Кабель АПвПу 6 кВ 150 мм

Кабель АПвПу 6 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвПу 6 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним нормативным документам) является ключом к пониманию его конструкции и свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из полиэтилена, в – вулканизированного (сшитого), Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Данный тип кабеля является современной и высокоэффективной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБл) в сетях среднего напряжения.

Конструктивные особенности кабеля АПвПу 6 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает следующие компоненты:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки А5, А6 или А7 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Класс жилы – 1 или 2. Жила уплотняется для придания монолитности и устранения промежутков.
• Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его основная функция – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.
• Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Номинальная толщина изоляции для напряжения 6 кВ стандартизирована. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура при перегрузке может достигать +130°C.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с внутренним экраном он формирует цилиндрический конденсатор, ограничивая электрическое поле строго внутри изоляционного слоя.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде наложения медных или алюминиевых лент, либо в виде медной проволоки, навитой поверх экрана по изоляции. В кабелях марки АПвПу используется медная проволока (обозначение «Пу»). Этот слой служит для пропускания токов короткого замыкания и является нулевой (заземляющей) точкой для электрического поля. Он также обеспечивает защиту от электромагнитных помех.
• Разделительный слой. Представляет собой пояс из полиэтилентерефталатной (лавсановой) или полимерной ленты, накладываемой поверх экрана. Предотвращает возможное повреждение оболочки выступающими элементами экрана.
• Защитная оболочка. Выполняется из полиэтилена (обозначение «п» в маркировке). В марке «Пу» оболочка является усиленной, что означает увеличенную толщину и повышенную стойкость к механическим воздействиям, растяжению и истиранию. Полиэтиленовая оболочка обладает высокими диэлектрическими и влагозащитными свойствами, стойкостью к агрессивным средам (кислотам, щелочам, солям).

Основные технические характеристики и параметры

Технические параметры кабеля АПвПу 6 кВ 150 мм² регламентируются ГОСТ 31565-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и ТУ 16.К71-335-2004 (для напряжений 6 кВ и выше). Ниже приведены ключевые характеристики.

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/6 (7,2) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут (для приемо-сдаточных испытаний на заводе-изготовителе).
• Допустимый длительный ток нагрузки: Зависит от условий прокладки. Для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт – ориентировочно 300-320 А. Для прокладки в воздухе при температуре воздуха +25°C – 270-290 А. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и учитывают все поправочные коэффициенты.
• Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Не более 0.206 Ом/км.
• Емкость: Ориентировочно 0.35-0.45 мкФ/км.

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
• Диапазон рабочих температур: От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева – не ниже -15°C).

Допустимая температура нагрева жилы:

• при длительной работе: +90°C
• при перегрузке: +130°C
• при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
• Строительная длина: Не менее 250 метров (по согласованию с заказчиком возможны меньшие длины).
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу 6 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 6 кВ. Основные сферы применения:

• Питание мощных электродвигателей (насосных, вентиляторных, компрессорных установок) на промышленных предприятиях.
• Распределение электроэнергии в главных и распределительных распредустройствах (ГРУ, РУ) подстанций 6/0.4 кВ.
• Создание кабельных вставок и линий в системах электроснабжения городов, микрорайонов, крупных объектов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) на территории промышленных зон.
• Укладка в земле (траншее) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений.

Способы прокладки: Кабель допускается к прокладке в земле (траншее), в кабельных каналах, блоках, тоннелях, по эстакадам, в помещениях и на открытом воздухе. При прокладке в земле обязательна песчаная подушка, защита кирпичом или сигнальной лентой, а также составление исполнительной схемы трассы. В агрессивных грунтах (содержащих блуждающие токи, щелочи, кислоты) рекомендуется прокладка в трубах из ПНД, ПВХ или асбестоцемента.

Сравнение с аналогами и преимущества

Основным аналогом кабеля АПвПу 6 кВ 150 мм² является кабель с бумажно-пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке – АСБл 6 кВ 150 мм².

