Кабель АПвПу2гж 20 кВ 500 мм²: полное техническое описание и область применения
Кабель марки АПвПу2гж на напряжение 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 500 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в различных условиях, включая агрессивные среды и зоны с повышенной влажностью.
Расшифровка маркировки АПвПу2гж
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из круглых стальных оцинкованных проволок.
- 2г – обозначение, указывающее на наличие двух гидрофобных лент (герметизация).
- ж – наличие заполнителя в виде жгута из гидрофобного материала.
- Питание мощных промышленных предприятий, заводов, фабрик.
- Устройство вводов и выводов на подстанциях 35/10(6) кВ.
- Прокладка межподстанционных связей в городских и промышленных сетях.
- Питание крупных объектов инфраструктуры: насосных станций, котельных, ЦОД.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), а также в земле (траншеях) при наличии условий, требующих механической защиты (броня) и защиты от коррозии.
- Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ позволяет работать при высокой температуре (+90°C), что увеличивает токовую нагрузку по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией аналогичного сечения.
- Механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от механических повреждений и позволяет прокладывать кабель в грунтах с повышенными требованиями к защите.
- Герметичность: Конструкция с гидрофобными лентами и заполнителем («2гж») эффективно предотвращает продольное распространение влаги, повышая надежность и срок службы.
- Отсутствие необходимости в масляном хозяйстве: В отличие от маслонаполненных кабелей, СПЭ кабели не требуют сложных систем подпитки маслом и контроля давления.
- Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на то же напряжение.
- Длительный срок службы: При соблюдении условий эксплуатации и монтажа достигает 30-40 лет и более.
- Высокая стоимость: Кабели с изоляцией из СПЭ и броней дороже кабелей с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией без брони.
- Большая масса и габариты: Сечение 500 мм² и броня из стальных проволок делают кабель тяжелым и требующим специальной техники для транспортировки и прокладки.
- Чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала при выполнении соединений и оконцеваний. Нарушение технологии – основная причина отказов.
- Ограничение по минимальной температуре монтажа: Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного подогрева кабеля.
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
- Прокладка: Допускается прокладка в земле (траншее) с песчаной подсыпкой и защитным кирпичным или бетонным покрытием, а также в кабельных сооружениях. При прокладке в траншее необходимо соблюдать расстояния до параллельно проложенных кабелей и других коммуникаций (не менее 100 мм). Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки.
- Радиус изгиба: Минимальный радиус изгиба при прокладке – 15 наружных диаметров кабеля. При монтаже концевых муфт на вертикальных участках – не менее 10 диаметров.
- Заземление: Броня, экраны и металлические элементы муфт должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ.
- Монтаж муфт: Установка соединительных и концевых муфт – ответственная операция. Необходимо обеспечить чистоту, герметичность соединения, качественную опрессовку наконечников и восстановление экранов. Рекомендуется использовать комплекты муфт, рекомендованные производителем кабеля.
Таким образом, кабель АПвПу2гж 20 кВ 500 мм² – это кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ оболочке, с броней из стальных оцинкованных проволок, с герметизацией жилы и межжильного пространства гидрофобными материалами.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля) номинальным сечением 500 мм² изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВЕФ по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (при сечении до 400 мм²) или многопроволочной. Для сечения 500 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/изоляция.
3. Изоляция
Основная изоляция выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Для кабеля на 20 кВ номинальная толщина изоляции стандартизирована. Сшитый полиэтилен обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, устойчив к термическим перегрузкам (допустимая температура длительной работы +90°C).
4. Экран по изоляции (полупроводящий слой)
Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой, аналогичный экрану по жиле. Он предназначен для симметрирования электрического поля.
5. Поясная изоляция и герметизация
Далее следует слой медных или алюминиевых проволок (или лент), выполняющий функцию экрана для заземления и защиты от электромагнитных помех. Поверх экрана накладываются гидрофобные ленты (компонент «2г» в маркировке) и заполнители из гидрофобного материала («ж»). Эти элементы критически важны для предотвращения продольного распространения влаги внутри кабеля в случае повреждения наружных оболочек.
6. Разделительный слой
Представляет собой обмотку из полимерной пленки или аналогичного материала, предотвращающую повреждение внутренних слоев при наложении брони.
