Кабель АПвПг 35 кВ 240 мм
Кабель АПвПг 35 кВ 240 мм²: полный технический обзор
Кабель марки АПвПг 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Кабель предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где в нормальном режиме длительное время допускается работа с напряжением на 10-15% выше номинального, а в аварийном режиме – до 8 часов в сутки с напряжением, повышенным на 15-20%.
Расшифровка маркировки АПвПг
Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и отражает ключевые конструктивные особенности:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – наличие наружного защитного покрова в виде оплетки из стеклопряжи, пропитанной водоотталкивающим составом.
- г – буква «г» в конце маркировки указывает на то, что кабель является «голым», то есть не имеет металлических бронепокровов (ленточных или проволочных).
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
- 240 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Защитная (экранирующая): ограничение электромагнитного поля внутри кабеля, защита от внешних электромагнитных помех.
- Нулевой (заземляющий) проводник: в нормальном режиме обеспечивает сток емкостных токов, в аварийном режиме (при пробое изоляции) служит проводником тока однофазного замыкания на землю.
- Механическая защита: частично защищает изоляцию от повреждений.
- Стойкость к растяжению: Кабель не рассчитан на значительные растягивающие усилия, характерные для бронированных марок. Монтаж должен исключать такие нагрузки.
- Стойкость к удару и сдавливанию: Ограничена наличием только ПВХ-оболочки и оплетки. Для прокладки в грунте или в условиях высокого риска механических повреждений требуется защита (короба, трубы, лотки с крышками).
- Климатическое исполнение: УХЛ и Т категории 1-5 по ГОСТ 15150. Предназначен для эксплуатации в умеренном и холодном макроклиматических районах. Допускается прокладка на открытом воздухе, в том числе при воздействии солнечного излучения (благодаря оплетке).
- Пожароопасность: Оболочка из ПВХ пластиката является горючей и при горении выделяет dense smoke и хлороводород. Для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности следует рассматривать кабели с оболочкой из пониженной горючести (ПвПг-LS) или не распространяющей горение (ПвПг-HF, ПвПг-FR).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
- Прокладка в производственных помещениях.
- Прокладка по стенам зданий и сооружений с защитой от прямого солнечного излучения и атмосферных осадков.
- Прокладка в блоках и трубах (при условии отсутствия тяговых нагрузок).
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
- Подготовка к прокладке: Необходимо проверить целостность оболочки и изоляции. При температуре ниже -20°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении в течение 24-48 часов.
- Прокладка: Должна осуществляться с соблюдением минимального радиуса изгиба (как правило, не менее 20 наружных диаметров кабеля). Запрещается подвергать кабель растяжению. При прокладке в лотках и на конструкциях необходимо использовать специальные кабельные держатели, не повреждающие оболочку.
- Заземление: Медный экран кабеля с обоих концов должен быть надежно заземлен. Это критически важное требование безопасности и нормальной работы. Заземление выполняется с помощью специальных концевых заделок (муфт).
- Соединение и оконцевание: Для соединения отрезков кабеля и подключения к аппаратуре (ячейкам КРУ, трансформаторам) используются специальные кабельные муфты: соединительные, концевые, стопорные. Монтаж муфт на кабель со СПЭ-изоляцией требует высокой квалификации персонала и соблюдения абсолютной чистоты.
- Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПУЭ (для 35 кВ – напряжением 85 кВ в течение 10 минут).
Конструкция кабеля АПвПг 35 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483), соответствующей классу гибкости 1 или 2. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Поверхность жилы гладкая, без заусенцев, для предотвращения локальных концентраций электрического поля.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это термореактивный материал, который получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему высокие термические и механические свойства. Толщина изоляции строго нормирована и для напряжения 35 кВ составляет, как правило, не менее 10.5 мм. СПЭ-изоляция характеризуется высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной стойкостью к тепловому старению и перегрузкам.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Поверх основной изоляции наносится второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ. Он, совместно с экраном на жиле, создает цилиндрический конденсатор с идеально равномерным радиальным электрическим полем, заключенным внутри этой системы.
5. Медный экран (поясная изоляция)
Поверх полупроводящего экрана на изоляции накладывается экран из медных проволок или медной ленты. Его функции:
Для кабеля 240 мм² сечение медных проволок экрана нормируется и обычно составляет 25-35 мм².
6. Разделительный слой
Представляет собой обмотку из полимерной пленки или нетканого материала, которая предотвращает непосредственный контакт медного экрана с внешней оболочкой, защищая ее от возможного коррозионного воздействия.
7. Внешняя оболочка
Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Толщина оболочки нормирована. Функции: защита от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных), а также от проникновения влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
8. Наружный покров (оплетка)
Буква «П» в маркировке означает наличие защитной оплетки из стеклопряжи, пропитанной водоотталкивающим составом. Данный покров не является броней и не предназначен для значительных растягивающих нагрузок. Его основная функция – защита ПВХ-оболочки от механических повреждений (царапин, истирания) при транспортировке, прокладке и в процессе эксплуатации, а также от воздействия солнечного ультрафиолетового излучения.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Приведенные данные являются типовыми и должны уточняться по техническим условиям конкретного производителя.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 20.8 / 35 (40.5) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Максимальная допустимая рабочая температура жилы, °C | 90 | В нормальном продолжительном режиме |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании, °C | 250 | Длительность КЗ не более 5 сек |
| Допустимая температура жилы при перегрузке, °C | 130 | Допускается не более 100 часов в год и 1000 часов за весь срок службы |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -20 | |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x Dнар | Где Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.125 | Для алюминиевой жилы |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.15 | Приблизительное значение, зависит от взаимного расположения фаз |
| Емкостной ток на землю, А/км | ~1.5 – 2.0 | Зависит от конкретной конструкции |
Механические и климатические параметры
Области применения
Кабель АПвПг 35 кВ 240 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи и распределительных сетей класса напряжения 35 кВ в следующих условиях:
Важное ограничение: Прямая прокладка в земле (траншее) для кабеля марки АПвПг не рекомендуется из-за отсутствия бронепокрова, защищающего от механических повреждений грунтом, камнями и при земляных работах. Для подземной прокладки следует выбирать бронированные аналоги, например, АПвБбШп или АПвПу.
