Кабель АПвКПу 630 мм
Кабель АПвКПу 630 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПу 630 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из медных проволок и спирально наложенной медной ленты, с защитным покровом из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 или 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля АПвКПу 630 мм² оптимизирована для работы в условиях высокой влажности, включая прокладку в земле (траншеях), воде, а также в агрессивных средах при условии отсутствия растягивающих усилий.
Расшифровка маркировки АПвКПу 630 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- К – экран из медных проволок (концентрических) поверх скрученных жил.
- П – экран из медных проволок (concentric wires).
- у – усиленная защитная оболочка из полиэтилена.
- 630 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Номинальное напряжение: 6, 10, 20, 35 кВ.
- Максимально допустимое рабочее напряжение: 7.2, 12, 24, 40.5 кВ соответственно.
- Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 18 кВ (для 6/10 кВ) в течение 10 минут.
- Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 100 МОм·км.
- Емкость: ориентировочно 0.3-0.4 мкФ/км.
- Индуктивность: ориентировочно 0.3-0.4 мГн/км.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Допустимая температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
- Стойкость к воздействию относительной влажности воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
- Срок службы: не менее 30 лет.
- Питание крупных промышленных предприятий, цехов, горно-обогатительных комбинатов.
- Устройство вводов и выводов на подстанциях 6-35 кВ.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности и грунтах с высокой влажностью благодаря герметичной полиэтиленовой оболочке.
- Прокладка через водные преграды (реки, озера) при условии отсутствия значительных растягивающих нагрузок.
Конструкция кабеля АПвКПу 630 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или сегментной формы, изготовленная из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Секторная форма позволяет минимизировать диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в кабельных линиях. Для сечения 630 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость.
2. Фазная изоляция
Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, отличными температурными характеристиками (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), стойкостью к термоокислительному старению и воздействию влаги.
3. Экран на жиле
Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение локальных перенапряжений на поверхности изоляции.
4. Скрутка изолированных жил
Изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе с заполнением промежутков между ними. В качестве заполнителя используется экструдированный или наложенный в виде жгутов материал (например, полиэтиленовая лента).
5. Поясная изоляция и общий экран
Поверх скрученных жил накладывается поясная изоляция, а затем – общий экран. В кабеле марки АПвКПу общий экран комбинированный: он состоит из спирально наложенной медной ленты (толщиной не менее 0,1 мм) и поверх нее – повив из медных проволок (сечением, как правило, 16-25 мм²). Это обеспечивает высокую стойкость к токам короткого замыкания и механическую прочность экрана.
6. Внутренняя оболочка
Поверх общего экрана накладывается внутренняя герметизирующая оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она служит для защиты экрана от коррозии и механических повреждений, а также для придания конструкции дополнительной герметичности.
7. Броня и наружная оболочка
Далее следует броня из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий (давление грунта, случайные повреждения при раскопках). Завершает конструкцию наружная защитная оболочка из полиэтилена (обозначение «у»), которая предохраняет броню от химической коррозии в агрессивных грунтах и обеспечивает высокие гидроизоляционные свойства.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики (для Uн=10 кВ)
Токовые нагрузки (длительно допустимый ток)
Значения зависят от условий прокладки. Приведены ориентировочные данные для прокладки в земле (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.2 К·м/Вт) и в воздухе (температура воздуха +25°C).
