Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПуг 6 кВ: конструкция, характеристики и область применения

Кабель АПвПуг 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными проволоками и предназначенный для номинального напряжения 6 кВ. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов современных кабельных линий распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к сложным условиям эксплуатации.

Расшифровка маркировки АПвПуг

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из полиэтилена (в данном контексте подразумевается сшитый полиэтилен, что уточняется второй буквой).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в данной маркировке это устаревшее обозначение; современные кабели с СПЭ-изоляцией и полиэтиленовой оболочкой часто маркируются как «Пв», где «в» может трактоваться как вторичная защита, но фактически оболочка из полиэтилена). Важно: в стандарте ГОСТ 31996-2012 маркировка «Пв» означает изоляцию из сшитого полиэтилена и оболочку из полиэтилена. Буква «г» в конце указывает на отсутствие герметизации (гидроизоляции) жил. Таким образом, АПвПуг следует читать как: Алюминиевая жила, Изоляция из сшитого полиэтилена, Оболочка из полиэтилена, Броня из плоских стальных оцинкованных проволок, Без защитного покрова («голый»).
• Пу – бронепокров усиленный из стальных оцинкованных проволок круглого сечения.
• г – «голый», указывает на отсутствие наружного защитного покрова (джутовой оплетки или аналоги) поверх брони.
• 6 кВ – номинальное напряжение 6000 Вольт.

Конструкция кабеля АПвПуг 6 кВ

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВ, АВЕ, АВЕЧ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторные жилы позволяют оптимизировать диаметр кабеля и более эффективно использовать монтажное пространство. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (для всех сечений, а для сечений 300 мм² и более – исключительно многопроволочными).

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой, выполненный методом экструзии из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что резко повышает термостойкость материала (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при КЗ) по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и отличной стойкостью к трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)

Внешний слой полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный поверх изоляции. Замыкает систему электрического экранирования, обеспечивая равномерность радиального электрического поля.

5. Поясная изоляция

Представляет собой ленту из медной или алюминиевой фольги, либо экструдированный слой полупроводящей композиции, который накладывается поверх скрученных изолированных жил. Обеспечивает электрический контакт между внешними экранами отдельных жил и является частью общего экрана кабеля.

6. Заполнитель

Пространство между скрученными изолированными жилами и под оболочкой заполняется эластичными жгутами из полимерных материалов или резиновой смеси для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

7. Разделительный слой

Поверх поясной изоляции и заполнителя может накладываться обмотка из полиэтилентерефталатных (ПЭТ) или аналогичных лент для предотвращения адгезии оболочки к экранам и броне.

8. Броня

Выполняется из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Проволоки укладываются плотно, виток к витку, образуя гибкий, но чрезвычайно прочный механический барьер. Броня защищает кабель от:

• Механических повреждений (удары, сдавливание, вибрация).
• Грызунов.
• Растягивающих нагрузок (при прокладке в вертикальных шахтах или на наклонных трассах).

9. Наружная оболочка (если есть)

В маркировке АПвПуг буква «г» указывает на отсутствие наружной защитной оболочки поверх брони. Броня из оцинкованных проволок является внешним элементом кабеля. Однако, существуют модификации (например, АПвБШв), где поверх брони накладывается оболочка из поливинилхлоридного пластиката (Шв) для дополнительной защиты брони от коррозии в агрессивных средах.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/6 (7,2) кВ или 6/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут для кабелей на U₀/U = 6/6 кВ.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность до 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Механические и конструктивные параметры

• Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
• Срок службы: Не менее 30 лет.
• Стойкость брони к растяжению: Обеспечивает компенсацию растягивающих усилий при прокладке на сложных трассах.

Область применения кабеля АПвПуг 6 кВ

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 10 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:

• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, шахтах и эстакадах.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия блуждающих токов и высокой коррозионной активности, требующей дополнительной защиты брони. В агрессивных грунтах рекомендуется кабель с наружной поливинилхлоридной оболочкой поверх брони (АПвБШв).
• Прокладка по мостам и другим сооружениям, где возможны значительные механические нагрузки и вибрации.
• Вертикальные и наклонные трассы, где броня воспринимает вес кабеля.
• Объекты промышленной энергетики: заводы, фабрики, нефтехимические комплексы, горнодобывающие предприятия.
• Распределительные сети городской инфраструктуры.

Важно: Кабель АПвПуг не предназначен для прокладки в воде (водоемах) и в блоках, заполненных кабельной массой.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Выбор конкретного типа кабеля зависит от условий прокладки и эксплуатации.

