Кабель АПвКПуг 1х300

Кабель АПвКПуг 1х300: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКПуг 1х300 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 прокладку в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунтов и в условиях повышенной влажности.

Расшифровка маркировки АПвКПуг 1х300

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – защитный покров в виде брони из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – наружный защитный покров (подушка) в виде битумного состава и крепированной бумаги или полимерной ленты.
• уг – индекс, указывающий на предназначение кабеля для прокладки в грунте (от «у» – усиленный и «г» – для грунта).
• 1х300 – количество и номинальное сечение основной токопроводящей жилы в мм². Одна жила сечением 300 мм².

Конструкция кабеля АПвКПуг 1х300

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

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
• Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1 – однопроволочная или многопроволочная уплотненная). Для сечения 300 мм² жила чаще выполняется многопроволочной (скрученной из отдельных проволок) для обеспечения необходимой гибкости.
• Форма: круглая или секторная. Для одножильных кабелей большой секции обычно применяется круглая форма.
• Поверхность жилы может быть гладкой или иметь полупроводящий экран.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится непосредственно на токопроводящую жилу экструзионным способом. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоотверждаемой композиции. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных концентраций напряженности, которые могут привести к частичным разрядам и разрушению изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,0 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками по сравнению с бумажно-масляной изоляцией:

• Рабочая температура жилы: до +90°C (длительно).
• Максимальная температура при коротком замыкании: +250°C (не более 5 секунд).
• Высокая стойкость к тепловому старению.
• Низкая диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх изоляции. Вместе с внутренним экраном и медной лентой образует коаксиальную систему, необходимую для одножильных кабелей. Этот слой выравнивает внешнее электрическое поле и является частью токопроводящего пути для замыкания емкостных токов.

5. Поясная изоляция

Представляет собой намотку из полупроводящих или изоляционных лент. Служит для фиксации экранов и придания сердечнику (жила с изоляцией и экранами) округлой формы перед наложением металлического экрана.

6. Металлический экран (экранирующая оболочка)

Выполнен в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или спирально с перекрытием, либо в виде оплетки из медных проволок. Для кабеля АПвКПуг 1х300 это, как правило, медная лента. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Служит нулевой точкой для замыкания емкостных токов.
• Выполняет функцию заземляющего проводника и проводника для токов короткого замыкания (при условии достаточного сечения).

Сечение медного экрана является важным параметром и нормируется. Для кабеля 10 кВ сечением 300 мм² типовое сечение экрана составляет 25-35 мм².

7. Заполнитель и разделительный слой

Для придания кабелю круглой формы и механической стабильности под броней используются заполнители из ПВХ-поясов или нетканых материалов. Также может присутствовать разделительный слой (например, из битумированной бумаги или полимерной ленты) для защиты внутренних элементов от контакта с броней.

8. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки. Назначение – защита от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Для кабелей типа «К» (как в АПвКПуг) применяется именно проволочная броня, которая обеспечивает лучшую защиту от растяжения по сравнению с ленточной.

9. Наружный защитный покров (шланг)

Внешняя оболочка из ПВХ-пластиката, нанесенная поверх брони. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию изоляции бронированного покрова от земли и обеспечивает стойкость к агрессивным средам, влаге и микроорганизмам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля АПвКПуг 1х300 на 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	8,7/10 кВ (12 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 300 мм²
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (5 с)	+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 промышленной частоты после монтажа	18 кВ (50 Гц) в течение 10 мин.
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)
Срок службы	Не менее 30 лет

Расчетные электрические параметры

Таблица 2. Электрические и нагрузочные характеристики (ориентировочные)

Параметр	Значение	Условия
Активное сопротивление жилы при +20°C, не более	0,099 Ом/км	ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление	~0,11-0,13 Ом/км	Зависит от взаимного расположения фаз
Емкостной ток	~2,5-3,0 А/км	U0=8.7 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)	~520-580 А	В земле (траншее), при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт
Допустимый ток короткого замыкания	~10-12 кА (5 с)	Расчет по жиле

Примечание: Точные значения I_доп зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, количество кабелей в траншее, наличие других источников тепла) и должны определяться проектом.

Область применения

Кабель АПвКПуг 1х300 применяется для создания кабельных линий электропередачи класса напряжения 10 кВ в стационарных условиях. Основные сферы использования:

• Распределительные сети 6-10 кВ: питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: электроснабжение мощного оборудования, внутриплощадочные сети.
• Инфраструктурные объекты: аэропорты, железнодорожные узлы, порты.
• Сельское хозяйство: питание крупных агропромышленных комплексов.
• Особые условия прокладки: в грунтах всех категорий (кроме подверженных деформации), в том числе с высокой коррозионной активностью; в кабельных туннелях, коллекторах, каналах; через несудоходные водные преграды. Броня обеспечивает защиту от механических воздействий при прокладке в траншеях с камнями, от давления грунта и деятельности грызунов.