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Ток короткого замыкания (1 сек), кА |
|---|---|---|
| В земле (одиночная прокладка) | ~ 600 — 650 А | ~ 25 — 30 кА (зависит от конструкции экрана) |
| В воздухе (одиночная прокладка) | ~ 550 — 600 А |
Механические и климатические характеристики
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвКПу 630 мм² применяется для создания магистральных и распределительных сетей среднего класса напряжения. Основные сферы использования:
Особенности прокладки и монтажа: При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Запрещается прокладывать кабель в земле, содержащей шлак, строительный мусор и вещества, агрессивные к полиэтилену. При монтаже в условиях низких температур кабель требует предварительного прогрева. Обязательным условием надежной работы является правильный монтаж концевых и соединительных муфт, обеспечивающих герметизацию и сохранение конструкции экрана.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель АПвКПу 630 мм² имеет ряд аналогов, выбор между которыми определяется условиями проекта и бюджетом.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвКПу | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| АПвП 630 мм² | Имеет экран из медных проволок, но без медной ленты и без усиленной полиэтиленовой оболочки поверх брони. Более легкий и гибкий. | Прокладка в кабельных сооружениях, туннелях, где нет агрессивного воздействия грунта. |
| АПвБШв 630 мм² | Броня из стальных оцинкованных лент, защитный шланг из ПВХ. Отсутствует экран из медных проволок поверх ленты (только лента или проволоки). | Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии высоких требований к стойкости экрана к токам КЗ. |
| АСБл 630 мм² | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня, защитный покров. Устаревшая, но надежная технология. | Замена в существующих сетях, где требуется высокая надежность и емкостная нагрузка не критична. |
| ЦАПвКПу 630 мм² | Токопроводящая жила из меди. Более высокая токовая нагрузка, меньший диаметр при том же сечении, существенно более высокая стоимость. | Объекты с экстремально высокими нагрузками, где критично сечение или необходимо минимизировать потери. |
Критерии выбора АПвКПу: Выбор в пользу кабеля АПвКПу 630 мм² обоснован при необходимости сочетания высокой пропускной способности, стойкости к влаге и агрессивным средам (благодаря оболочке «у»), а также требований к высокой стойкости экрана к токам короткого замыкания за счет комбинированного экрана (лента+проволока).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвКПу и АПвПу?
Основное отличие – в конструкции экрана. В АПвКПу экран комбинированный: медная лента + повив медных проволок. В АПвПу экран выполнен только из медных проволок (без ленты). Наличие ленты в АПвКПу обеспечивает более надежный контакт и распределение тока короткого замыкания, а также дополнительную механическую защиту изоляции. Кабель АПвКПу часто предъявляется в ТУ для ответственных объектов.
Вопрос 2: Можно ли прокладывать кабель АПвКПу 630 мм² в земле без дополнительной защиты?
Да, конструкция кабеля (броня из стальных лент и полиэтиленовая оболочка) предназначена для прямой прокладки в земле. Однако, согласно ПУЭ и СП, для защиты от механических повреждений при раскопках рекомендуется на расстоянии 0.2-0.3 м выше кабеля укладывать сигнальную ленту или защитные плиты. В местах с повышенной нагрузкой (под дорогами) необходима прокладка в трубах или блоках.
Вопрос 3: Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвКПу?
При монтаже муфт на кабель с изоляцией из СПЭ критически важно обеспечить чистоту поверхности изоляции (очистка специальными салфетками), точную фазировку и качественное соединение экрана. Экран кабеля (медные проволоки и лента) должен быть надежно соединен с заземляющей шиной муфты. Несоблюдение технологии приводит к частичным разрядам и выходу кабельной линии из строя.
Вопрос 4: Как определяется необходимое сечение 630 мм² для конкретного объекта?
Сечение 630 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (с учетом коэффициентов прокладки, температуры окружающей среды, резервирования) и проверки по условиям срабатывания защиты (ток короткого замыкания, термическая стойкость). Для напряжений 10-35 кВ также важным критерием может быть экономическая плотность тока. Сечение 630 мм² типично для магистральных линий с токами нагрузки 500-650 А.
Вопрос 5: Допустима ли совместная прокладка нескольких кабелей АПвКПу 630 мм² в одной траншее?
Да, допустима, но с учетом снижающих коэффициентов на токовую нагрузку. При прокладке в земле в одной траншее без расстояний между кабелями коэффициент может составлять 0.9-0.85 для двух-трех кабелей. Точные коэффициенты определяются по ПУЭ гл. 1.3 и зависят от количества кабелей, расстояния между ними и способа прокладки. Это необходимо учитывать на этапе проектирования, чтобы не допустить перегрева.
Вопрос 6: Каковы основные причины выхода из строя кабелей типа АПвКПу?
Основные причины: нарушение технологии монтажа муфт (до 80% отказов), механические повреждения брони при последующих земляных работах, старение изоляции из-за длительного перегрева при эксплуатации с током выше допустимого, повреждение оболочки в агрессивных грунтах (редко, благодаря защите «у»), а также заводской брак (неоднородность изоляции, нарушение экрана).
Заключение
Кабель АПвКПу 630 мм² является современным, надежным и универсальным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего класса напряжения 6-35 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, комбинированного медного экрана, стальной брони и защитной полиэтиленовой оболочки, обеспечивает длительный срок службы в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле и воде. Правильный выбор, проектирование трассы, монтаж и обслуживание с соблюдением всех нормативных требований являются залогом безаварийной эксплуатации данной кабельной продукции на протяжении десятилетий.