Кабель АПвПгТп 10 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвПгТп 10 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБл) и широко применяется в современных электросетях.

Расшифровка маркировки АПвПгТп

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• Пг – герметизированная оболочка, в данном случае алюминиевая гофрированная, обеспечивающая продольную герметизацию.
• Тп – наличие медных экранирующих лент поверх изолированных жил.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
• 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПгТп 10 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей – круглой). Секторная форма позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 185 мм² включительно), так и многопроволочной, что обеспечивает необходимую гибкость.

2. Экранирование жилы

Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических неровностей и предотвращение возникновения локальных перенапряжений, которые могут привести к пробою изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) изменяет молекулярную структуру полиэтилена, превращая его из термопласта в эластомер. Это придает материалу ряд ключевых преимуществ:

• Повышенная стойкость к тепловой деформации (рабочая температура жилы до +90°C, в режиме перегрузки до +130°C, при коротком замыкании до +250°C).
• Высокие диэлектрические характеристики.
• Влагостойкость.
• Механическая прочность.

Толщина изоляции строго нормирована стандартами (например, ГОСТ 31565-2012 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм.

4. Экранирование изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Медные экранирующие ленты (Тп): накладываются поверх изолированных жил. Их функция – создание равного потенциала по всей поверхности изоляции, отвод емкостных токов и обеспечение симметричности электрического поля.
• Полупроводящая лента: располагается под медными лентами и служит для плавного перехода от диэлектрика (изоляции) к металлическому экрану.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящих или изоляционных лент, которая скрепляет три экранированные изолированные жилы в единую конструкцию, придавая кабелю круглую форму.

6. Герметизирующая оболочка (Пг)

Выполнена в виде гофрированной алюминиевой ленты, наложенной продольной перекрывающейся обмоткой. Эта оболочка является ключевым элементом герметизации кабеля:

• Полностью исключает проникновение влаги и других агрессивных сред вдоль кабеля.
• Выполняет функцию нулевой жилы (в четырехжильных кабелях) или экрана заземления.
• Обладает высокой механической прочностью на разрыв и стойкостью к продавливанию.
• Обеспечивает защиту от грызунов.

7. Защитный шланг (внешняя оболочка)

Поверх алюминиевой оболочки экструдируется защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) пониженной горючести или, в модификации АПвПу, из полиэтилена. Этот слой защищает металлическую оболочку от коррозии и механических повреждений, а также служит дополнительным барьером от влаги.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Сводные технические параметры кабеля АПвПгТп 10 кВ 1х150/95

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ
Количество и сечение жил	3 x 150 мм² (основные) + 1 x 95 мм² (нулевая/заземляющая, совмещенная с алюминиевой оболочкой)
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C
Допустимая температура при КЗ (не более 5 сек)	+250 °C
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15 °C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D (наружного диаметра кабеля)
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Электрические и нагрузочные характеристики (ориентировочно)

Параметр	Значение
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.206 Ом/км (для 150 мм²)
Допустимый длительный ток нагрузки в земле (траншее) при +25°C в грунте*	~320 А
Допустимый длительный ток нагрузки в воздухе при +25°C*	~300 А
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц, 10 мин.	18 кВ
Емкость на 1 км длины	~0.3 мкФ/км

• Точные значения определяются конкретными условиями прокладки (глубина, температура грунта, количество кабелей в траншее, наличие коробов и т.д.) и должны быть рассчитаны по ПУЭ 7-го издания или методом теплового моделирования.

Область применения

Кабель АПвПгТп 10 кВ 150 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также внутри помещений. Благодаря герметичной алюминиевой оболочке он особенно рекомендован для использования:

• В грунтах с повышенной влажностью и в условиях возможного подтопления.
• В сетях с изолированной нейтралью, где важна высокая надежность изоляции.
• Для питания крупных промышленных предприятий, жилых микрорайонов, насосных станций, объектов инфраструктуры.
• В качестве магистральных и распределительных линий в сетях 6-10 кВ.

