Кабель АПвПу-1 1-х жильный

Кабель АПвПу-1 одножильный: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвПу-1 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 1 кВ частоты 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в условиях повышенной влажности, включая прокладку в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена, 1 – класс напряжения 1 кВ.

Конструктивные элементы кабеля АПвПу-1

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

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка АВЕ или аналоги), соответствует классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (сечением от 16 до 240 мм²) или многопроволочной (сечением от 70 до 800 мм² и выше). Форма жилы – круглая или секторная (для больших сечений с целью компактизации).
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Изготавливается из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Материал получает свои уникальные свойства – высокую термостойкость (до 90°C в длительном режиме), стойкость к тепловым ударам и механическую прочность – в процессе вулканизации (сшивки молекул). Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от номинального напряжения и сечения жилы.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Замыкает электрическое поле в пределах изоляции, обеспечивая его радиальную симметрию. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, безопасную для окружающих.
• Экран медный: Накладывается поверх внешнего полупроводящего слоя. Выполняет несколько критически важных функций: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, отвод токов утечки и, главное, безопасное отведение токов короткого замыкания в землю. Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. Для одножильных кабелей сечением 25 мм² и более часто применяется комбинированный экран: медная лента + медные проволоки, уложенные поверх нее (позволяет выдерживать большие токи КЗ).
• Заполнитель и поясная изоляция: В одножильном исполнении роль заполнителя и механической стабилизации конструкции выполняет слой синтетической пленки (например, полиэтилентерефталатной), наложенной поверх медного экрана.
• Оболочка: Защитная оболочка из полиэтилена (индекс «Пу» означает «усиленная»). Полиэтиленовая оболочка обладает выдающейся стойкостью к влаге, агрессивным почвенным химикатам, кислотам и щелочам, а также к грибкам и плесени. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки увеличена по сравнению со стандартной для обеспечения повышенной механической защиты при прокладке в грунте.

Ключевые технические характеристики и параметры

Эксплуатационные параметры кабеля АПвПу-1 регламентируются техническими условиями (ТУ) производителей, разработанными на основе ГОСТ 16442-80 и более современных стандартов (в т.ч. МЭК 60502).

Таблица 1. Основные электрические и температурные характеристики

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	0.6/1 кВ (1.2 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее
Испытательное переменное напряжение (5 мин.)	3.5 кВ	Для готового кабеля после изготовления
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	В длительном режиме работы
Допустимая температура жилы при КЗ	+250°C	Продолжительность не более 5 сек.
Температура монтажа без предварительного подогрева	Не ниже -15°C	При более низких температурах требуется подогрев
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля	Для одножильных кабелей с сечением жилы до 50 мм². Для больших сечений – 20 диаметров.
Срок службы	Не менее 30 лет	При соблюдении условий эксплуатации и монтажа

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (пример для прокладки в земле, траншее)

Условия: температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, температура жилы +90°C. Данные ориентировочные, точный расчет ведется по ПУЭ гл.1.3.

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А (одна цепь)	Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А (одна цепь)
16	95	150	300
25	125	185	340
35	150	240	395
50	180	300	450
70	220	400	525
95	260	500	585
120	295	630	645

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвПу-1 предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях с повышенной влажностью, включая взрывоопасные зоны (при условии соответствия оболочки требованиям ПУЭ). Благодаря полной влагостойкости полиэтиленовой оболочки и изоляции, кабель может эксплуатироваться в грунтах с высокой коррозионной активностью и в условиях блуждающих токов.

Критически важные особенности монтажа одножильных кабелей:

• Компенсация индуктивности: При прокладке однофазных линий или трехфазных групп одножильных кабелей необходимо учитывать возникновение наведенной ЭДС в оболочках и экранах. Для ее снижения и обеспечения допустимых значений напряжения прикосновения, экраны/оболочки должны быть заземлены с двух сторон линии. При большой длине линии (обычно более 1 км) рекомендуется выполнять поперечные перекрестные соединения (транспозицию) экранов по схеме СНС (Single Point Bonding, Cross Bonding).
• Расположение в траншее: При прокладке трех кабелей (для трехфазной системы) в одной траншее их рекомендуется располагать в одной плоскости «треугольником» или «вразбежку» для улучшения условий охлаждения и снижения взаимного влияния. Расстояние между кабелями должно быть не менее 100 мм (если не указано иное в проекте).
• Защита от механических повреждений: При прокладке в земле на глубине менее 1 метра, в местах пересечений с коммуникациями, вводах в здания, а также при риске раскопок, кабель должен быть защищен плитами или кирпичом. Использование сигнальной ленты обязательно.
• Монтаж в муфтах: Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и медным экраном. Обязателен качественный монтаж с соблюдением технологии заземления экрана и герметизации.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

АПвПу-1 является прямым аналогом более распространенного кабеля АПвВГ, но с принципиальным отличием в материале оболочки.

