Кабель АПвКПу 1х50: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПу 1х50 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный, с медной жилой сечением 50 мм², предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность и долговечность в распределительных сетях среднего напряжения.
Расшифровка маркировки АПвКПу 1х50
- А – Алюминиевая токопроводящая жила.
- П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
- в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – Броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
- П – Наружная защитная оболочка (покров) из полиэтилена.
- у – Усиленная оболочка (толстостенный полиэтилен).
- 1х50 – Одна жила сечением 50 квадратных миллиметров.
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ монтажа. Броня из круглых проволок эффективно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих нагрузок. Не требует обязательного применения защитных труб или плит, кроме случаев повышенной внешней нагрузки (например, под дорогами).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Может использоваться в кабельных сооружениях, где требуется защита от возможных падений предметов или наличия грызунов.
- Прокладка в сырых и коррозионно-активных средах: Благодаря полиэтиленовой оболочке кабель устойчив к воздействию влаги, солей, щелочей и кислот, содержащихся в грунте.
- Высокая пропускная способность: Изоляция из сшитого полиэтилена допускает длительную работу при температуре +90°C, что позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией того же сечения.
- Надежность и долговечность: СПЭ не подвержен старению из-за гигроскопичности, не требует сложных систем осушки и подпитки маслом. Усиленная конструкция с броней обеспечивает механическую защиту.
- Стойкость к внешним воздействиям: Комбинация брони и полиэтиленовой оболочки защищает от влаги, агрессивных сред и механических повреждений.
- Удобство монтажа и ремонта: Относительно малый вес (по сравнению со свинцовыми аналогами) и возможность прокладки на большие длины без муфт. Технология монтажа концевой и соединительной муфт отработана.
- Пожарная безопасность: Материалы оболочки и изоляции являются трудновоспламеняемыми и самозатухающими.
- Чувствительность к точечным ударам и надрезам: При транспортировке и монтаже необходимо беречь от повреждения внешнюю полиэтиленовую оболочку, так как ее пробой может привести к коррозии брони.
- Сложность монтажа концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала для зачистки изоляции, монтажа полупроводящих экранов и установки муфт. Некачественный монтаж – основная причина отказов.
- Наличие наведенных токов: Как и все одножильные бронированные кабели, требует правильного заземления брони для устранения циркулирующих токов, вызывающих дополнительные потери.
- Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией (АСБл), но эксплуатационные расходы ниже.
Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, бронированный круглой проволокой, с наружным покровом из полиэтилена усиленного исполнения.
Конструкция кабеля АПвКПу 1х50
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и укладки. Жила может быть компактированной (уплотненной) для уменьшения общего диаметра кабеля.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выровнять распределение электрического поля вокруг жилы, устранить микроскопические воздушные включения и предотвратить локальные перенапряжения на границе «жила-изоляция».
3. Изоляция
Основной изолирующий слой выполнен из силанольносшитого полиэтилена (СПЭ). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические характеристики кабеля. Сшивка молекул полиэтилена повышает его термостойкость, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения.
4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)
Аналогичный полупроводящий слой накладывается поверх изоляции. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля и является частью токопроводящего пути для замыкания емкостных токов.
5. Поясная изоляция
Представляет собой тонкую ленту из полупроводящего материала, которая накладывается поверх экрана по изоляции. Она дополнительно выравнивает поле и защищает основной экран от механических повреждений.
6. Медные экраны (дренажные жилы)
Поверх поясной изоляции накладываются незамкнутые медные экраны в виде медных лент или проволок, а также размещаются отдельные дренажные жилы из меди. Их функция – замыкание цепи экранирования, отвод емкостных токов и обеспечение безопасного потенциала при монтаже и эксплуатации.
7. Разделительный слой
Под броней обычно находится слой из битумной ленты или крепированной бумаги, который предотвращает повреждение внутренних элементов острыми кромками бронепроволок и обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.
8. Броня
Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных с определенным шагом. Броня типа «К» (круглые проволоки) обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий и точечных ударов, что критически важно для прокладки в земле без дополнительной защиты (кабельных лотков).
9. Наружная оболочка
Внешний покров из полиэтилена (индекс «у» означает усиленный) защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия почвы, грунтовых вод, а также от ультрафиолетового излучения при хранении. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к химически активным средам и низким водопоглощением.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для номинального напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ или 8,7/15 (17,5) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90 °C | Длительно допустимая |
| Температура при коротком замыкании (до 5 сек) | +250 °C | Расчетное значение |
| Допустимый ток нагрузки (Iдоп) | ~205 А | Зависит от условий прокладки (в земле, температуре грунта) |
| Сопротивление жилы при +20 °C, не более | 0.641 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 18 кВ (для 6/10 кВ) в течение 10 мин. | На готовом кабеле |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур | От -50 °C до +50 °C (прокладка без предварительного подогрева до -15 °C) |
| Стойкость к агрессивным грунтам | Высокая, благодаря полиэтиленовой оболочке |
| Гарантийный срок эксплуатации | Не менее 5 лет с даты ввода в эксплуатацию |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКПу 1х50 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6-10 кВ (реже 15 кВ) частотой 50 Гц.
