Кабель АПвПуг 10 кВ 120 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвПуг 10 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экранированном исполнении, с медными проволоками в качестве экрана, с гидрозащитой и негорючим наружным покровом. Данный тип кабеля является одним из наиболее востребованных для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения класса 10 кВ. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в различных условиях.

Расшифровка маркировки АПвПуг

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 18410-73 и более поздних стандартов и несет полную информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен (XLPE).
• П – материал оболочки: полиэтилен.
• у – тип защитного покрова: усиленный (броня из стальных оцинкованных проволок).
• г – гидрозащита: наличие водоблокирующих лент или заполнителей.
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПуг 10 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила может быть как однопроволочной (ож), так и многопроволочной (мн). В современных кабелях чаще применяется многопроволочная жила, обеспечивающая большую гибкость.

• Класс жилы: 1 или 2 (жесткая или гибкая).
• Форма: секторная или круглая. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы.

2. Экран по жиле (полупроводящей слой)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного или наложенного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6-10 кВ и выше.

3. Изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150). Для кабеля 10 кВ она составляет, как правило, 3,0-3,4 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах (допустимая температура длительной работы +90°C).

4. Экран по изоляции

Состоит из двух элементов:

• Полупроводящей ленты или экструдированного слоя, непосредственно контактирующего с изоляцией.
• Медных проволок, наложенных поверх полупроводящего слоя. Для кабеля АПвПуг 10 кВ 120 мм² применяются медные проволоки сечением не менее 16-25 мм² в сумме. Этот слой служит для отвода емкостных токов и в качестве пути для тока короткого замыкания.

5. Разделительный слой

Представляет собой поясную изоляцию из полиэтилентерефталатных (лавсановых) или аналогичных лент, наложенных поверх экрана. Предназначен для защиты экрана от коррозии и механических повреждений при последующих операциях бронирования.

6. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок (обозначение «у» в маркировке). Броня обеспечивает механическую защиту кабеля от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Диаметр и количество проволок нормированы.

7. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (П) и является внешним защитным слоем. Оболочка защищает броню от коррозии и агрессивных сред. В кабеле марки АПвПуг оболочка, как правило, выполнена из полиэтилена, что обеспечивает высокую стойкость к влаге и химическим воздействиям. Буква «г» указывает на наличие под оболочкой гидрофобных (водоблокирующих) материалов, препятствующих продольному распространению влаги в случае локального повреждения.

Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 кВ (12 кВ)
Сечение основной жилы	120 мм²
Число жил	1, 3
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Допустимая температура длительной работы жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-20°C
Сопротивление изоляции, не менее	100 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	18 кВ (для новых кабелей после монтажа)
Радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПуг 10 кВ 120 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 10 кВ с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.

Основные сферы применения:

• Магистральные и распределительные линии в городских и промышленных электрических сетях 6-10 кВ.
• Питание мощных трансформаторных подстанций, распределительных пунктов (РП), централей питания (ЦП).
• Прокладка к крупным промышленным потребителям (заводы, фабрики, горнодобывающие предприятия).
• Устройство вводов на территории с повышенными требованиями к механической защите.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта. Наличие брони и гидрозащиты («г») делает его устойчивым к механическим нагрузкам, давлению грунта и влаге. Требуется защита сигнальными лентами или плитами.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Броня защищает от возможных повреждений при обслуживании и от грызунов.
• На эстакадах и в галереях: Усиленная конструкция позволяет прокладывать кабель по воздушным трассам на несгораемых основаниях.
• Внутри помещений: Допускается при условии отсутствия растягивающих нагрузок. Негорючесть наружного покрова (индекс «нг» в модификациях) расширяет возможности внутренней прокладки.

Важно: Прокладка по воздуху на тросах (подвесным способом) для кабеля АПвПуг не является стандартной и требует специальных расчетов на механическую прочность. Для ВЛ обычно применяются другие марки (например, СИП).

