Кабель АПвПугж 1-х жильный 35 кВ
Кабель АПвПугж 1-х жильный 35 кВ: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПугж 1х жильный на напряжение 35 кВ 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 обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и по эстакадам, в том числе на трассах с неограниченной разностью уровней.
Расшифровка маркировки АПвПугж
Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе, регламентированной ГОСТ и ТУ, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – проводящий экран (полупроводящий слой) поверх изоляции жилы.
- в – внешняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – проводящий экран (полупроводящий слой) поверх изоляции.
- у – усиленная конструкция (броня из стальных оцинкованных проволок).
- г – герметизация (гидрофобный заполнитель в броне).
- Электрическое сопротивление жилы: Нормируется при +20°C. Например, для сечения 240 мм² сопротивление постоянному току не более 0,125 Ом/км.
- Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты: Для новых кабелей после прокладки – 2,5U0 в течение 15 минут (50 кВ).
- Испытательное напряжение постоянным током (высоковольтные испытания после монтажа): 3U0 в течение 15 минут (60 кВ).
- Емкость: Параметр, важный для расчета токов замыкания на землю и настройки релейной защиты. Для кабеля 35 кВ составляет примерно 0,3-0,5 мкФ/км в зависимости от сечения и конструкции.
- Индуктивность: Около 0,3-0,4 мГн/км.
- Вводы и выводы мощности на подстанциях и распределительных пунктах 35/6(10) кВ.
- Питание крупных промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций.
- Соединение ячеек КРУЭ (комплектных распределительных устройств элегазовых).
- Прокладка в городских кабельных коллекторах и туннелях.
- Устройство переходов через водные преграды и железнодорожные пути.
- Прокладка в районах с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов.
- В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальной лентой. Глубина прокладки – не менее 0,7 м до верха кабеля. Важно учитывать тепловое сопротивление грунта и возможность осушения.
- В кабельных сооружениях (каналах, туннелях, эстакадах): Позволяет компактно разместить большое количество кабелей, обеспечивает удобный доступ для осмотра и ремонта. Необходимо соблюдать правила противопожарной защиты (огнестойкие перегородки, покрытия).
- В производственных помещениях: По конструкциям на лотках и коробах. Требуется защита от механических повреждений на высоте до 2 м.
- Разделка конца кабеля: Должна выполняться специальным ножом для послойного снятия изоляции и экранов. Критически важно не оставлять режущих кромок и заусенцев на полупроводящих экранах, чтобы избежать концентрации электрического поля.
- Установка концевых муфт (КНС/КНСт): Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 35 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает тщательную очистку, обезжиривание, нанесение полупроводящей ленты, монтаж изоляционных и стресс-контролирующих элементов, обеспечивающих плавное распределение электрического поля.
- Установка соединительных муфт: Требует высокой точности и соблюдения геометрии соединения жил (обычно с помощью механических соединителей или опрессовки). Изоляция восстанавливается с помощью многослойной конструкции из стресскона, изоляционной ленты и герметизирующих элементов.
- Заземление: Металлический экран и броня кабеля должны быть надежно заземлены с обеих сторон. Это необходимо для безопасности и правильной работы релейной защиты.
ж – жила однопроволочная (секторная или круглая, в зависимости от сечения).
Таким образом, маркировка полностью описывает кабель: Алюминиевый, с проводящими экранами, в ПВХ оболочке, с усиленной броней и гидрофобным заполнением, с однопроволочной жилой, на 35 кВ.
Конструкция кабеля АПвПугж 1х35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки А5, А5Е, А6, А7 по ГОСТ 22483), однопроволочной конструкции. Для сечений 50 мм² и более жила, как правило, имеет секторную форму, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы. Жила является основным элементом для передачи электроэнергии.
2. Внутренний полупроводящий экран
Наносится экструзионным методом непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из стойкого к температуре полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)
Основной диэлектрический барьер. Сшитый полиэтилен (Cross-Linked Polyethylene) получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его термостойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании) и стойкость к механическим нагрузкам и трекингу. Толщина изоляции нормирована и для 35 кВ составляет, в зависимости от сечения жилы, несколько миллиметров.
4. Внешний полупроводящий экран
Аналогичен внутреннему, наносится поверх изоляции. Служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля и является частью экранирующей системы кабеля. Часто выполняется в виде легко снимаемого слоя для удобства монтажа муфт.
5. Экран (металлическая оплетка)
Представляет собой медные проволоки, наложенные поверх внешнего полупроводящего экрана, или медную ленту. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и нулевой последовательности. Является обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
6. Разделительный слой
Изготавливается из полимерной пленки или крепированной бумаги. Предназначен для защиты внутренних слоев от повреждения броней и обеспечения легкого снятия бронепокрова при монтаже.
7. Броня
Выполнена из оцинкованных стальных проволок (индекс «у»), наложенных поверх разделительного слоя. Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Конструкция с проволочной броней рекомендована для прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней.
