Кабель АПвКПу2г 1-х жильный 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКПу2г: технические характеристики, конструкция и область применения для напряжения 10 кВ

Кабель марки АПвКПу2г на напряжение 10 кВ представляет собой одножильное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунтов и в условиях блуждающих токов. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок, П – наружная оболочка из полиэтилена, у – усиленная оболочка, 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты под броней и оболочка, стойкая к растрескиванию).

Конструкция кабеля АПвКПу2г 1х… 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал — А5Е, А7Е по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, используется секторная форма, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и расход материалов. Жила может быть однопроволочной (для малых сечений) или многопроволочной, соответствующей классу гибкости 1 или 2.
• Экран по жиле (полупроводящий, внутренний). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена или в виде полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
• Основная изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована стандартами (ГОСТ 31565-2012, ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – до +130°C и +250°C соответственно.
• Экран по изоляции (полупроводящий, внешний). Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с внутренним экраном и металлическим экраном формирует коаксиальную конструкцию, обеспечивающую радиальное электрическое поле в изоляции.
• Металлический экран (заземляющий). Выполняется в виде медной ленты или проволок, наложенных продольно или в виде оплетки. В кабелях большого сечения часто применяется комбинация: медные проволоки (для передачи тока короткого замыкания) и медная лента поверх них (для полного электромагнитного экранирования). Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание цепи тока утечки при повреждении изоляции, обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Разделительный слой (под оболочкой). Представляет собой битумную ленту или ПЭТ-ленту, наложенную поверх металлического экрана. Защищает нижележащие слои от взаимодействия с материалом оболочки и выполняет функцию демпфирования.
• Внутренняя оболочка (В). Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Служит для временной защиты металлического экрана от коррозии и формирования кабеля перед наложением брони.
• Броня (К). Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки (под брони). Подушка (слой ПВХ-лент или крепированной бумаги) защищает внутреннюю оболочку от механических повреждений проволоками брони. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов) и от воздействия блуждающих токов.
• Наружная оболочка (Пу). Выполняется из полиэтилена (ПЭ) повышенной прочности. Индекс «у» означает усиленную конструкцию. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозионно-активным грунтам и обладает повышенной стойкостью к растрескиванию под напряжением. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель АПвКПу2г соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ) и технических условий производителей.

Таблица 1. Номинальные сечения токопроводящей жилы и массо-габаритные показатели (примерные)

Номинальное сечение жилы, мм²	Максимальный наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более
50	45-50	2500-2800	0.641
70	48-53	2900-3300	0.443
95	52-57	3500-4000	0.320
120	55-60	4000-4600	0.253
150	58-64	4700-5400	0.206
185	62-68	5500-6300	0.164
240	67-74	6800-7800	0.125

Таблица 2. Электрические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	8,7/10 (12)
Частота, Гц	50
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 с), °C	+250
Допустимая температура нагрева жилы в режиме перегрузки, °C	+130
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-20
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина, м	Не менее 150 (для сечений до 120 мм²), не менее 100 (для сечений 150 мм² и выше)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКПу2г предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение на землю в аварийном режиме не превышает 8.7 кВ в течение длительного времени (до 8 часов в сутки). Основные сферы применения:

• Прокладка в земле (траншеях) всех видов, включая грунты с высокой и средней коррозионной активностью (блуждающие токи, наличие солей, щелочей, кислот).
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
• Использование в условиях, где требуется повышенная механическая защита (например, при риске повреждения грызунами или при пересечении с дорогами без устройства дополнительных защитных футляров).
• Установка в районах с суровым климатом (холодный, умеренный, тропический климат).

Важное замечание: Для одножильных кабелей 10 кВ при прокладке в земле или в ферромагнитных трубах/лотках необходимо учитывать явление наведения токов на броню и металлические экраны. При больших протяженных линиях рекомендуется выполнять перекрестное соединение экранов и заземление их с обоих концов для снижения потерь и предотвращения перегрева.