Сравнение кабеля АПвПуг 6 кВ с основными аналогами

Марка кабеля	Конструктивные особенности	Основные преимущества	Ограничения/Область применения
АПвПуг	Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, полиэтиленовая оболочка, броня из проволок, без покрова.	Высокая механическая прочность на разрыв, гибкость, хорошая стойкость к внешним воздействиям, меньший вес по сравнению с кабелем в свинцовой оболочке.	Броня требует защиты от коррозии в агрессивных грунтах. Не рекомендуется для участков с риском блуждающих токов.
АПвБШв	Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, броня из стальных лент, шланг защитный из ПВХ.	Защита брони от коррозии ПВХ шлангом, что позволяет прокладку в агрессивных грунтах. Хорошая защита от механических повреждений.	Меньшая стойкость к растягивающим нагрузкам по сравнению с броней из проволок. Больший наружный диаметр и вес.
АСБл	Алюминиевая жила, бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня из стальных лент, защитный покров.	Высокая электрическая надежность, долгая история применения. Относительно низкая стоимость.	Ограничение по перепаду высот (стекание пропитки), пожароопасность, необходимость специальной концевой разделки, больший вес и радиус изгиба, сложность монтажа.
ПвПг (медный аналог)	Медная жила, СПЭ-изоляция, полиэтиленовая оболочка, броня из проволок, без покрова.	Более высокая проводимость, коррозионная стойкость жилы, меньший нагрев при одинаковом сечении.	Значительно более высокая стоимость. Применяется при жестких требованиях к токовой нагрузке или в условиях повышенной коррозионной опасности для проводника.

Монтаж и эксплуатация

При монтаже кабеля АПвПуг 6 кВ необходимо строго соблюдать Правила устройства электроустановок (ПУЭ) и инструкции производителя.

• Прокладка: Допускается прокладка при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении. Радиус изгиба должен быть не менее 15 диаметров кабеля.
• Затяжка: При прокладке в трубах или лотках необходимо использовать специальные ролики и диэлектрические чулки для предотвращения повреждения оболочки и брони. Не допускается приложение чрезмерных механических усилий.
• Заземление: Экраны (полупроводящие и поясная изоляция) и броня кабеля подлежат обязательному двухстороннему заземлению. Это необходимо для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
• Концевая разделка: Требует применения специальных комплектов кабельной арматуры (КНС) на 6 кВ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов, установку наконечников и герметизацию.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 36 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается кабель АПвПуг от старого кабеля АСБ?

Отличия фундаментальны: 1) Изоляция: АПвПуг использует сшитый полиэтилен (сухая изоляция), АСБ – бумажно-масляную (пропитанную). 2) Конструкция: АПвПуг имеет экраны на жиле и изоляции, АСБ – нет. 3) Эксплуатация: АПвПуг не имеет ограничений по перепаду высот, более пожаробезопасен, имеет больший допустимый нагрев жилы (+90°C против +70-80°C), меньший вес и радиус изгиба. 4) Монтаж: Монтаж и разделка АПвПуг проще и чище, не требует специальных воронок для пропитки.

Почему в маркировке есть «г» (голый), если кабель имеет броню и оболочку?

В кабельной терминологии буква «г» относится к наружному защитному покрову. Кабель АПвПуг имеет внутреннюю полиэтиленовую оболочку под броней, но поверх брони из стальных проволок отсутствует дополнительный защитный покров (например, джутовый или ПВХ). Броня остается открытой («голой»). Это допустимо для прокладки в неагрессивных средах, где не требуется дополнительная антикоррозионная защита металла.

Можно ли прокладывать кабель АПвПуг 6 кВ в земле (траншее)?

Да, можно, но с оговорками. Прокладка в траншее допустима при условии защиты от механических повреждений (укладка в трубы, использование сигнальной ленты, кирпича). Критически важно оценить коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов. В агрессивных грунтах (с низким pH, высоким содержанием солей, щелочей) оцинкованная броня может подвергаться коррозии. В таких условиях рекомендуется применять кабель с наружной ПВХ оболочкой поверх брони (например, АПвБШв) или обеспечивать дополнительную внешнюю защиту (прокладка в полиэтиленовых трубах с низким коэффициентом трения).

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвПуг 6 кВ?

Выбор сечения осуществляется по двум основным критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву). Токовая нагрузка зависит от способа прокладки (в земле, в воздухе, в канале), количества работающих кабелей рядом, температуры окружающей среды и грунта. Необходимо, чтобы расчетный рабочий ток был меньше допустимого для выбранного сечения и условий прокладки.
2. По потере напряжения. Особенно актуально для протяженных линий. Потеря напряжения от начала линии до конечного потребителя не должна превышать значений, установленных нормами (например, 5% для внутренних сетей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверочный расчет). Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой.

Рекомендуется выполнять расчет с привлечением проектных организаций или с использованием специализированного программного обеспечения.

Нужно ли заземлять броню и экраны кабеля с двух сторон?

Да, это обязательное требование ПУЭ (п. 1.7.76, 2.3.72). Броня, металлические оболочки и экраны силовых кабелей должны быть заземлены на обоих концах. Это обеспечивает:

• Безопасность персонала при повреждении изоляции (снижение напряжения прикосновения).
• Создание пути для тока утечки и срабатывания защит.
• Для экранов кабелей на 6 кВ и выше – выравнивание потенциала и обеспечение симметрии электрического поля, что продлевает срок службы изоляции.

Исключения (заземление с одной стороны) возможны только для специальных схем измерений или защиты, что оговаривается отдельными инструкциями.

Каков реальный срок службы кабеля АПвПуг 6 кВ?

Заявленный производителями срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации: номинальная нагрузка, отсутствие перегрузок, корректный монтаж, заземление, отсутствие внешних механических и химических воздействий, не предусмотренных конструкцией. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются длительные перегрузки по току, работа в условиях повышенной температуры окружающей среды, повреждение оболочки и брони при монтаже или эксплуатации, коррозия брони.