8. Подушка под броней и заполнитель (индекс «г»)
Под броней располагается битумная лента или ПЭТ-лента, предотвращающая повреждение оболочки. Пространство между проволоками брони заполняется гидрофобным компаундом или битумным составом, что обеспечивает продольную герметизацию конструкции и защиту от распространения влаги вдоль кабеля.
9. Наружная оболочка
Выполнена из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию изоляции от земли, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, ультрафиолету и механическим воздействиям. Имеет характерный желтый цвет для кабелей на 35 кВ.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 20/35 кВ (40,5 кВ) |
| Система измерения напряжения | U0 – напряжение между жилой и землей; U – междуфазное; Um – максимальное рабочее |
| Частота | 50 Гц |
| Класс напряжения | Среднее напряжение (СН) |
| Температура длительной эксплуатации жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Стандарты изготовления | ТУ 16.К71-335-2004, ГОСТ 18410-73 (отдельные элементы), МЭК 60502-2 |
Электрические характеристики
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПугж 1х35 кВ применяется для создания кабельных линий в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АСБл, АПвПу)
| Тип кабеля | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|
| АПвПугж (XLPE) | Высокая термостойкость (+90°C). Меньший вес и наружный диаметр. Высокая стойкость к влаге. Допускает прокладку на трассах с большим перепадом уровней. Более высокая допустимая токовая нагрузка. | Относительно высокая стоимость. Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже. Требовательность к качеству монтажа муфт. |
| АСБл (бумажная изоляция, свинцовая оболочка) | Высокая электрическая прочность, проверенная временем. Меньшая чувствительность к локальным дефектам. Хорошая радиационная стойкость. | Большой вес и радиус изгиба. Ограничение по разности уровней (стекание пропитки). Наличие свинца (экологические ограничения). Требует сложных концевых муфт с уплотнением. Старение бумажной изоляции. |
| АПвПу (без гидрофобного заполнения) | Несколько ниже стоимость. Более простая конструкция. | Не рекомендуется для прокладки на вертикальных и наклонных участках, так как возможен капиллярный подсос влаги вдоль брони. |
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвПугж требует специальной подготовки персонала и использования инструментов для разделки сшитого полиэтилена.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвПугж от АПвПу?
Буква «г» в маркировке АПвПугж указывает на наличие гидрофобного заполнителя в бронепокрове. Это принципиальное отличие, которое позволяет прокладывать кабель на вертикальных участках и трассах с неограниченной разностью уровней, предотвращая продольное распространение влаги. Кабель АПвПу такого заполнителя не имеет и для таких трасс не рекомендуется.
Почему для 35 кВ используется одножильный кабель, а не трехжильный?
Для напряжений 35 кВ и выше трехжильные кабели в общей оболочке имеют очень большую массу и диаметр, что затрудняет их производство, транспортировку и монтаж. Использование трех одножильных кабелей, уложенных треугольником или вплотную, повышает гибкость проектирования, упрощает монтаж муфт и снижает потери в оболочке (токи Фуко). Однако это требует больше места для прокладки.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвПугж 35 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока. Первый расчет гарантирует, что кабель не перегреется в эксплуатации. Второй – оптимизирует капитальные затраты и потери электроэнергии на протяжении срока службы. Необходимо также проверять сечение по термической стойкости к токам короткого замыкания и по потере напряжения.
Каковы особенности высоковольтных испытаний кабеля АПвПугж после монтажа?
Согласно ПУЭ (Глава 1.8), кабельные линии 35 кВ после монтажа испытываются постоянным напряжением 60 кВ (3U0) в течение 15 минут. Испытания переменным напряжением 50 Гц проводятся реже, в основном для кабелей с бумажной изоляцией. Для XLPE-кабелей предпочтительны испытания постоянным напряжением или очень низкой частотой (VLF). Цель – выявить механические повреждения изоляции, полученные при транспортировке или монтаже.
Что означает индекс «ож» в некоторых обозначениях, и в чем разница с «ож»?
Индекс «ож» означает однопроволочную жилу, а «мн» – многопроволочную. В маркировке АПвПугж подразумевается «ож» (однопроволочная). Для сечений до 50 мм² жила круглая, для сечений от 70 мм² и выше – секторная. Многопроволочные жилы («мн») более гибкие, но, как правило, не применяются в кабелях с броней из проволок на такие напряжения, так как основное назначение брони – защита от растяжения, а не обеспечение гибкости.
Какой срок службы у кабеля АПвПугж и от чего он зависит?
Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки и эксплуатации: отсутствия перегрузок по току, отсутствия механических повреждений, качества монтажа соединительных и концевых муфт, коррозионной стойкости брони и оболочки, стабильности характеристик грунта (для подземной прокладки).
Заключение
Кабель АПвПугж 1-х жильный 35 кВ является современным, надежным решением для строительства и реконструкции кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, броне из стальных оцинкованных проволок и гидрофобном заполнении, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы и возможность применения в сложных условиях. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы линии на протяжении десятилетий. При проектировании новых объектов кабель АПвПугж все чаще вытесняет традиционные кабели с бумажно-масляной изоляцией, что соответствует общемировым тенденциям в кабельной технике.