Расчетные электрические параметры (для трехжильного кабеля)

Параметр	Значение (приблизительное)	Примечание
Активное сопротивление жилы при 20°C (Rпост), Ом/км	0.253	По ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление (X), Ом/км	0.11 — 0.13	Зависит от взаимного расположения жил
Емкостная проводимость (B), См/км	~90 x 10-6
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп), А	~260 — 320	Зависит от способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее. Точное значение определяется по ПУЭ гл. 1.3 или расчетом.
Ток короткого замыкания (Iкз), кА	До 8-12 (за 1 сек)	Зависит от параметров системы и сечения экрана.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем ААБл (с бумажно-масляной изоляцией и алюминиевой оболочкой):

• Преимущества АПвПуг:
  • Более высокая допустимая температура работы (+90°C против +70°C для ААБл).
  • Меньший вес и радиус изгиба, что облегчает транспортировку и монтаж.
  • Отсутствие риска протекания пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
  • Более высокая стойкость к термическим и динамическим нагрузкам при КЗ.
  • Проще и экологичнее в утилизации.
• Недостатки АПвПуг:
  • Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Требуется абсолютная чистота и герметичность соединений.
  • Относительно более высокая стоимость на единицу длины (хотя с учетом стоимости монтажа и эксплуатации разница часто нивелируется).

Сравнение с кабелем ПвПуг (с медной жилой):

• Кабель с медной жилой имеет меньшее активное сопротивление и, соответственно, меньшие потери мощности и更高的 допустимый ток нагрузки (для меди ~360-420 А для тех же условий). Однако его стоимость значительно выше. Выбор между алюминием и медью является технико-экономическим расчетом.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвПуг требует строгого соблюдения технологии, особенно при подготовке изоляции и монтаже соединительных и концевых муфт.

• Разделка кабеля: Требуется аккуратная ступенчатая разделка концов с использованием специальных шаблонов. Важно не повредить полупроводящие экраны и основную изоляцию.
• Зачистка экрана: Медные проволоки экрана аккуратно собираются и отводятся для последующего заземления.
• Монтаж муфт: Применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ (соединительные, стопорные, концевые). Обязательным условием является полная герметизация места соединения от влаги и использование электропроводящих и изоляционных материалов, совместимых с XLPE.
• Заземление: Экран кабеля (медные проволоки) и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано) или переменного тока частотой 0,1 Гц для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвПуг от АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие гидрозащиты. В кабеле АПвПуг под оболочкой применяются водоблокирующие ленты или порошки, которые при контакте с влагой разбухают и препятствуют ее продольному распространению по кабелю. В кабеле АПвПу такой защиты нет. Для прокладки в земле, особенно в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, предпочтительнее АПвПуг.

Какой допустимый ток нагрузки для АПвПуг 10 кВ 120 мм² при прокладке в земле?

Точное значение определяется расчетом согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом конкретных условий: температуры грунта, теплового сопротивления почвы, количества кабелей в траншее и расстояния между ними. Ориентировочно, для одиночного кабеля, проложенного в траншее при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1,2 К·м/Вт, допустимый ток составляет около 280-300 А. При изменении условий (например, температура грунта +25°C) ток снижается до ~250 А.

Можно ли использовать кабель АПвПуг для прокладки в воде?

Нет, кабель АПвПуг не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, моря). Несмотря на наличие гидрозащиты («г») и брони, его конструкция не является герметизированной для длительного пребывания под давлением воды. Для подводных трасс применяются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП).

Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?

Сечение медных проволок экрана, указанное в конструкторской документации на кабель (обычно 16-25 мм²), является достаточным для заземления. При монтаже все эти проволоки должны быть собраны и подключены к системе заземления. Дополнительные проводники, как правило, не требуются, если сечение экрана соответствует требованиям ПУЭ по току короткого замыкания.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в агрессивных грунтах?

Полиэтиленовая оболочка кабеля АПвПуг обладает высокой стойкостью к химической агрессии (кислоты, щелочи, соли). Однако при прокладке в особо агрессивных грунтах (свалки, территории химических предприятий) рекомендуется дополнительная защита в виде прокладки в асбоцементных или пластиковых трубах, а также применение кабелей с усиленной антикоррозионной защитой.

Каковы признаки повреждения кабеля АПвПуг в процессе эксплуатации?

К основным признакам относятся срабатывание дифференциальной или максимальной токовой защиты, локальный нагрев на трассе, понижение сопротивления изоляции при измерениях мегомметром, а в случае серьезных повреждений – отключение линии с землей. Для точного определения места повреждения применяются методы рефлектометрии (импульсный метод) или акустического/электромагнитного детектирования.

Заключение

Кабель АПвПуг 10 кВ 120 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, эффективного экранирования, механической защиты броней и гидробарьера, делает его универсальным для большинства условий прокладки. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в соответствии с ПУЭ, техническими циркулярами и инструкциями производителя являются залогом долговечной и безотказной работы энергетического объекта на протяжении всего срока службы, который превышает 30 лет.