Кабель АПвПу 10 кВ
Кабель АПвПу 10 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвПу 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и минимальные эксплуатационные расходы в современных электрических сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки АПвПу следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена (в маркировке используется устоявшееся обозначение «П», хотя фактически это СПЭ); в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Пу – защитная оболочка из упрочненного (армированного) полиэтилена.
Конструкция кабеля АПвПу 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Основные элементы конструкции, начиная от центра:
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал — А5, А5Е, А6 по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочной (как правило, секторной или круглой компактной). Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля.
- Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 10 кВ составляет 3,4 мм или 4,0 мм в зависимости от стандарта. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран). Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Медная экранирующая оплетка. Располагается поверх экрана по изоляции. Выполняет роль заземляемого экрана для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля и как проводник для токов короткого замыкания. Сечение оплетки нормируется (например, 25 мм² или 35 мм²).
- Внутренняя оболочка (подушка). Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Предназначена для герметизации экранирующей оплетки, защиты от коррозии, а также для придания кабелю круглой формы перед наложением внешней оболочки.
- Броня. Выполнена в виде двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов.
- Защитная оболочка (шланг). Внешний слой из упрочненного полиэтилена (Пу). Обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям (УФ-излучению, осадкам), агрессивным средам (соли, щелочи, кислоты) и механическим повреждениям. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры (питание РП, ТП, КТП).
- Питание мощных электроприемников (двигатели, насосные станции).
- Кабельные линии в районах с высокой коррозионной активностью (побережья, химические производства).
- Участки с повышенными требованиями к механической защите (переходы через дороги, риск повреждения грызунами).
- Прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, коллекторах, тоннелях, по эстакадам, а также в частично затапливаемых сооружениях.
- Высокая надежность изоляции: СПЭ не подвержен водному древовидному старению, характерному для бумажно-масляной изоляции.
- Допустимая температура: Более высокие, по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией, допустимые температуры нагрузки и короткого замыкания.
- Механическая прочность: Броня из стальных лент и оболочка Пу обеспечивают отличную защиту от механических повреждений и грызунов.
- Коррозионная стойкость: Оболочка из упрочненного полиэтилена устойчива к влаге, химикатам, солнечному излучению.
- Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по высоте.
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АВБбШв (с ПВХ изоляцией).
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (требуется аккуратность).
- Необходимость специального инструмента и технологий для разделки и монтажа концевых муфт, контроля состояния изоляции.
- Больший вес и габариты по сравнению с небронированными аналогами (АПвПуг).
- АПвПу vs АПвПуг: Кабель АПвПуг имеет гибкую броню из стальных оцинкованных проволок (буква «г» в маркировке), что обеспечивает большую гибкость и стойкость к растягивающим нагрузкам, но меньшую защиту от продавливания по сравнению с ленточной броней.
- АПвПу vs АВБбШв: Кабель АВБбШв имеет изоляцию из ПВХ (допустимая температура +70°C), броню из стальных лент и защитный шланг из ПВХ. Он дешевле, но менее термостоек, имеет большие потери и уступает по долговечности в агрессивных средах.
- АПвПу vs АСБл: Кабель АСБл имеет бумажно-масляную изоляцию, пропитанную нестекающим составом, свинцовую оболочку и броню. Он тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот при прокладке и подвержен старению изоляции при попадании влаги.
- АПвПу vs ПвП: Кабель ПвП имеет медную жилу вместо алюминиевой, что увеличивает его стоимость, но улучшает проводимость и стойкость к электрохимической коррозии.
Технические характеристики и параметры
Кабель АПвПу 10 кВ соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» (для 10 кВ применяются его основные принципы и материалы) и ТУ 16.К71-335-2004. Ключевые параметры представлены в таблицах ниже.
