Кабель АПвПу 10 кВ 800 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвПу 10 кВ 800 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) и бронепокровом из стальных оцинкованных проволок в полиэтиленовом шланге. Данный тип кабеля предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и долговечность при эксплуатации в различных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с значительными растягивающими нагрузками.
Расшифровка маркировки АПвПу 10 кВ 800 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Пу – усиленная броня из круглых стальных оцинкованных проволок, поверх которой наложен защитный шланг из полиэтилена.
- 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
- 800 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила: Алюминиевая, многопроволочная, секторной или круглой формы (для одножильного исполнения обычно круглая), соответствующая классу гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483. Сечение 800 мм² обеспечивает высокую пропускную способность по току.
- Экран по жиле: Полупроводящий экран (электропроводящий сшитый полиэтилен или экструдированный полупроводящий слой). Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4.5 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура жилы до +90°C в длительном режиме), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Экран по изоляции: Полупроводящий слой, аналогичный экрану по жиле. В сочетании с металлическим экраном обеспечивает симметрию электрического поля и безопасность при касании.
- Металлический экран: Выполнен в виде медной ленты или проволок, наложенных продольно или спирально. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии поля, а также служит в качестве пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
- Поясная изоляция: Битумированная лента или полимерная пленка, наложенная поверх металлического экрана для его защиты от коррозии и механического повреждения броней.
- Бронепокров (усиленная защита): Выполнен из стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх поясной изоляции. Броня типа «Пу» предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающие усилия, удары, давление грунта, грызуны). Для сечения 800 мм² проволоки имеют значительный диаметр.
- Защитный шланг (наружная оболочка): Выполнен из полиэтилена (обозначение «у» в маркировке), наложенного поверх брони. Защищает стальные проволоки брони от коррозии, обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным почвам и химическим веществам. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в земле (траншеях): Основной способ применения. Кабель предназначен для прокладки в грунтах любой категории, включая грунты с высокой коррозионной активностью (засоленные, болотистые), в районах с блуждающими токами, а также на трассах с возможными смещениями грунта и значительными механическими нагрузками сверху.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, каналах и по эстакадам.
- Прокладка через водные преграды (по дну или по мостам): Броня из стальных проволок воспринимает растягивающие усилия, а полиэтиленовый шланг обеспечивает надежную защиту от длительного воздействия влаги.
- Прокладка в районах с высокой сейсмической активностью, где требуются кабели с повышенной механической прочностью.
- Подключение мощных потребителей: Распределительные устройства (РУ) 6-10 кВ, трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия (металлургия, химическая промышленность, машиностроение), насосные и компрессорные станции.
- Транспортировка и разгрузка: Кабельные барабаны массой несколько тонн перемещаются с помощью грузоподъемной техники. Запрещается сбрасывать барабаны с транспортного средства.
- Раскатка: Может производиться с транспортного средства с помощью кабелеукладчика или лебедки. При раскатке вручную необходимо обеспечить достаточное количество людей. Категорически запрещается превышать минимальный радиус изгиба (обычно 20 наружных диаметров).
- Подготовка к прокладке: Перед монтажом необходимо провести входной контроль: проверить целостность оболочки, измерить сопротивление изоляции и выполнить испытание повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ).
- Прокладка в траншее: Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. При параллельной прокладке нескольких кабелей расстояние между ними должно быть не менее 100 мм (рекомендуется 250-300 мм для снижения взаимного нагрева). Сверху кабель засыпается мягким грунтом без камней и укрывается защитным покрытием (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента). Броня кабеля должна быть заземлена с обоих концов.
- Монтаж концевых и соединительных муфт: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты (СТП, СТпО, СТО). Процесс монтажа требует строгого соблюдения технологии зачистки, экранирования и герметизации.
- По допустимому длительному току нагрузки (расчетный ток объекта должен быть меньше допустимого тока для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов).
- По потере напряжения (должна быть в пределах норм для силовых сетей).
- По току короткого замыкания (сечение должно быть термически стойким к току КЗ за время его отключения).
- По экономической плотности тока (для определения оптимального сечения с учетом капитальных и эксплуатационных затрат).
- Термоусаживаемые муфты (серии 3СТп, 3СТпО): Монтируются с помощью газовой горелки или термофена. Обеспечивают высокую надежность и хорошую адгезию.
- Холодноусаживаемые муфты (серии QS, QCI): Монтируются без нагрева, путем снятия спирали-растяжителя, что упрощает монтаж в полевых условиях и снижает риск перегрева изоляции.
Конструкция кабеля АПвПу 10 кВ 800 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Для сечения 800 мм² кабель, как правило, выполняется одножильным, что связано с удобством монтажа и большими токами нагрузки.
Основные технические характеристики
Параметры кабеля АПвПу 10 кВ 800 мм² регламентируются ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-310-2001 и другими нормативными документами.
Электрические характеристики
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение, кВ (продолжительность 10 мин.) | 22 |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ (продолжительность 15 мин.) | 53 |
| Допустимая длительная температура жилы, °C | +90 |
| Максимальная температура жилы при КЗ (длительность до 4 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x D (наружного диаметра кабеля) |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 100 |
Токовые нагрузки (ориентировочные значения)
Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Для кабеля АПвПу 10 кВ 800 мм² (одна жила) они составляют:
| Способ прокладки | Длительно допустимый ток, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C) |
|---|---|
| В воздухе (в помещении, туннеле) | ~ 950 — 1050 А |
| В земле (в траншее, один кабель, теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт) | ~ 850 — 950 А |
| В земле (в траншее, два кабеля с расстоянием 300 мм между ними) | ~ 800 — 880 А (с учетом взаимного нагрева) |
Примечание: Точные значения необходимо брать из актуальных расчетных таблиц ПУЭ 7 изд. или каталогов производителей с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество кабелей в траншее, глубину прокладки и т.д.).