Сравнение с аналогами и выбор марки кабеля
Выбор между АПвПг и другими марками зависит от условий прокладки и эксплуатации.
| Марка кабеля | Конструктивные отличия | Основная область применения | Преимущества и недостатки относительно АПвПг |
|---|---|---|---|
| АПвПг | Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, ПВХ-оболочка, защитная оплетка. | Прокладка внутри помещений, в кабельных сооружениях, по конструкциям. | Базовый вариант. Легче и дешевле бронированных марок. Нет защиты от грызунов и значительных мех. воздействий. |
| АПвБбШп | Добавлена броня из двух стальных оцинкованных лент и защитный шланг из ПВХ поверх брони. | Прокладка в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений. | + Высокая механическая защита. – Больший вес, диаметр, стоимость, сложность монтажа (больший радиус изгиба). |
| АПвПу | Усиленная герметизация: медный экран в виде гофрированной латунированной ленты, герметизирующие ленты, алюмополимерная лента под оболочкой. | Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в условиях возможного подтопления. | + Высокая стойкость к влаге и коррозии. – Высокая стоимость, сложная конструкция. |
| АПвВг | Вместо оплетки – просто ПВХ оболочка повышенной твердости. | Аналогично АПвПг, но в условиях, где риск абразивного износа минимален. | – Менее защищен от истирания и УФ-излучения. + Немного дешевле и легче. |
| ПвПг (медь) | Медная токопроводящая жила. | Там, где требуется максимальная токовая нагрузка, стойкость к коррозии жилы или минимальное сечение. | + Меньшее сечение при том же токе, лучшая коррозионная стойкость жилы, выше гибкость. – Значительно более высокая стоимость. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальное отличие кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) от кабеля с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБ)?
Кабель со СПЭ-изоляцией (типа АПвПг) не содержит масла или пропитки, что исключает риск утечки и делает его необслуживаемым. Он имеет более высокую допустимую температуру жилы (90°C против 70-80°C), меньший вес и диаметр, допускает прокладку на большие перепады высот. Кабель с бумажно-масляной изоляцией требует сложных концевых муфт для удержания пропитки и традиционно считается более надежным в плане долгосрочной стабильности параметров, но требует обслуживания и имеет строгие ограничения по трассе прокладки.
2. Почему для кабеля 35 кВ обязательно наличие экранов на жиле и изоляции?
Экраны (полупроводящие слои) выравнивают электрическое поле, делая его радиально-симметричным. Без них поле концентрировалось бы на микронеровностях жилы и поверхности изоляции, вызывая локальный перегрев, частичные разряды и быстрое старение изоляции, ведущее к пробою.
3. Можно ли прокладывать кабель АПвПг 35 кВ в земле?
Прямая прокладка в траншее не рекомендуется и часто запрещена проектной документацией. Отсутствие брони делает его уязвимым для повреждений лопатой, камнями, корнями деревьев, грызунами. Для подземной прокладки следует применять бронированные марки (АПвБбШп, АПвБШв). АПвПг может быть проложен в земле только в случае размещения в защитной трубе, кабельном канале или блоке, которые берут на себя механическую нагрузку.
4. Как определяется длительно допустимый ток нагрузки для данного кабеля?
Допустимый ток нагрузки (Iдоп) зависит от множества факторов: способа прокладки (в воздухе, в канале, в трубе, группами), температуры окружающей среды, глубины заложения (для грунта), удельного теплового сопротивления среды. Точные значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3) и расчетных таблицах производителей. Для ориентира: Iдоп для кабеля АПвПг 35 кВ 1х240 мм² при прокладке в воздухе при температуре +25°C составляет примерно 450-500 А.
5. Что означает буква «г» в маркировке и чем опасна ее потеря (например, если кабель обозначен как АПвП)?
Буква «г» означает отсутствие защитных покровов поверх оболочки или брони («голый»). В маркировке АПвПг она указывает, что поверх ПВХ-оболочки есть только оплетка. Если маркировка будет просто «АПвП», это может трактоваться как кабель без оплетки и без брони, то есть с голой ПВХ-оболочкой, что является менее защищенным исполнением. Важно сверяться с техническими условиями.
6. Как правильно выбрать сечение медных проволок экрана?
Сечение экрана нормируется для обеспечения стока токов замыкания на землю. Оно выбирается в соответствии с ПУЭ и расчетом токов КЗ в сети. Для кабеля на 35 кВ сечением 240 мм² стандартным является экран сечением 25 мм² или 35 мм². Недостаточное сечение экрана может привести к его перегоранию при КЗ, повреждению кабеля и опасности для персонала.
7. Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвПг 35 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий хранения, монтажа и эксплуатации, установленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть как больше, так и меньше в зависимости от реальных нагрузок, условий окружающей среды и качества обслуживания.