• АПвПу-1 vs АПвВГ: Оболочка из полиэтилена (Пу) обладает значительно более высокой (на порядок) стойкостью к влагопоглощению и химической агрессии по сравнению с оболочкой из поливинилхлоридного пластиката (ВГ). Это делает АПвПу-1 предпочтительным для прокладки в постоянно обводненных грунтах, болотистой местности, в грунтах с высоким содержанием солей, щелочей, кислот. ПВХ-пластикат со временем теряет пластификаторы, что может привести к растрескиванию оболочки.
• АПвПу-1 vs АПвБбШп: Кабель АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Бб) и защитный шланг из полиэтилена (Шп). Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (раскапывание, грызуны), но делает кабель более тяжелым, жестким и дорогим. АПвПу-1 применяется там, где нет прямых механических воздействий, а основная угроза – влага и химия.
• Алюминий vs Медь: Алюминиевая жила делает кабель АПвПу значительно более экономичным по сравнению с медными аналогами (например, ПвПу-1) при сопоставимых токовых нагрузках на сечение. Однако, медь имеет лучшую проводимость, меньший радиус изгиба и более высокую стойкость к механическим деформациям (особенно на излом). Выбор основан на технико-экономическом расчете.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли прокладывать кабель АПвПу-1 в воздухе (по фасадам, на эстакадах)?

Да, прокладка допустима. Однако необходимо учитывать, что полиэтиленовая оболочка имеет ограниченную стойкость к ультрафиолетовому излучению. При открытой прокладке в зонах прямого солнечного света рекомендуется использование кабелей в оболочке из светостабилизированного полиэтилена (часто в маркировке добавляется индекс «с», например, АПвПу-1с) или применение дополнительных защитных кожухов/лотков.

2. Как правильно заземлять экран одножильного кабеля АПвПу-1?

Экран (медная лента/проволока) подлежит обязательному заземлению с двух концов линии. Это необходимо для снятия наведенного потенциала и обеспечения безопасности. В концевой муфте экран выводится на отдельный заземляющий проводник или лепесток. При соединении отрезков кабеля в соединительной муфте экраны должны быть электрически непрерывно соединены между собой и также выведены на заземление.

3. В чем разница между «Пу» и просто «П» в маркировке оболочки?

Индекс «Пу» (усиленный) означает, что толщина оболочки из полиэтилена превышает стандартную толщину, предусмотренную для индекса «П». Это обеспечивает повышенную механическую прочность и защиту от повреждений при укладке в грунт и эксплуатации.

4. Допустима ли прокладка нескольких одножильных кабелей АПвПу-1 в одной трубе (ПНД, металлической)?

Прокладка в трубах допустима и часто применяется для защиты при пересечениях, вводах в здания. Однако необходимо учитывать ухудшение условий охлаждения. Токовая нагрузка при прокладке в трубе снижается. Также при размещении в одной трубе трех кабелей для трехфазной системы, наведенные токи в экранах будут суммироваться, что может привести к их перегреву. Рекомендуется для каждой фазы использовать отдельную трубу из немагнитного материала (ПНД) или применять общую трубу большего диаметра с учетом тепловыделения.

5. Как определить необходимое сечение жилы кабеля АПвПу-1 для конкретного объекта?

Выбор сечения является результатом комплексного расчета, включающего:

1. Определение длительно допустимого тока нагрузки с учетом поправочных коэффициентов на температуру грунта, количество работающих кабелей в одной траншее, тепловое сопротивление грунта (по ПУЭ гл.1.3).
2. Проверку по потере напряжения (для протяженных линий).
3. Проверку по термической стойкости к токам короткого замыкания.
4. Проверку по условиям срабатывания защиты (для автоматов – соответствие тока односекундного отключения).

Окончательный выбор должен быть зафиксирован в проектной документации.

Заключение

Кабель АПвПу-1 является специализированным решением для строительства надежных кабельных линий 1 кВ в условиях высокой влажности и химически агрессивных сред. Его конструкция, основанная на комбинации сшитого полиэтилена и полиэтиленовой оболочки, обеспечивает длительный срок службы и минимальные эксплуатационные затраты. Ключевым для корректной работы является понимание особенностей монтажа и заземления экранов одножильных кабелей, что требует от персонала соответствующей квалификации. Применение данного кабеля экономически оправдано в проектах наружного электроснабжения промышленных предприятий, жилых микрорайонов, объектов инфраструктуры, где надежность линии является приоритетом.