Кабель АПвКаП2г 35 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвКаП2г 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и характеристики строго регламентированы техническими условиями и стандартами, в первую очередь ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более поздними редакциями, распространяющимися на кабели до 35 кВ включительно. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена, Ка – броня из круглых стальных оцинкованных проволок, П – наружная оболочка из полиэтилена, 2г – индекс, обозначающий, что под оболочкой имеется гидроизоляционный слой в виде герметизирующей ленты и продольная герметизация жилы, 35 кВ – номинальное напряжение, 150 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля АПвКаП2г 35 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее послойно, от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ или А99 по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной (сегментной) формы, что позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства кабеля, снизить его общий диаметр и массу. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной, в зависимости от требований к гибкости.
• Экран на жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/изоляция.
• Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 35 кВ стандартизирована и составляет 10,5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные стойкости: долговременная допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а кратковременная при перегрузке – до +130°C (против +70°C у ПВХ).
• Экран на изоляции (полупроводящей экран). Аналогичен экрану на жиле. Вместе с ним образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция. Выполняется из медных или алюминиевых лент, либо из медных проволок, наложенных поверх экрана на изоляции. Предназначена для пропускания токов короткого замыкания и обеспечения симметрии электрического поля.
• Гидроизоляционный барьер (обозначение «2г»). Критически важный элемент для кабелей класса «г». Включает в себя:
  • Продольная герметизация жилы: под экраном на жиле может находиться герметизирующий состав или лента, препятствующая продольному распространению влаги.
  • Герметизирующие ленты: наложены поверх поясной изоляции для создания барьера от радиального проникновения влаги.
• Броня (Ка). Выполнена из отдельных круглых оцинкованных стальных проволок, навитых поверх гидроизоляционного слоя. Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Для кабелей с проволочной броней допустима прокладка на вертикальных и наклонных трассах без ограничения разности уровней.
• Наружная оболочка (П). Изготавливается из полиэтилена (обычно полиэтилена высокого давления, ПЭВП). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам, химическим веществам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвКаП2г 35 кВ 150 мм² определяются его конструкцией и материалами. Приведенные данные являются типовыми и должны быть уточнены в технической документации производителя.

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 – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое
Частота	50 Гц	Стандартная промышленная частота
Длительно допустимая температура жилы	+90°C	В нормальном режиме работы
Макс. температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C	Для алюминиевой жилы
Допустимая температура при перегрузке	+130°C	Не более 100 часов в год
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 x Dкаб	Где Dкаб – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,206 Ом/км	Согласно ГОСТ 22483 для жилы 150 мм²
Индуктивное сопротивление	~0,11-0,13 Ом/км	Зависит от взаимного расположения фаз
Емкостной ток	~0,5-0,7 А/км	Приблизительное значение

Таблица 2. Механические и массогабаритные параметры (ориентировочно)

Параметр	Значение	Примечание
Наружный диаметр кабеля	75-85 мм	Зависит от конкретной конструкции производителя
Масса 1 км кабеля	5500-7000 кг
Максимально допустимое растягивающее усилие	40-50 кН	Определяется прочностью брони
Допустимое давление на кабель при прокладке в земле	Не нормируется единым значением, но броня обеспечивает защиту от механических повреждений

Область применения и особенности прокладки

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии в распределительных сетях 35 кВ.
• Вводы на подстанции и ГПП (главные понизительные подстанции) промышленных предприятий.
• Питание крупных энергоемких объектов: насосных станций, заводов, горно-обогатительных комбинатов.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая участки с наличием блуждающих токов.

Особенности прокладки в земле: При траншейной прокладке необходимо соблюдать требования ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок, Глава 2.3). Кабель укладывается на подготовленную подушку из просеянного песка или мягкого грунта толщиной не менее 100 мм. Глубина прокладки от планировочной отметки должна быть не менее 0,7 м для линий до 35 кВ. Сверху кабель засыпается слоем песка, затем укладывается механическая защита (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и производится обратная засыпка грунтом. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для 10-35 кВ. В местах пересечения с инженерными коммуникациями и дорогами кабель должен быть проложен в защитной трубе или футляре.

