Кабель АПвПу2г 35 кВ 70 мм
Кабель силовой АПвПу2г 35 кВ 70 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПу2г 35 кВ 70 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям к надежности, долговечности и эксплуатационной безопасности в распределительных сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (гидрофобный заполнитель в межфазном пространстве и под оболочкой).
Конструкция кабеля АПвПу2г 35 кВ 70 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее детально, начиная от центра.
- Токопроводящая жила: Выполнена из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена) или аналогичной. Для сечения 70 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная) круглой формы, что обеспечивает жесткость и простоту монтажа. Класс 1 по ГОСТ 22483.
- Экран на жиле (внутренний полупроводящий слой): Поверх жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Основная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается с 70°C (для ПВХ) до 90°C, а стойкость к токам короткого замыкания – до 250°C.
- Экран на изоляции (внешний полупроводящий слой): Поверх основной изоляции наносится второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с внутренним, создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться общий полупроводящий поясной слой для выравнивания межфазного поля.
- Гидрофобный заполнитель: Пространство между скрученными изолированными жилами заполняется гидрофобным компаундом на основе полиизобутилена или подобного материала. Это ключевой элемент маркировки «2г». Заполнитель препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения наружной оболочки.
- Экран (металлическая оплетка): Поверх скрученных жил (или поясной изоляции) накладывается экран в виде медных лент или проволок, часто в комбинации. Его функции: защита от электромагнитных помех, обеспествие симметрии электрического поля, создание пути для тока утечки и тока короткого замыкания.
- Разделительный слой: Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или подобной ленты, предотвращающей непосредственный контакт металлического экрана с наружной оболочкой.
- Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Толщина оболочки увеличена для обеспечения высокой механической прочности и стойкости к внешним воздействиям (УФ-излучение, агрессивные среды, истирание). Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в земле: Требуется песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента, защитные плиты). Глубина прокладки – не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Крайне важна чистота и соблюдение технологии зачистки полупроводящих слоев.
- Радиус изгиба: Необходимо строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба (как правило, 20 наружных диаметров) во избежание повреждения изоляции и нарушения герметизации.
- Заземление: Металлические экраны кабеля с двух сторон должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормального режима работы.
- Высокая надежность и долгий срок службы (более 30 лет).
- Повышенная стойкость к влаге и возможность прокладки в сложных грунтовых условиях.
- Высокие допустимые токовые нагрузки и температурные пределы.
- Отсутствие необходимости в сложных системах масляного хозяйства и постоянном обслуживании.
- Пожарная безопасность: не распространяет горение.
- Упрощение монтажа и снижение эксплуатационных затрат (ТОиР).
Основные технические и электрические характеристики
Параметры кабеля регламентируются техническими условиями ТУ 16.К71-335-2004, а также международными стандартами (МЭК 60502-2). Ниже приведены ключевые характеристики для кабеля АПвПу2г 35 кВ с сечением жилы 70 мм².
Таблица 1. Основные электрические параметры
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное |
| Частота | 50 Гц | Для переменного тока |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Минимальная температура монтажа | -15°C | Без предварительного прогрева |
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 20 Dнар | Где Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C | Не более 0,443 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 52 кВ | Продолжительность 10 мин после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение | 84 кВ | Продолжительность 15 мин на барабане |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (справочно)
| Условие прокладки | Токовая нагрузка, А |
|---|---|
| В земле (траншее), при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт | ~205 А |
| В воздухе, при температуре воздуха +25°C | ~220 А |
Примечание: Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группирование, теплопроводность грунта и т.д.).
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвПу2г 35 кВ 70 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Благодаря двойной герметизации («2г») он особенно рекомендован для участков с повышенной влажностью грунта, в болотистой местности, в районах с высоким уровнем грунтовых вод, а также для переходов через водные преграды в случаях, когда не предусмотрена броневая защита.
Особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с аналогами и преимущества
Сравнение кабеля АПвПу2г целесообразно проводить с двумя основными типами кабелей на напряжение 35 кВ: с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл) и с ПЭ-изоляцией, но без герметизации (АПвПу).
Таблица 3. Сравнительный анализ
| Параметр / Тип кабеля | АПвПу2г (XLPE, герметизированный) | АСБл (Бумажно-масляная изоляция) | АПвПу (XLPE, негерметизированный) |
|---|---|---|---|
| Допустимая температура жилы | +90°C | +70°C | +90°C |
| Токовая нагрузка | Выше | Ниже | Выше |
| Требование к трассе | Допускает перепады по высоте | Ограничение по перепадам высот (стекание масла) | Допускает перепады |
| Монтаж | Проще, нет ограничений по длине | Сложнее, ограничения по длине и разности уровней | Проще |
| Обслуживание | Не требуется | Требует мониторинга давления масла | Не требуется |
| Риск возгорания | Низкий (не распространяет горение) | Высокий (наличие масла) | Низкий |
| Стойкость к влаге | Очень высокая (за счет заполнителя) | Зависит от целостности оболочки | Высокая, но при повреждении оболочки влага распространяется вдоль кабеля |
| Экологичность | Высокая | Низкая (риск утечки масла) | Высокая |
Ключевые преимущества АПвПу2г 35 кВ 70 мм²:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвПу2г и АПвПу?
Основное отличие – наличие в кабеле АПвПу2г гидрофобного заполнителя в межфазном пространстве и под оболочкой (индекс «2г» – двойная герметизация). Это делает кабель значительно более стойким к продольному распространению влаги при локальных повреждениях наружной оболочки, что критически важно для прокладки в грунтах с высокой влажностью.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г 35 кВ в воздухе?
Да, можно. Усиленная полиэтиленовая оболочка («Пу») обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям. Однако при открытой прокладке на эстакадах, по стенам зданий рекомендуется дополнительная защита от прямого солнечного света (например, в лотках с крышками).
Требуется ли дополнительная броня для прокладки в земле?
Кабель АПвПу2г не имеет бронепокрова. Для прокладки в земле, особенно в местах с повышенной активностью (траншеи вдоль дорог, в городской застройке), необходимо обеспечить его защиту от механических повреждений путем укладки в трубы, использования защитных плит или кирпича. В стандартных условиях достаточно сигнальной ленты.
Как правильно выбрать сечение 70 мм² для проекта?
Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов) и проверки по условиям срабатывания защиты (ток КЗ, термическая стойкость). Для 35 кВ это сечение часто используется для ответвлений от магистральных линий, питания крупных распределительных пунктов и промышленных предприятий с нагрузкой до ~20-25 МВА (зависит от схемы и коэффициентов).
Какие муфты необходимо использовать для монтажа?
Применяются только муфты, специально разработанные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Это термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важно использовать комплектующие одного производителя и строго следовать инструкции по зачистке полупроводящих слоев.
Какой срок службы у данного кабеля?
Расчетный срок службы кабеля АПвПу2г при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется внешними воздействиями и качеством обслуживания.
Заключение
Кабель АПвПу2г 35 кВ 70 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и двойной гидрофобной герметизации, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной готовности, минимальные потери и низкие затраты на жизненный цикл. Правильный выбор, монтаж с соблюдением всех нормативов и использование совместимой арматуры являются залогом долговечной и безотказной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.