Кабель силовой АПвПуг 10 кВ 240 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвПуг 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 10 кВ с изолированной нейтралью. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в условиях повышенной влажности, при наличии блуждающих токов и в грунтах с высокой коррозионной активностью, включая насыщенные химическими веществами почвы.

Расшифровка маркировки АПвПуг

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• П – наружная защитная оболочка (броня) из плоских стальных оцинкованных проволок.
• уг – обозначение «усиленная защита» и «для прокладки в грунте». Подразумевает наличие под броней дополнительной защитной подушки (двух битумных лент и слоя крепированной бумаги) и поверх брони – защитного покрова из битума, полимерных лент и покрытия меловым составом для защиты от коррозии.
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 240 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПуг 10 кВ 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Жила алюминиевая, соответствует классу 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной (для многожильных кабелей) формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жила может быть как однопроволочной (ож), так и многопроволочной (мн). Для сечения 240 мм² чаще применяется многопроволочная конструкция, обеспечивающая достаточную гибкость.

2. Экранирующий слой над жилой

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая оболочка). Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм. СПЭ обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, устойчив к термическим перегрузкам (допустимая температура жилы до 90°C в длительном режиме и до 130°C в аварийном).

4. Экранирующий слой под оболочкой

Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он служит для симметрирования электрического поля.

5. Медная экранная проволока

Поверх внешнего полупроводящего слоя спирально накладываются медные проволоки сечением не менее 16 мм² (суммарно) или применяется медная лента. Этот слой выполняет функцию экрана для защиты от электромагнитных помех и является проводником для токов утечки и токов короткого замыкания.

6. Разделительный слой (поясная изоляция)

В качестве разделительного слоя между экраном и броней используется полимерная пленка или два слоя крепированной бумаги с битумной пропиткой.

7. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных плоских проволок, наложенных по винтовой спирали. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов. Использование плоских проволок создает более плотный и герметичный покров по сравнению с круглыми.

8. Наружный защитный покров

Представляет собой покров типа «уг»: поверх брони наносится обмотка из битумных лент, полимерных лент или слоя мелового состава. Его задача – защита стальной брони от коррозии при прокладке в агрессивных грунтах.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПуг 10 кВ 1х240

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	8,7/10 кВ (12 кВ)
Количество и сечение жил	1 x 240 мм²
Материал жилы	Алюминий (Al)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Макс. рабочая температура жилы (длительно)	+90 °C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250 °C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0,125 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки	17,4 кВ (2U0) в течение 15 мин.
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)*	~ 355 А (при прокладке в земле, +15°C, глубина 0.7м, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт)
Сопротивление изоляции при +20 °C, не менее	100 МОм·км

• Точное значение тока нагрузки требует расчета с учетом конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, количество кабелей в траншее, наличие тепловых мостов).

Область применения и условия прокладки

Кабель АПвПуг 10 кВ 240 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях 6-10 кВ. Основные сферы применения:

• Питающие и распределительные линии от подстанций к городским и промышленным распределительным пунктам.
• Вводы электроэнергии на территории крупных промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, портов.
• Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и в производственных помещениях, но основное назначение – прокладка непосредственно в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб.
• Участки с повышенной коррозионной опасностью: в болотистых, солончаковых грунтах, в зонах действия блуждающих токов.
• Трассы с риском механических повреждений (наличие твердых включений в грунте, давление грунта).

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки по воздуху (воздушные линии) из-за значительного собственного веса и отсутствия несущего троса. Для ВЛ применяются другие марки (например, СИП или кабели с несущим элементом).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем ААБл 10 кВ 240 мм² (с бумажно-масляной изоляцией и свинцовой оболочкой):

• Преимущества АПвПуг:
  • Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
  • Отсутствие риска утечки масла и проблем с перепадами высот при монтаже.
  • Меньший вес и радиус изгиба, что облегчает монтаж.
  • Более простая и экологичная утилизация.
  • Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
• Недостатки АПвПуг:
  • Меньший опыт наработки на отказ в сетях (хотя статистика последних 20 лет подтверждает надежность).
  • Чувствительность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт (требуется абсолютная чистота и герметичность).
  • При равных условиях цена может быть сопоставима или выше, чем у ААБл.