Важное замечание: Кабель одножильный, поэтому при использовании в трехфазных сетях необходимо прокладывать три таких кабеля. При этом в траншее их следует располагать в вершинах треугольника (взаимно перекладывая), а для компенсации наводимых токов в броне необходимо выполнять ее поперечное соединение и заземление с обоих концов линии. При несоблюдении правил прокладки одножильных кабелей возможны значительные потери энергии и перегрев из-за наведенных токов в броне.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу 1х50
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами
| Марка кабеля | Конструктивные отличия | Ключевые преимущества/недостатки | Основная область применения |
|---|---|---|---|
| АПвКПу | Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, броня из круглых проволок, полиэтиленовая оболочка. | Высокая стойкость к растяжению, коррозии. Оптимален для прокладки в сложных грунтах. | Прокладка в земле (траншеях) с высокими механическими требованиями. |
| АПвПу | Без брони (отсутствует «К» в маркировке). | Лече и дешевле. Нет защиты от механических повреждений. | Прокладка в кабельных каналах, туннелях, где исключен прямой контакт с грунтом и механические воздействия. |
| АПвБШп | Броня из двух стальных оцинкованных лент (Б), защитный шланг из полиэтилена (Шп). | Лучшая защита от продавливания и грызунов, но меньшая стойкость к растяжению, чем у АПвКПу. | Прокладка в земле с риском повреждения острыми предметами, в несложных грунтах. |
| АСБл | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня из лент, защитный покров. | Меньшая стойкость к тепловым перегрузкам, гигроскопичность, сложность монтажа вертикальных трасс. Ниже стоимость. | Распределительные сети, где традиционно применяются кабели с БПИ. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями АПвКПу и АПвБШп?
Основное отличие – тип брони. АПвКПу имеет броню из отдельных круглых оцинкованных проволок, что обеспечивает высокую устойчивость к растягивающим нагрузкам и используется в грунтах с риском просадок. АПвБШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент, которая лучше защищает от продавливания, порезов и грызунов, но менее устойчива к растяжению. Выбор зависит от конкретных условий прокладки.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвКПу 1х50 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно, но с учетом двух факторов. Во-первых, полиэтиленовая оболочка устойчива к УФ-излучению, но при длительной открытой прокладке рекомендуется дополнительная защита (например, в гофротрубе). Во-вторых, для воздушной прокладки чаще используют кабели без брони (АПвПу) для снижения веса и стоимости, если нет риска механических повреждений. Броня АПвКПу в этом случае будет избыточной, но не запрещенной.
3. Как правильно заземлять броню одножильного кабеля АПвКПу?
При прокладке одной цепи (три кабеля на фазу) броня каждого кабеля должна быть заземлена с обоих концов линии. Для уменьшения потерь на наведенные токи рекомендуется также делать одно или несколько поперечных соединений брони между всеми тремя кабелями по трассе, особенно на длинных линиях. Это создает параллельные пути для наведенных токов и снижает их величину. Схема заземления должна быть отражена в проектной документации.
4. Какое максимальное расстояние между соединительными муфтами рекомендуется для этого кабеля?
Максимальная длина строительной катушки (барабана) для кабеля 50 мм² может достигать 500-700 метров. Теоретически, можно укладывать кабель без муфт на всю эту длину. Однако на практике длину участка ограничивают рельефом местности, условиями раскатки, возможностью размещения кабеля в траншее одним барабаном. Соединительные муфты устанавливают в местах, где невозможно пролисать цельный кусок, или при переходе из земли в сооружение. Главное – обеспечить герметичность муфты.
5. Что означает индекс «у» в маркировке (АПвКПу) и чем он отличается от кабеля без него (АПвКП)?
Индекс «у» означает, что наружная полиэтиленовая оболочка имеет усиленное исполнение – увеличенную толщину стенки по сравнению со стандартной оболочкой. Это повышает стойкость кабеля к механическим воздействиям при укладке в каменистый грунт, к абразивному износу, а также улучшает защиту брони от коррозии. Кабель АПвКП (без «у») имеет оболочку стандартной толщины, что допустимо в нормальных грунтовых условиях.
6. Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретной задачи?
Сечение 50 мм² для кабеля на 6-10 кВ выбирается на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды), потери напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Для ориентира, кабель АПвКПу 1х50, проложенный в земле (температура грунта +15°С, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт), может длительно передавать мощность около 3.5 МВА при напряжении 10 кВ. Точный расчет должен выполнять проектировщик.
7. Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена?
Ключевые этапы: 1) Аккуратная ступенчатая зачистка изоляции с помощью специального шаблона. 2) Тщательное удаление полупроводящего слоя (экрана) без повреждения основной изоляции, часто с применением стрипперов с нагреваемой струной. 3) Шлифовка и очистка поверхности изоляции. 4) Монтация экранирующих и заземляющих элементов. 5) Герметизация всех соединений. Ошибки на любом этапе (задиры изоляции, остатки полупроводящего слоя, плохой контакт заземления) приводят к локальным перенапряжениям и пробою.
Заключение
Кабель АПвКПу 1х50 является современным, надежным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения 6-10 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и механическую защиту броней из круглых проволок в коррозионно-стойкой оболочке, делает его предпочтительным выбором для прокладки в земле в сложных грунтовых условиях. Правильный выбор, проектирование трассы с учетом особенностей одножильных кабелей и квалифицированный монтаж – залог долгой и безаварийной эксплуатации линии на протяжении нескольких десятилетий.