Механические и конструктивные параметры
| Параметр | Примерное значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | 75 — 85 |
| Масса 1 км кабеля, кг | 8000 — 10000 |
| Максимально допустимое растягивающее усилие | Определяется прочностью бронепроволок, может превышать 70 кН |
| Строительная длина, м | Не менее 150-200 (оговаривается при заказе) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПу 10 кВ 800 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне типа «Пу» и полиэтиленовому шлангу он обладает расширенными возможностями для прокладки в сложных условиях:
Важно: Прокладка в воздухе (по фасадам зданий, на опорах) возможна, но не является экономически оптимальной из-за большого веса и наличия металлической брони, которая требует заземления и подвержена коррозии в атмосферных условиях, несмотря на полиэтиленовый шланг. Для воздушных линий чаще применяются кабели с алюминиевой броней (АПвАп) или вообще без брони.
Монтаж и эксплуатация
Монтаж кабеля АПвПу 10 кВ 800 мм² требует специального оборудования и квалифицированного персонала в связи с его большим весом и жесткостью.
Сравнение с аналогами и выбор
При выборе кабеля для проекта 10 кВ необходимо учитывать условия прокладки и экономическую целесообразность.
| Тип кабеля | Ключевые отличия от АПвПу | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| АПвП (броня из стальных оцинкованных лент, ПВХ шланг) | Броня из лент хуже воспринимает растягивающие нагрузки, но лучше защищает от механических повреждений сверху (ударов). ПВХ оболочка имеет более низкую стойкость к химикатам и влаге по сравнению с ПЭ. Дешевле. | Прокладка в обычных грунтах без растягивающих усилий, в туннелях, каналах. |
| АПвАп (броня из алюминиевых проволок, ПВХ шланг) | Броня из алюминиевых проволок не требует дополнительной защиты от коррозии, легче, но имеет меньшую механическую прочность на разрыв и дороже стальной. Не требует заземления брони с двух сторон при определенных условиях. | Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, где стальная броня требует дополнительной защиты, в агрессивных средах, при наличии блуждающих токов. |
| АПвПу2нг(А)-LS | Исполнение с пониженной пожарной опасностью: нераспространение горения при групповой прокладке, пониженное дымо- и газовыделение. Броня типа «Пу». | Прокладка в закрытых коллекторах, туннелях, метро, зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, где предъявляются повышенные требования пожарной безопасности. |
| Кабель с медной жилой (ПвПу) | Медная жила имеет большую проводимость, меньший диаметр и вес при том же токе, но значительно дороже. Обладает лучшей коррозионной стойкостью и гибкостью. | Проекты, где критичны габариты и вес кабеля, либо при особых требованиях к надежности и коррозионной стойкости токоведущей части. |
Вывод: Кабель АПвПу 10 кВ 800 мм² является оптимальным решением для прокладки одиночных силовых линий в сложных грунтовых условиях, на пересеченной местности, через водные преграды и в любых других случаях, где требуются повышенные механические характеристики, особенно сопротивление растяжению.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвПу от АПвБу?
Основное отличие в типе брони. В маркировке «Б» означает броню из двух стальных оцинкованных лент, а «П» (в позиции, обозначающей броню) – броню из плоских стальных оцинкованных проволок. Броня из проволок («Пу») предназначена в первую очередь для восприятия растягивающих усилий (прокладка через водные преграды, на наклонных трассах), в то время как броня из лент («Бу») лучше защищает от поперечных механических воздействий (давление грунта, удары).
Как правильно заземлить броню кабеля АПвПу?
Броня из стальных оцинкованных проволок является металлическим покровом и подлежит заземлению в соответствии с ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.72). Заземление должно быть выполнено с обоих концов кабельной линии. Для этого бронепроволоки раскручиваются, объединяются и соединяются с заземляющим проводником (обычно медная гибкая шина) с помощью бандажа и пайки или специального зажима. Этот проводник затем присоединяется к контуру заземления концевой кабельной муфты или электроустановки.
Каков срок службы кабеля АПвПу 10 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и бронепокровом типа «Пу» составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от соблюдения условий прокладки, правильности монтажа муфт, режимов нагрузки и отсутствия внешних повреждений.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу в одном лотке с кабелями низкого напряжения?
ПУЭ (Глава 2.3) допускает совместную прокладку кабелей до и выше 1000 В. Однако при этом должны быть выполнены условия: кабели выше 1000 В должны быть защищены от повреждений, вызванных КЗ в цепях до 1000 В (например, расположены в верхней части лотка и отделены перегородкой). На практике для кабеля 10 кВ сечением 800 мм² совместная прокладка в общем лотке с низковольтными кабелями не рекомендуется из-за его больших габаритов, веса и требований к охлаждению. Предпочтительна прокладка в отдельных лотках или каналах.
Как определить необходимое сечение жилы 800 мм² для конкретного объекта?
Выбор сечения 800 мм² является результатом комплексного расчета:
Сечение 800 мм² обычно применяется для подключения мощных узловых подстанций, крупных промышленных предприятий с потребляемой мощностью в десятки МВт.
Какие муфты применяются для кабеля АПвПу 10 кВ 800 мм²?
Для данного кабеля применяются соединительные и концевые муфты на напряжение 10 кВ, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена и металлическими экранами. Наиболее распространены:
Выбор конкретной муфты зависит от условий эксплуатации, наличия оборудования и предпочтений монтажной организации. Монтаж должны выполнять сертифицированные специалисты.