Кабель АПвПу 6 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу 6 кВ: конструкция, характеристики, применение
Кабель АПвПу 6 кВ представляет собой силовой кабель на напряжение 6 кВ с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в поливинилхлоридной оболочке, бронированный стальными оцинкованными проволоками и предназначенный для прокладки в земле (траншеях). Данная марка является одной из наиболее востребованных в распределительных сетях среднего класса напряжения благодаря оптимальному сочетанию надежности, технологичности монтажа и стоимости.
Расшифровка маркировки АПвПу 6 кВ
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (в общепринятой классификации, «в» в составе «Пв» указывает на вулканизированный, т.е. сшитый полиэтилен).
- П – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- у – бронепокров из оцинкованных стальных проволок (усиленная броня).
- 6 кВ – номинальное напряжение 6000 Вольт.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 6/6 (7.2) кВ. Где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, Um – максимальное длительно допустимое.
- Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут после монтажа.
- Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
- Максимальная температура жил при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Сопротивление изоляции: не менее 100 МОм·км.
- Радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 для многожильных кабелей.
- Допустимое растягивающее усилие: определяется сечением жил и конструкцией брони, рассчитывается индивидуально.
- Стойкость к воздействию грунтовых вод: допускается прокладка в земле (траншеях) с любой степенью коррозионной активности, включая заболоченные участки, при условии целостности оболочки.
- Горючесть: Оболочка из ПВХ пластиката не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Распределительные сети 6 кВ (воздушные линии, переведенные в кабель, питание распределительных пунктов и трансформаторных подстанций).
- Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных установок) на промышленных предприятиях.
- Сети электроснабжения объектов нефтегазовой, горнодобывающей промышленности.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях, где возможны механические воздействия.
- Раскатка: Запрещается сбрасывание барабанов с транспортных средств. Раскатка ведется с применением кабельных роликов, не допуская трения о землю, растяжения и перекручивания.
- Изгиб: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (15D для одножильных).
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специализированных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 6 кВ. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции с сохранением полупроводящих слоев, монтаж геометрического электрода (грибка), установку изоляционного корпуса с заполнением герметиком или заливкой эпоксидным компаундом.
- Заземление: Медные экраны кабеля на обоих концах должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормального режима работы. Броня также подлежит заземлению.
Конструкция кабеля АПвПу 6 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (круглой или секторной формы) для всех сечений. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила/изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Основной изоляционный слой. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу высокие температурные характеристики. СПЭ сохраняет форму и диэлектрические свойства при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ТУ 16-705.499-2010) и для 6 кВ составляет, как правило, 3.0 мм.
4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)
Аналогичный полупроводящий слой, накладываемый поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено однородное радиальное электрическое поле.
5. Поясная изоляция
Представляет собой ленты из полупроводящего материала, которые наматываются поверх экрана по изоляции для придания кабелю округлой формы и дополнительного выравнивания поля.
6. Медная экранирующая оплетка
Выполнена в виде медных лент или проволок, наложенных спирально с малым шагом. Ее функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии поля, а также использование в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания. Сечение экрана строго нормируется.
7. Разделительный слой
Ленты из полиэтилентерефталата (ПЭТФ, лавсан) или крепированной бумаги, наложенные поверх экрана. Предназначены для предотвращения повреждения экрана элементами брони и защиты от коррозии.
8. Броня из стальных оцинкованных проволок
Бронепокров типа «у» выполняется из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх разделительного слоя. Он обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, сдавливания, грызунов. Оцинковка гарантирует коррозионную стойкость.
9. Наружная оболочка из ПВХ пластиката
Защищает броню от коррозии, предохраняет от влаги, агрессивных сред и механических повреждений. Имеет характерную черную окраску. ПВХ-пластикат для кабелей на 6 кВ должен быть нераспространяющим горение.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики
Механические и эксплуатационные характеристики
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПу 6 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Прокладка в блоках или трубах не рекомендуется из-за ухудшенных условий теплоотвода. Предпочтительный способ – прокладка в земле (траншеях) с песчаной подсыпкой и защитой кирпичом или сигнальной лентой.