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, подверженных растягивающим усилиям, а также в условиях, где возможны частые деформации и вибрации.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелем АСБл 10 кВ:

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C у АСБл, что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: не требуется специальных стопорных муфт, так как в изоляции нет свободного пропиточного состава.
• Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
• Простота монтажа и эксплуатации: не требует сложных систем подпитки и контроля давления масла.
• Большая строительная длина.
• Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам благодаря алюминиевой герметичной оболочке.

Преимущества перед кабелем АПвПу (в полиэтиленовой оболочке):

• Абсолютная продольная герметизация от влаги и газов.
• Высокая механическая прочность оболочки на разрыв и продавливание.
• Защита от грызунов.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с АСБл.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт. Необходима тщательная зачистка и герметизация.
• Меньшая гибкость по сравнению с кабелями в ПВХ или резиновой оболочке.
• Чувствительность к механическим повреждениям внешней ПВХ оболочки, что может привести к коррозии алюминиевой оболочки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвПгТп должна производиться с соблюдением ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций завода-изготовителя. Ключевые моменты:

• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке и не менее 7.5 диаметров после монтажа (для многожильных кабелей).
• Температура монтажа: Не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или прогреть.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянной земли, сверху засыпается слоем песка и защищается сигнальной лентой или кирпичом. Необходимо избегать механических напряжений и натяжения.
• Соединение и оконцевание: Обязательно применение специальных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. При монтаже муфт критически важно обеспечить чистоту, соблюдать геометрию разделки и обеспечить надежную герметизацию в зоне перехода с алюминиевой оболочки.
• Заземление: Алюминиевая гофрированная оболочка и медные экраны жил должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвПгТп и АПвПу?

Основное отличие – в материале и функции герметизирующей оболочки. У АПвПу – это оболочка из полиэтилена, которая защищает от влаги и механических воздействий, но не обеспечивает абсолютной продольной герметизации. У АПвПгТп – это гофрированная алюминиевая оболочка (Пг), которая является абсолютным барьером для влаги и газов, а также выполняет функцию нулевой жилы или экрана.

Можно ли прокладывать кабель АПвПгТп в воде?

Да, благодаря герметичной алюминиевой оболочке кабель АПвПгТп допускается к прокладке в водоемах и местах с постоянным подтоплением. Однако необходимо обеспечить защиту внешней ПВХ оболочки от возможных механических повреждений (например, с помощью бронированных лент или укладки в трубы).

Как правильно выбрать сечение нулевой жилы в кабеле 4×150?

В кабеле АПвПгТп 4×150 четвертая жила (нулевая) имеет, как правило, уменьшенное сечение (например, 95 или 120 мм²), так как основную функцию нулевого проводника в этой конструкции берет на себя алюминиевая оболочка. Сечение этой жилы выбирается по проекту в соответствии с ожидаемыми токами нулевой последовательности и требованиями ПУЭ.

Требуется ли для кабеля АПвПгТп система контроля изоляции?

Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, в отличие от маслонаполненных кабелей, не требуется сложных систем постоянного контроля давления или уровня. Однако в составе КЛ-10 кВ в целом, как правило, предусматриваются устройства релейной защиты, сигнализации и измерения параметров сети.

Какой срок службы у данного кабеля?

Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет 5 лет. Расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатации – не менее 30 лет.

Чем обоснован выбор алюминиевой жилы вместо медной?

Алюминий существенно дешевле меди, что делает кабель более экономичным для протяженных магистральных линий. При сечении 150 мм² алюминиевая жила обеспечивает необходимую токовую нагрузку. Кабель с алюминиевой жилой легче. Недостаток – большее удельное сопротивление и склонность к образованию оксидной пленки, что требует применения специальной контактной пасты при соединении в муфтах и наконечниках.

Нужно ли использовать битумную мастику при монтаже муфт на этот кабель?

Нет, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевой оболочкой битумные мастики не применяются. Герметизация соединения алюминиевой оболочки с корпусом муфты осуществляется с помощью специальных герметизирующих резиновых уплотнений, термоусаживаемых трубок с клеевым слоем или холодноусаживаемых компонентов, предназначенных specifically для кабелей типа АПвПг.