Сравнение с кабелем АПвБбШп 10 кВ 240 мм² (броня из стальных лент, ПВХ шланг):

• Преимущества АПвПуг (броня из проволок):
  • Лучшая механическая защита при растягивающих нагрузках и в грунтах с просадками.
  • Более высокая гибкость, что удобно на трассах со сложным рельефом.
  • Защитный покров «уг» эффективнее противостоит коррозии в агрессивных грунтах, чем простой ПВХ шланг (Шп).
• Недостатки АПвПуг:
  • Обычно более высокая стоимость.
  • Больший внешний диаметр и вес.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны храниться под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей. Перекатывать барабаны можно только в направлении, указанном стрелкой на щеке барабана.
• Подготовка трассы: Дно траншеи должно быть очищено от острых камней и мусора. Рекомендуется подсыпка слоя песка или мягкого грунта толщиной 100 мм. При пересечении с коммуникациями или дорогами кабель должен быть защищен футлярами (трубами).
• Прокладка: Запрещается прокладка при температуре окружающей среды ниже -15°C без предварительного подогрева кабеля. Радиус изгиба контролируется специальными шаблонами.
• Монтаж муфт: Является критически важной операцией. Требуется строгое соблюдение технологии зачистки, наложения полупроводящих и изоляционных слоев, герметизации. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента для кабелей с СПЭ-изоляцией.
• Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней слоем 200 мм, затем укладывается сигнальная лента, после чего траншея засыпается полностью.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуется) или переменного, а также измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвПуг и АПвПу?

Марка АПвПу имеет броню из круглых стальных оцинкованных проволок. АПвПуг имеет броню из плоских (г) стальных оцинкованных проволок. Броня из плоских проволок создает более плотный и герметичный покров, лучше защищающий от проникновения влаги и агрессивных сред к внутренним элементам кабеля, что особенно важно при длительной прокладке в грунтах с высокой влажностью.

Можно ли использовать кабель АПвПуг для прокладки в воде?

Нет, кабель АПвПуг не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, моря). Его защитный покров «уг» рассчитан на агрессивный грунт, но не на постоянное погружение. Для прокладки в водных преградах применяются специальные кабели с гидрофобным заполнением и усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП2г).

Какой допустимый ток нагрузки для данного кабеля при прокладке в воздухе?

При прокладке на воздухе в тени (в кабельном канале, туннеле) допустимый длительный ток для АПвПуг 10 кВ 1х240 будет выше, чем при прокладке в земле, при условии хорошей естественной вентиляции. Ориентировочно он может составлять 400-420 А. Однако точный расчет должен учитывать температуру окружающего воздуха, солнечную радиацию, количество кабелей в пучке и расстояние между ними. Для точного определения необходимо пользоваться методиками, изложенными в ПУЭ гл. 1.3 или ГОСТ Р МЭК 60287.

Требуется ли дополнительная защита кабеля при прокладке в одной траншее с кабелями связи?

Да, требуется. При параллельной прокладке силовых кабелей напряжением 10 кВ и кабелей связи необходимо соблюдать нормируемые расстояния между ними (не менее 0,5 м по горизонтали) или применять дополнительное экранирование (например, разделение стальным листом). Это регламентируется правилами защиты проводных линий связи от влияния силовых электросетей.

Как определить необходимое сечение (240 мм²) для конкретного объекта?

Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Расчетный максимальный ток нагрузки должен быть меньше допустимого тока для данных условий прокладки с учетом поправочных коэффициентов.
2. По потере напряжения (для протяженных линий). Потеря напряжения от начала до конца линии не должна превышать допустимых значений (обычно 5-6% для сетей 10 кВ).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Проверяется, что сечение выдержит ток КЗ за время его отключения защитой без недопустимого нагрева.
4. По экономической плотности тока. Для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки выбирается сечение, обеспечивающее минимальные приведенные затраты на сооружение и эксплуатацию линии.

Сечение 240 мм² является стандартным и широко применяемым для магистральных и питающих линий 10 кВ средней мощности.

Каков срок службы кабеля АПвПуг 10 кВ 240 мм²?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации (температура, токовая нагрузка), составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянная работа при перегрузках (температура жилы выше 90°C), повреждение защитных покровов при монтаже, некачественный монтаж муфт, приводящий к проникновению влаги, и коррозия брони в сверхагрессивных средах без дополнительной защиты.