Особенности монтажа и эксплуатации

При работе с кабелем АПвКПуг 1х300 необходимо учитывать следующие ключевые моменты:

• Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншее) с песчаной подсыпкой и защитой кирпичом или сигнальной лентой. При пересечении с коммуникациями и в местах повышенной нагрузки кабель должен быть уложен в трубы или защитные короба. Важно соблюдать минимальный радиус изгиба.
• Заземление: Медный экран и броня подлежат обязательному заземлению с обоих концов кабеля для обеспечения безопасности и нормального функционирования экранирующей системы. Это критически важно для снижения напряжения прикосновения на броне и отвода токов КЗ.
• Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на напряжение 10 кВ, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Необходим качественный монтаж с соблюдением технологии заземления экрана в муфте.
• Особенность одножильных кабелей: При прокладке в стальном трубопроводе или наличии ферромагнитных элементов (стальная броня у других кабелей) необходимо учитывать возможность возникновения значительных потерь из-за вихревых токов. Рекомендуется треугольное или плоское расположение фаз с перекладкой в «змейку» для компенсации индуктивности. Броня из стальных проволок в АПвКПуг является немагнитной (отдельные проволоки) и не создает таких потерь, как сплошная стальная труба.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (ААБл, ААШв):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
• Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
• Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
• Более высокая стойкость к тепловому старению и влаге.
• Упрощение монтажа (не требуется спецарматура для учета уровня масла).

Преимущества перед кабелем АПвПу (без брони):

• Наличие брони обеспечивает механическую защиту при прокладке в земле без дополнительных труб, что повышает надежность и снижает риски при земляных работах.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-масляными кабелями на низкое напряжение, но сравнимая или ниже на напряжение 10 кВ при учете совокупной стоимости владения.
• Чувствительность изоляции СПЭ к точечным механическим повреждениям при монтаже (требуется аккуратность).
• Необходимость тщательного заземления экранов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвКПуг от АПвПуг?

Буква «К» в маркировке АПвКПуг указывает на наличие брони из круглых стальных оцинкованных проволок. В марке АПвПуг буква «П» в середине обозначает броню из двух стальных оцинкованных лент. Проволочная броня («К») обеспечивает лучшую защиту от растягивающих нагрузок, а ленточная («П») – в основном от продавливания и ударов. Для прокладки в обычных грунтах часто достаточно ленточной брони (АПвПуг).

Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?

Сечение медного экрана (проводника для заземления) нормируется и указывается в ТУ на кабель. Для АПвКПуг 1х300 оно обычно составляет 25 или 35 мм². Этого достаточно для большинства случаев. В проекте должен быть выполнен расчет токов короткого замыкания для проверки термической стойкости экрана. На практике для сетей 10 кВ сечения 25-35 мм², как правило, удовлетворяют требованиям.

Можно ли прокладывать кабель АПвКПуг 1х300 в воздухе?

Конструктивно кабель предназначен для прокладки в земле. Однако его можно прокладывать и в воздухе (по эстакадам, стенам зданий), если отсутствуют риски механических повреждений. При этом необходимо учитывать, что наружная ПВХ-оболочка имеет ограниченную стойкость к ультрафиолету. Для длительной прокладки на открытом воздухе рекомендуется использование кабелей с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, АПвКПу).

Какой минимальный радиус изгиба при прокладке?

Минимальный радиус изгиба при монтаже для одножильных кабелей с броней составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля (D). Например, если внешний диаметр кабеля 55 мм, минимальный радиус изгиба будет 55

• 15 = 825 мм. После укладки и фиксации радиус может быть меньше. Точное значение всегда указано в технической документации производителя.

Нужно ли использовать трансформаторы тока на таком кабеле, и как их установить?

Для учета и защиты на линиях 10 кВ с кабелем АПвКПуг 1х300 практически всегда используются трансформаторы тока (ТТ). Их устанавливают на кабельной концевой муфте (КНС) или на специальном участке кабеля. Важно, что для корректной работы ТТ медный экран кабеля под броней должен быть разомкнут в месте установки ТТ. После прохода через окно ТТ экран снова соединяется и заземляется. Это требование подробно описывается в инструкции по монтажу муфт и ТТ.

Что означает «уг» в маркировке и обязательно ли прокладывать кабель только в земле?

Индекс «уг» (усиленный для грунта) указывает на конструктивные особенности, обеспечивающие повышенную стойкость к механическим воздействиям, характерным для прокладки в траншеях (броня, усиленная оболочка). Это не запрещает прокладку в других средах (каналах, туннелях), но означает, что кабель имеет избыточную защиту для таких условий. Использование его, например, в кабельном канале технически допустимо, но может быть экономически неоправданно по сравнению с небронированными модификациями.

Как осуществляется контроль состояния изоляции СПЭ в эксплуатации?

Основными методами диагностики кабельных линий 10 кВ с изоляцией из СПЭ являются:

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2.5-5 кВ.
• Измерение коэффициента абсорбции (поглощения).
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП).
• Диагностика частичных разрядов (ЧР) с помощью специализированных переносных или стационарных систем. Это наиболее информативный метод для оценки старения изоляции СПЭ.