Отличия от кабелей других марок

• АПвКПу2г vs АПвПуг: Основное отличие – наличие брони из стальных проволок (индекс «К»). АПвПуг имеет только усиленную полиэтиленовую оболочку, что делает его пригодным для прокладки в земле с низкой коррозионной активностью и без механических нагрузок, но не обеспечивает такой же защиты от грызунов и растягивающих усилий.
• АПвКПу2г vs ААБл: Кабель ААБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует специальной технологии монтажа концевой разделки, имеет ограничения по перепаду высот при прокладке из-за стекания пропитки. АПвКПу2г лишен этих недостатков, но требует более тщательного контроля качества монтажа муфт.
• АПвКПу2г vs АПвБбШп: Кабель АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б») и полиэтиленовую оболочку шлангового типа. Броня из лент лучше защищает от механических повреждений режущего типа, но хуже воспринимает растягивающие нагрузки по сравнению с броней из проволок. АПвКПу2г предпочтительнее при прокладке в грунтах с возможными просадками и растяжениями.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвКПу2г должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Инструкцией по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ» и рекомендациями производителя кабеля и муфт.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания барабанов. Хранение на открытом воздухе допустимо, но рекомендуется укрывать брезентом от прямых солнечных лучей.
• Прокладка: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 5 кВ). Минимальный радиус изгиба – 15D (где D – наружный диаметр кабеля). При прокладке в земле необходима подушка из просеянного грунта или песка толщиной 100 мм снизу и сверху, а также защита сигнальной лентой или кирпичом.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо строго соблюдать технологию разделки кабеля (зачистка экранов, ступенчатая зачистка изоляции), обезжиривания, наложения полупроводящих и изоляционных слоев. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
• Заземление: Металлический экран и броня должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это требование безопасности и условие нормальной работы защит.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем обусловлен выбор именно брони из круглых проволок (К), а не из лент (Б)?

Броня из круглых оцинкованных стальных проволок обеспечивает высокую стойкость к растягивающим и сжимающим нагрузкам, что критически важно при прокладке в нестабильных грунтах, с возможными просадками, в сейсмически активных районах. Также такая броня лучше распределяет механическое давление, например, от камней в траншее. Броня из лент (Б) эффективнее против режущих воздействий, но хуже работает на растяжение.

Что означает индекс «2г» и почему он важен для прокладки в земле?

Индекс «2г» означает двойную герметизацию конструкции. Она включает в себя: 1) Слой гидрофобных (водоблокирующих) лент или заполнителей под броней, которые препятствуют продольному распространению влаги в случае локального повреждения наружной оболочки. 2) Использование для наружной оболочки полиэтилена, стойкого к растрескиванию под напряжением (стресс-коррозии). Это особенно важно во влажных и химически агрессивных грунтах, где обычный ПЭ со временем может разрушаться.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКПу2г 10 кВ?

Выбор сечения производится по трем основным критериям в соответствии с ПУЭ:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву).
2. По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
3. По потере напряжения (для удаленных потребителей).
4. По току короткого замыкания (проверка термической стойкости).

Необходимо выполнить расчеты по всем пунктам и принять наибольшее из полученных сечений. Для предварительной оценки можно пользоваться таблицами допустимых токов для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, учитывая способ прокладки (в земле, в воздухе).

Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?

При монтаже муфт на кабель с изоляцией из XLPE ключевое внимание уделяется:

• Абсолютно чистой и гладкой поверхности основной изоляции после снятия полупроводящего экрана. Любые царапины, надрезы или остатки полупроводящего материала являются концентраторами электрического поля и точками будущего пробоя.
• Плавному ступенчатому переходу электрического поля с помощью специальных полупроводящих и изоляционных термоусаживаемых трубок или лент.
• Надежному электрическому контакту при соединении медного экрана кабеля с заземляющим проводником муфты.
• Герметичности всех стыков и узлов муфты для исключения попадания влаги.

Работы должны проводиться инструментами, предназначенными для кабелей с изоляцией из СПЭ, в условиях чистоты, без пыли и повышенной влажности.

Можно ли прокладывать несколько одножильных кабелей АПвКПу2г в одной траншее?

Да, можно, но с соблюдением правил ПУЭ. Кабели рекомендуется укладывать в треугольник или «пучком» с расстоянием между ними не менее 100 мм (если иное не предусмотрено производителем). При параллельной прокладке в земле нескольких линий необходимо учитывать снижающие коэффициенты для допустимого тока нагрузки из-за взаимного нагрева. Также критически важно правильно выполнить заземление и перекрестное соединение экранов на обоих концах линии для снижения потерь в них.

Какой документ является основным для подтверждения качества кабеля?

Основным документом является сертификат соответствия требованиям ГОСТ 31565-2012 (или ТУ) и протокол приемо-сдаточных испытаний, который выдает завод-изготовитель на каждую партию. В протоколе должны быть отражены результаты испытаний: измерение сопротивления жилы, испытание изоляции повышенным напряжением, проверка целостности экранов и др. Покупатель вправе потребовать этот протокол и провести собственные входные испытания, включая измерение емкости, индуктивности и испытание повышенным напряжением постоянного тока.