Сравнительная таблица: АПвПу 6 кВ 150 мм² vs АСБл 6 кВ 150 мм²

Параметр	Кабель АПвПу 6 кВ 150 мм²	Кабель АСБл 6 кВ 150 мм²
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумажная, пропитанная вязким или нестекающим составом
Допустимая температура жилы	+90°C (длит.)	+70°C (длит.)
Токовая нагрузка	Выше на 20-30% при равных условиях	Ниже
Влияние перепадов высот	Отсутствует (нет стекания пропитки)	Ограничения по разности уровней (до 15-25 м)
Монтаж при низких температурах	До -15°C без подогрева	Требует подогрева уже при 0°C
Герметичность	Полная, за счет полимерных материалов	Зависит от целостности алюминиевой оболочки
Вес и радиус изгиба	Меньше вес, меньше радиус изгиба	Больше вес, больше радиус изгиба
Эксплуатационные расходы	Минимальные	Требуется контроль состояния пропитки

Преимущества кабеля АПвПу:

• Высокая допустимая рабочая температура и, как следствие, большая пропускная способность.
• Отсутствие ограничений по разности уровней на трассе прокладки.
• Высокая стойкость к термическим и механическим перегрузкам.
• Упрощенный монтаж и соединение (применение термоусаживаемых муфт).
• Меньший вес и габариты, что облегчает транспортировку и укладку.
• Длительный срок службы и высокая надежность.

Требования к монтажу, соединению и оконцеванию

Монтаж кабеля АПвПу должен производиться с соблюдением ПУЭ 7-го издания, СНиП и инструкций по монтажу кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Критически важным является сохранение целостности экранов и изоляции. Для соединения и оконцевания используются специализированные кабельные муфты – соединительные (СТ) и концевые (КНТ, КНТп для внутренней установки, КНТс для наружной). Технология монтажа муфт предполагает:

• Послойную разделку кабеля с использованием шаблонов.
• Тщательную зачистку и обезжиривание поверхностей.
• Монтаж полупроводящих, изолирующих и экранирующих элементов (как правило, термоусаживаемых трубок).
• Восстановление экрана с помощью медной сетки и проволоки.
• Герметизацию соединения и заземление экрана с двух сторон.

Заземление экранов (бронепокрова из медных проволок) является обязательным и должно выполняться на обоих концах линии для предотвращения наведения опасных потенциалов и обеспечения срабатывания защит.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля АПвПу от АПвП?

Буква «у» в маркировке АПвПу означает «усиленная полиэтиленовая оболочка». У кабеля АПвПу толщина оболочки больше, чем у АПвП, что обеспечивает повышенную механическую защиту при прокладке в земле (траншее) без применения дополнительных защитных труб. АПвП чаще применяется для прокладки в кабельных сооружениях, где риск механических повреждений ниже.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу 6 кВ 150 мм² в земле без защиты?

Да, усиленная полиэтиленовая оболочка (Пу) предназначена для прямой прокладки в земле. Однако, на участках с повышенным риском механических повреждений (при пересечении дорог, в местах возможных земляных работ) рекомендуется дополнительная защита в виде труб или плит. Прокладка должна осуществляться на песчаной подушке с засыпкой песком и укладкой сигнальной ленты.

Как правильно выбрать сечение 150 мм²? На что оно влияет?

Сечение 150 мм² выбирается на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по нагреву) и проверки по потере напряжения и току короткого замыкания. Для напряжения 6 кВ сечение 150 мм² является стандартным для питания мощных потребителей (двигатели 500-800 кВт) или в качестве магистральной линии распределительной сети. Оно обеспечивает баланс между пропускной способностью (около 300 А в земле) и экономическими затратами.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель специальное оборудование?

Да, для качественного монтажа муфт на кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена требуется профессиональный инструмент: труборезы для ровной резки, стрипперы для снятия изоляции и экрана, термофен для усадки трубок, динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений наконечников. Работы должны выполнять обученные и аттестованные специалисты.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный производителями срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок зависит от соблюдения условий эксплуатации: отсутствие длительных перегрузок, стабильность напряжения, отсутствие механических повреждений оболочки, корректность монтажа муфт и заземления экранов. Наиболее уязвимыми точками являются места соединений.

Чем обоснован более высокий допустимый ток нагрузки по сравнению с бумажной изоляцией?

Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C) и лучшие тепловые характеристики сшитого полиэтилена позволяют отводить больше тепла, выделяемого в проводнике при прохождении тока. Это напрямую увеличивает допустимый длительный ток для одного и того же сечения жилы при равных условиях прокладки.

Заключение

Кабель АПвПу 6 кВ 150 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для построения сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокую пропускную способность, стойкость к внешним воздействиям и длительный срок службы. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с нормативной документацией являются залогом бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 6 кВ кабель типа АПвПу является предпочтительным выбором по совокупности технико-экономических показателей.