Кабель АПвПу2г 3-х жильный 10 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу2г 3-х жильный на напряжение 10 кВ: полный технический анализ
Кабель марки АПвПу2г 3х… на напряжение 10 кВ представляет собой современную силовую кабельную конструкцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 10 кВ частоты 50 Гц. Его применение регламентируется техническими условиями ТУ 16.К71-304-2001 и соответствует международным стандартам (МЭК 60502-2). Данный кабель является эволюционным развитием кабелей с бумажной пропитанной изоляцией и широко применяется для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в том числе в условиях повышенной влажности и при наличии блуждающих токов.
Расшифровка маркировки АПвПу2г
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных профилированных лент.
- 2г – индекс, обозначающий, что в конструкции кабеля отсутствуют горючие материалы («г» – негорючий), а гидрофобный заполнитель («2») присутствует в межжильном пространстве под поясной изоляцией.
- 3-х жильный – три изолированные жилы в одной оболочке.
- 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
- Значения приведены для ориентировки. Фактический ток зависит от конкретных условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, глубины заложения, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения. Расчет должен выполняться по методике, указанной в ПУЭ 7-го издания.
- Глубина заложения от планировочной отметки – не менее 0,7 м для кабелей до 20 кВ.
- Подготовка песчаной подушки и засыпка (толщиной не менее 100 мм) с последующей укладкой сигнальной ленты.
- В одной траншее допускается прокладка не более шести кабелей вплотную. Расстояние между группами кабелей должно быть не менее 0,5 м.
- При прокладке на вертикальных и наклонных участках с перепадом высот более 15 м необходимо применять специальные крепления, предотвращающие сползание кабеля и механические нагрузки на его конструкцию.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
- Отсутствие пропиточной массы, что исключает стекание изоляции на наклонных участках и упрощает монтаж.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
- Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Проще и экологичнее процесс монтажа муфт и концевых заделок.
- Не требует специальных ограничений по перепаду высот при прокладке.
- Значительно меньший вес.
- Отсутствие свинца, что снижает экологическую нагрузку и стоимость.
- Лучшая стойкость к вибрациям и усталостным нагрузкам.
- Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (необходимость соблюдения техники безопасности, контроля радиуса изгиба).
- Относительно высокая стоимость по сравнению с бумажно-масляными кабелями старого типа, однако этот недостаток компенсируется эксплуатационными преимуществами.
- Требовательность к качеству монтажа соединительных и концевых муфт, необходимость абсолютной чистоты и герметичности соединений.
Конструкция кабеля АПвПу2г 10 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (секторной) для больших сечений. Секторная форма жил позволяет оптимально использовать внутреннее пространство кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
3. Изоляция жилы
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована и для напряжения 10 кВ составляет 4,5 мм (основная толщина) + 0,5 мм (допуск). СПЭ обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, устойчивостью к тепловым перегрузкам (допустимая температура длительной работы +90°C, короткого замыкания +250°C).
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)
Наносится поверх изоляции каждой жилы. Аналогичен экрану на жиле. Вместе с экраном на жиле создает цилиндрическое концентрическое электрическое поле вокруг токоведущей жилы, что является ключевым преимуществом кабелей с изоляцией из СПЭ.
5. Поясная изоляция и заполнение
Поверх экранированных жил накладываются полупроводящие ленты, формируя общий поясной экран. Пространство между жилами заполняется гидрофобным (водоотталкивающим) материалом на основе мелонаполненного компаунда. Это предотвращает продольное распространение влаги в случае локального повреждения внешних покровов. Индекс «2г» в маркировке указывает именно на этот слой.
6. Разделительный слой
Поверх заполнения накладывается поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, которая защищает внутренние элементы от контакта с броней.
7. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных профилированных (гофрированных) лент, наложенных с перекрытием. Профилированная форма, в отличие от плоских лент, обеспечивает кабелю большую гибкость и устойчивость к сдавливающим нагрузкам. Броня обеспечивает механическую защиту от грызунов, случайных повреждений при раскопках, растягивающих усилий.
