специального инструмента и технологий для восстановления экранов и изоляции.
• Ограничения по температуре монтажа: Требует предварительного подогрева при укладке в условиях отрицательных температур.

Особенности монтажа и эксплуатации

При работе с кабелем АПвКПу 1х150 необходимо строго соблюдать правила, изложенные в ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциях заводов-изготовителей.

• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне – подушка из мелкого грунта или песка без камней толщиной 100 мм. После укладки – защитный слой песка и механическая защита (кирпич, сигнальная лента). Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм (рекомендуется 250 мм для улучшения теплоотвода).
• Радиус изгиба: Не менее 15 внешних диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и оболочек.
• Заделка концов: Обязательна установка концевых муфт (КНТп, ПСТп) или кабельных вводов, обеспечивающих герметизацию, восстановление экрана и контроль заземления.
• Заземление: Броня и экраны с двух сторон кабельной линии должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы защит.
• Испытания после монтажа: Линия должна подвергаться испытанию повышенным напряжением постоянного тока (например, 37 кВ в течение 15 мин. для кабеля 10 кВ) для выявления возможных повреждений, полученных при транспортировке и монтаже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвКПу отличается от АПвКП?

Индекс «у» в маркировке АПвКПу указывает на то, что кабель имеет усиленную наружную оболочку из полиэтилена. Это делает его предпочтительным для прокладки непосредственно в земле (траншеях), в условиях высокой влажности и агрессивных сред. Кабель АПвКП (без «у») имеет стандартную толщину оболочки и чаще применяется для прокладки в кабельных сооружениях (каналах, туннелях), где механические и химические воздействия менее интенсивны.

Можно ли использовать АПвКПу 1х150 для прокладки в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от атмосферных воздействий (УФ-излучение, осадки). Однако необходимо учитывать два важных момента: 1) Обязательно применение специальных крепежных средств, не повреждающих оболочку. 2) Для одножильных кабелей при прокладке в воздухе с большими длинами и токами нагрузки необходимо учитывать индуктивное сопротивление и потери на вихревые токи в броне, что может потребовать ее секционирования (перекрестного соединения и заземления в нескольких точках).

Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На какой ток нагрузки оно рассчитано?

Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки и потере напряжения. Указанное в таблице значение ~320 А – справочное для стандартных условий прокладки в земле. Фактический допустимый ток может варьироваться от 250 А до 400 А в зависимости от конкретных условий:

• Реальной температуры грунта (летом может быть +25°C и выше).
• Теплового сопротивления грунта (сухой песок или влажная глина).
• Количества кабелей, проложенных вплотную в одной траншее.

Окончательный расчет должен выполнять проектировщик по методике ПУЭ гл. 1.3.

Требуется ли для кабеля АПвКПу дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из стальных проволок является основной механической защитой. Однако для дополнительной защиты от случайных повреждений при земляных работах в будущем рекомендуется:

• Укладка поверх засыпанного кабеля сигнальной ленты из пластика.
• В местах с повышенным риском (переходы через дороги, въезды на территорию) – укладка в асбоцементных или полимерных трубах, либо в бетонных лотках.

Использование труб по всей длине трассы не рекомендуется, так как ухудшает теплоотвод и снижает пропускную способность кабеля.

Какие муфты используются для соединения и оконцевания АПвКПу 1х150?

Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные муфты:

• Соединительные муфты: Типа 3Стп-10/150 или аналогичные. Это термоусаживаемые или холодноусаживаемые (заливные) муфты, которые обеспечивают восстановление всех слоев кабеля: изоляции, экранов, броневой защиты и наружной оболочки.
• Концевые муфты: Типа КНТп-10/150 (наружная установка) или ПСТп-10/150 (внутренняя установка в КРУ). Также могут быть проходные муфты для ввода в трансформаторы или другое оборудование.

Крайне важно, чтобы монтаж муфт выполнялся квалифицированным персоналом с соблюдением технологии производителя.

В чем ключевое отличие от кабеля АВБбШв 1х150?

АВБбШв – кабель на напряжение до 1 кВ. Его конструкция проще: нет экранов по жиле и изоляции, изоляция жилы – из ПВХ, броня – из двух стальных лент (индекс «Бб»), защитный шланг – из ПВХ (индекс «Шв»). АПвКПу – кабель среднего напряжения (10 кВ) с более сложной конструкцией, включающей экраны и изоляцию из СПЭ, а также броню из проволок. Они предназначены для разных классов напряжения и не являются взаимозаменяемыми.

Нужно ли заземлять броню и экран кабеля АПвКПу?

Да, обязательно. Экран (металлическая оплетка или повив поверх полупроводящего слоя) и броня должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это делается для:

• Обеспечения безопасности персонала (снятие потенциала).
• Правильной работы устройств релейной защиты и автоматики (защит от замыканий на землю).
• Создания пути для токов утечки и токов КЗ.

В некоторых случаях, при больших длинах линий, может применяться одноточечное или кросс-заземление экрана для снижения потерь.