7. Броня
Броня типа «Пу» – это повив оцинкованных стальных проволок круглого сечения. Она обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Оцинковка защищает сталь от коррозии.
8. Наружная оболочка
Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия внешней среды. Оболочка имеет характерный цвет (чаще всего черный) и наносится методом экструзии.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20/35 кВ |
| Максимальное рабочее напряжение Um | 24 кВ |
| Частота | 50 Гц |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (длительность до 4 с) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x D (наружного диаметра кабеля) |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 1000 МОм·км |
Механические и эксплуатационные параметры (ориентировочно для сечения 500 мм²)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля | Приблизительно 85-95 мм (зависит от производителя) |
| Масса 1 км кабеля | Приблизительно 7000-8500 кг |
| Допустимое растягивающее усилие | Определяется прочностью брони, обычно не менее 50 кН |
| Строительная длина | Не менее 200-250 м (по согласованию может быть меньше) |
Токовые нагрузки (ориентировочно)
Допустимый длительный ток нагрузки зависит от условий прокладки. При прокладке в земле (траншее) на глубине 0.7-1.0 м, температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1.0 К·м/Вт:
| Условия прокладки | Допустимый длительный ток, А |
|---|---|
| В земле (одиночный кабель) | 500-550 А |
| В воздухе (в кабельном сооружении) | 550-600 А |
Важно: Точные значения токовых нагрузок должны приниматься по актуальным расчетным таблицам ПУЭ, ГОСТ Р 52796 или данным конкретного производителя с учетом всех поправочных коэффициентов (на группу, температуру, теплопроводность грунта и т.д.).
Область применения
Кабель АПвПу2гж 20 кВ 500 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы использования:
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в условиях постоянного потока воды (подводная прокладка требует специального исполнения).
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвПу2гж 20 кВ 500 мм² должен производиться в строгом соответствии с ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвПу2гж отличается от АПвПуг?
Маркировка «2гж» указывает на наличие двух гидрофобных лент и заполнителя, что обеспечивает более высокую степень герметизации от продольного проникновения влаги по сравнению с кабелем «АПвПуг», где используется только одна гидрофобная лента. «2гж» – более современное и надежное исполнение.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в воде?
Нет, стандартное исполнение кабеля АПвПу2гж не предназначено для постоянной прокладки в воде (подводной). Для таких условий требуются специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (например, АПвПу2г).
Какое сечение экрана (заземляющего проводника) у данного кабеля?
Сечение экрана (медных или алюминиевых проволок/лент) нормируется стандартами. Для кабеля 20 кВ сечением 500 мм² сечение экрана обычно составляет 25-35 мм² по меди или 50-70 мм² по алюминию. Точные данные указаны в технической документации производителя.
Какой срок службы у кабеля АПвПу2гж 20 кВ?
Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и в отсутствие внешних повреждений составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше.
Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше бумажной изоляции?
Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» в трехмерную сетку химическими или радиационными методами. Это резко повышает его термостойкость (с +70°C у обычного ПЭ до +90°C у XLPE), стойкость к растрескиванию и механическую прочность. По сравнению с бумажно-масляной изоляцией, СПЭ не требует сложной системы поддержания давления масла, имеет меньший вес и габариты, более высокую допустимую температуру при КЗ.
Требуется ли для данного кабеля дополнительная защита при прокладке в земле?
Броня из стальных проволок уже является механической защитой. Однако, согласно ПУЭ, при прокладке в земле (траншее) кабель должен быть защищен сверху от механических повреждений (например, сигнальной лентой или защитными плитами). При риске повреждения грызунами или в агрессивных грунтах рекомендуется прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
Как маркируются концы кабеля при поставке?
На барабан наносится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, напряжения, сечения, длины, даты изготовления, номера барабана, массы. Концы жил на барабане, как правило, имеют термоусаживаемые колпачки с маркировкой фазы (цветовой или буквенной).
Заключение
Кабель АПвПу2гж 20 кВ 500 мм² является современным, надежным и высокотехнологичным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленной броневой защиты и системы герметизации, обеспечивает длительную и безотказную работу в сложных условиях. Выбор данного кабеля оправдан для ответственных объектов, где предъявляются высокие требования к пропускной способности, механической прочности и долговечности линии. Успешная эксплуатация напрямую зависит от соблюдения норм проектирования, правил монтажа и использования качественных комплектующих (муфт, наконечников).