8. Наружная оболочка
Изготавливается из ПВХ пластиката пониженной горючести. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции. Имеет цветовую маркировку (обычно черный) и нанесенную несмываемую маркировку с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска, завода-изготовителя.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 8,7/10 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 |
| Частота, Гц | 50 |
| Испытательное переменное напряжение, кВ (продолжительность 10 мин.) | 22,5 |
| Допустимая температура жилы при длительной эксплуатации, °C | +90 |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек), °C | +250 |
| Допустимая температура жилы при перегрузке, °C | +130 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды при монтаже | от -15°C до +50°C (без предварительного подогрева) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Стойкость к распространению горения | Одиночная прокладка по категории «не распространяющие горение» (нг) |
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток, А (проложен в земле)* | Примерная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 3х50 | 200 | ~3500 |
| 3х70 | 240 | ~4200 |
| 3х95 | 285 | ~5000 |
| 3х120 | 325 | ~5800 |
| 3х150 | 370 | ~6700 |
| 3х185 | 415 | ~7800 |
| 3х240 | 480 | ~9500 |
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвПу2г предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая грунты с повышенной влажностью, а также в кабельных сооружениях (каналах, туннелях). Наличие брони из стальных оцинкованных лент позволяет прокладывать его без дополнительных защитных труб (футляров), за исключением мест пересечения с дорогами, инженерными коммуникациями и вводами в здания, где требуется обязательная защита стальными трубами или двустенными гофротрубами.
При прокладке в земле необходимо соблюдать следующие условия:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажной изоляцией (АСБл, ЦАСБл):
Преимущества перед кабелем в свинцовой оболочке (АПвПу):
Недостатки:
Монтаж и соединение
Для монтажа кабельных линий на базе АПвПу2г применяется комплект специализированной арматуры: концевые муфты (КНТп, ПСТп), соединительные муфты (ССИ). Технология монтажа включает строгий последовательный процесс: разделка кабеля с послойным зачисткой экранов и изоляции, обработка изоляции (шлифовка, очистка), установка полупроводящих и изолирующих элементов, заполнение муфты изоляционным компаундом или термоусаживаемыми компонентами, заземление брони и экранов. Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием калиброванного инструмента в условиях чистоты (для исключения попадания влаги и загрязнений).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвПу2г отличается от АПвБбШп?
Основное отличие – в материале и конструкции брони. У АПвПу2г броня из стальных профилированных (гофрированных) лент, а у АПвБбШп – из двух плоских стальных оцинкованных лент. Профилированная броня обеспечивает лучшую гибкость и устойчивость к сдавливающим нагрузкам. Также в маркировке «2г» указывает на наличие гидрофобного заполнения, что повышает стойкость к продольному распространению влаги.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно, но с учетом климатических условий и необходимости защиты от прямых солнечных лучей. ПВХ оболочка имеет ограниченную стойкость к УФ-излучению. Для открытой прокладки на солнце рекомендуется использовать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «п» вместо «в», например, АПвПу2г(п)), либо предусматривать защитные кожухи.
Как правильно заземлить броню и экраны кабеля?
Броня и экраны всех трех жил подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения электробезопасности и отвода токов, наведенных при коротком замыкании или в нормальном режиме. Заземление выполняется медными гибкими проводниками, которые присоединяются к броне и экрану (поясному экрану) через болтовые зажимы или пайку, а另一端 – к контуру заземления или заземляющим шинам муфт и концевых заделок.
Каковы требования к приемо-сдаточным испытаниям после прокладки?
После монтажа кабельная линия 10 кВ испытывается повышенным выпрямленным (постоянным) напряжением. Согласно ПУЭ, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ применяется испытательное напряжение 25 кВ постоянного тока продолжительностью 15 минут. Также обязательно измеряется сопротивление изоляции мегаомметром на 2500 В.
Что означает индекс «г» в маркировке и почему он важен?
Индекс «г» означает, что в конструкции кабеля применены материалы, не распространяющие горение при одиночной прокладке. Это достигается за счет использования ПВХ пластиката пониженной горючести для оболочки и отсутствия в составе горючих материалов (например, полиэтиленовой оболочки). Это критически важно для прокладки в кабельных сооружениях, туннелях, коллекторах для повышения пожарной безопасности объекта.
Как выбрать сечение жилы кабеля АПвПу2г 10 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагреву) с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов (ПУЭ, гл. 1.3). 2) По экономической плотности тока (для сетей с длительным режимом работы). Окончательный выбор должен быть подтвержден расчетом потерь напряжения и проверкой на термическую стойкость при токах короткого замыкания. Рекомендуется выполнять расчет в специализированных программных комплексах или с привлечением проектных организаций.