Сравнение с аналогами и выбор сечения
АПвПу является альтернативой устаревшим кабелям с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, ААБл) и современным кабелям в свинцовой оболочке (АПвПуг).
| Марка кабеля | Изоляция | Броня/Защита | Основные преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|---|
| АПвПу | СПЭ | Стальные проволоки, ПВХ оболочка | Меньший вес и радиус изгиба, высокая влагостойкость, простота монтажа и соединения | Чувствительность к точечным механическим воздействиям (по сравнению со стальными лентами) |
| АСБл | Бумажная, пропитанная | Стальные ленты, ПВХ оболочка | Высокая электрическая прочность, традиционная технология | Ограничение по перепаду высот, старение пропитки, пожароопасность, сложный монтаж |
| АПвПуг | СПЭ | Стальные проволоки, свинцовая оболочка | Абсолютная герметичность, высокая коррозионная стойкость | Высокая стоимость, большой вес, сложность монтажа, необходимость заземления свинца |
Выбор сечения жил кабеля АПвПу 6 кВ осуществляется по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее и поправочных коэффициентов. За основу берутся таблицы ПУЭ (Глава 1.3) или данные производителя.
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 50 | 190 | 165 |
| 70 | 235 | 200 |
| 95 | 285 | 240 |
| 120 | 330 | 275 |
| 150 | 375 | 315 |
| 185 | 425 | 360 |
| 240 | 490 | 415 |
*Значения ориентировочные. При проектировании необходимо использовать актуальные нормативные данные и учитывать поправочные коэффициенты.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля АПвПу требует соблюдения правил, направленных на сохранение целостности изоляции и экранов.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвПу принципиально отличается от АПвПуг?
Основное отличие – наличие у АПвПуг сплошной свинцовой оболочки между броней и экраном. Она служит абсолютным барьером от влаги и агрессивных сред. АПвПу такой оболочки не имеет, его защита от влаги обеспечивается самой структурой СПЭ-изоляции и внешней ПВХ оболочкой. АПвПуг применяется в особо тяжелых условиях (например, в солончаках, в грунтах с блуждающими токами).
Можно ли прокладывать АПвПу в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Броня из проволок и ПВХ оболочка обеспечивают защиту от атмосферных воздействий и УФ-излучения. Однако при этом необходимо учитывать допустимые токовые нагрузки для прокладки в воздухе, которые отличаются от нагрузок для прокладки в земле.
Какой срок службы у кабеля АПвПу 6 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется условиями работы (перегрузками, состоянием соединений, внешними воздействиями).
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабель, проложенный в траншее, должен быть защищен сверху от механических повреждений. Для этого используется: кирпич, уложенный поперек трассы, или специальные сигнальные/защитные полимерные плиты. Обязательна подсыпка и засыпка мягким грунтом без камней.
Как правильно выбрать сечение экрана для системы заземления?
Сечение медного экрана нормировано и указывается в ТУ на кабель. Для кабелей на 6 кВ оно обычно составляет 16, 25 или 35 мм² в зависимости от сечения основной жилы. Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение времени срабатывания защиты. Проектировщику важно обеспечить надежное соединение экрана с контуром заземления на обоих концах линии.
Что важнее контролировать при приемке и вводе в эксплуатацию кабеля АПвПу?
Ключевые этапы: 1) Визуальный осмотр на отсутствие механических повреждений оболочки и брони. 2) Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В. 3) Испытание повышенным напряжением переменного тока 15 кВ частотой 50 Гц в течение 10 минут после монтажа муфт. 4) Проверка системы заземления экранов и брони.
Заключение
Кабель АПвПу 6 кВ является современным, технологичным и надежным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества – легкость, гибкость, высокая стойкость к влаге и простота монтажа – обусловили его широкое распространение. Корректный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также применение качественных комплектующих для соединения гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетического объекта на протяжении всего срока службы кабеля.