Сравнение с кабелями других марок и преимущества

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 150 мм² является современной альтернативой традиционным кабелям с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл) и кабелям с изоляцией из ПВХ.

• Преимущества перед АСБл (с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом):
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
  • Отсутствие ограничений по разности уровней прокладки (у бумажно-масляных кабелей есть риск стекания пропитки).
  • Меньшая масса и внешний диаметр при аналогичных электрических параметрах.
  • Проще монтаж (не требуется специальная арматура для герметизации концов).
  • Более высокая стойкость к динамическим нагрузкам.
• Преимущества конструкции «2г»: Наличие гидроизоляционного слоя принципиально отличает его от кабелей без индекса «г» (например, АПвКаП). Это позволяет прокладывать его в грунтах с повышенной влажностью, в условиях возможного подтопления, и существенно повышает надежность и долговечность линии, предотвращая водную и дендритную эрозию изоляции.
• Преимущества брони «Ка» (проволочная): По сравнению с ленточной броней (Б), проволочная броня лучше воспринимает растягивающие нагрузки, что позволяет использовать кабель на трассах со сложным рельефом и для прокладки методом протяжки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКаП2г от АПвПу2г?

Основное отличие – тип брони. АПвКаП2г имеет броню из круглых стальных проволок (Ка), а АПвПу2г – броню из двух стальных оцинкованных лент (Б). Проволочная броня обеспечивает лучшую защиту от растяжения и рекомендуется для трасс со сложным рельефом и при прокладке в грунтах с возможными смещениями. Ленточная броня в основном защищает от механических повреждений (ударов лопатой и т.п.).

Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г 35 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Наружная полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при открытой прокладке необходимо учитывать дополнительную ветровую и гололедную нагрузку, а также предусматривать защиту от прямого механического воздействия, если трасса доступна для посторонних лиц.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКаП2г, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов работы (температурных, токовых нагрузок, количества циклов КЗ) и коррозионной активности окружающей среды.

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

Да, согласно ПУЭ, при параллельной прокладке расстояние между силовым кабелем 35 кВ и кабелями связи должно быть не менее 0,5 м, а при пересечении – не менее 0,25 м. При невозможности обеспечить эти расстояния, силовой кабель на всем участке сближения должен быть проложен в трубах или разделен несгораемой перегородкой. Это необходимо для защиты линий связи от электромагнитных влияний.

Как маркируются концы кабеля, и какие муфты используются для его соединения и оконцевания?

Жилы кабеля имеют стандартную цветовую маркировку экрана на изоляции или цифровые метки. Для монтажа применяются специальные соединительные и концевые муфты (СТП, НТС) на 35 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Монтаж муфт – ответственная операция, требующая квалификации персонала и соблюдения технологии (обезжиривание, ступенчатая зачистка изоляции, точное наложение экранов и заземление).

Как определяется допустимый длительный ток нагрузки для данного кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) не является постоянной величиной и зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе, количество кабелей в траншее, расстояние между ними), температуры грунта или воздуха, удельного теплового сопротивления грунта. Точные значения приводятся в ПУЭ (Глава 1.3) и в расчетных таблицах производителей. Для ориентира, I_доп для кабеля 150 мм², проложенного в земле (грунт с тепловым сопротивлением 1,2 К·м/Вт, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0,7 м, расстояние между кабелями 100 мм) составляет примерно 300-330 А.

Заключение

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 150 мм² представляет собой современное, надежное и технологичное решение для построения магистральных линий электропередачи среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, продольную и поперечную гидроизоляцию и проволочную броню, делает его универсальным для применения в сложных условиях, включая прокладку в грунтах с высокой влажностью и на трассах с перепадами высот. Выбор данного кабеля при проектировании новых или реконструкции существующих сетей 35 кВ обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности, долговечности и безопасности энергоснабжения ответственных объектов.