Таблица 1. Электрические и температурные характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 | Между жилой и землей / между жилами |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 | — |
| Частота, Гц | 50 | — |
| Испытательное переменное напряжение, кВ | 22 (30 мин) | Для новых кабелей после монтажа |
| Допустимая температура жилы, °C: — длительный режим — перегрузка — короткое замыкание | +90 +130 +250 | Согласно ГОСТ 31996-2012 |
| Минимальная температура прокладки, °C | -20 | Без предварительного подогрева |
| Минимальный радиус изгиба | 15 наружных диаметров | При монтаже |
Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (пример для прокладки в земле, траншее)
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А | Примечание: условия прокладки |
|---|---|---|---|
| 50 | 215 | 180 | Глубина заложения 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, расстояние между кабелями в траншее 0.1 м. |
| 70 | 260 | 220 | |
| 95 | 310 | 265 | |
| 120 | 355 | 305 | |
| 150 | 400 | 345 | |
| 185 | 455 | 395 | |
| 240 | 525 | 460 |
Внимание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (температура грунта/воздуха, количество кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта).
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПу 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 10 кВ. Основные сферы применения:
Бронирование и оболочка из упрочненного полиэтилена делают кабель универсальным для прокладки в земле без дополнительных защитных труб (за исключением мест с повышенными механическими нагрузками, например, под дорогами). Запрещена прокладка по воздуху (подвес) из-за значительного собственного веса и отсутствия несущего троса.
Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 10 кВ
Преимущества:
Недостатки:
Отличия от кабелей других марок
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между изоляцией СПЭ (АПвПу) и ПВХ (АВБбШв)?
Сшитый полиэтинг (СПЭ) получают путем «сшивки» молекул полиэтилена в трехмерную сетку под высоким давлением и температурой. Это придает материалу свойства термореактивного полимера: высокая термостойкость (+90°C против +70°C у ПВХ), стойкость к деформациям при нагреве, высокая диэлектрическая прочность и стойкость к трекингу. ПВХ — термопластичный материал, который при нагреве размягчается.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвПу 10 кВ в воде?
Конструкция кабеля с алюминиевой жилой, СПЭ-изоляцией и полиэтиленовой оболочкой обеспечивает полную герметичность и стойкость к длительному воздействию влаги. Поэтому прокладка в частично затапливаемых коллекторах или в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод допустима. Однако длительная прокладка непосредственно в воде (например, по дну водоема) требует дополнительной защиты от плавучести и механических воздействий.
3. Какой кабель лучше для прокладки в земле: АПвПу или АПвБбШв?
Для прокладки в обычном грунте оба кабеля подходят. Однако кабель АПвПу (с оболочкой Пу) имеет существенное преимущество в агрессивных грунтах (засоленных, щелочных, с повышенным содержанием блуждающих токов), так как полиэтилен химически инертен по сравнению с ПВХ. Также Пу-оболочка более стойка к растрескиванию под воздействием солнечного УФ-излучения при хранении на площадке.
4. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвПу 10 кВ?
Для соединения и оконцевания кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные муфты: соединительные (СТП) и концевые (КНТП, наружной установки). Их монтаж основан на принципе восстановления экранов и изоляции с помощью термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов. Крайне важно использовать комплекты, предназначенные именно для кабелей 6/10 кВ с СПЭ-изоляцией, и соблюдать технологию монтажа.
5. Как определяется необходимое сечение экранирующей оплетки?
Сечение медных проволок экранирующей оплетки нормируется для обеспечения прохождения токов короткого замыкания. Оно выбирается в соответствии с расчетным током КЗ на участке сети и временем его отключения защитой. Стандартные сечения: 16, 25, 35 мм². Неправильный выбор может привести к перегоранию экрана при КЗ.
6. Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвПу при прокладке в траншее?
Согласно ПУЭ, при прокладке в обычных грунтах (не агрессивных) кабель с бронёй и оболочкой Пу можно укладывать непосредственно на подготовленное дно траншеи, присыпая сначала мягким грунтом без камней, а затем защитным слоем (кирпичом, сигнальной лентой). В местах пересечения с дорогами или при высоких нагрузках на грунт рекомендуется прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
7. Каков срок службы кабеля АПвПу 10 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.
Заключение
Кабель АПвПу 10 кВ является современным, надежным и универсальным решением для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, металлического экрана, ленточной брони и защитной оболочки из упрочненного полиэтилена, обеспечивает длительную и безотказную работу в широком диапазоне условий: от агрессивных грунтов до кабельных коллекторов. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также использование квалифицированного персонала для установки муфт являются залогом надежности создаваемой кабельной линии на протяжении всего срока службы.