Кабель АПвПу2гж 35 кВ 50 мм

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 50 мм²: полный технический обзор

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 50 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и на трассах с неограниченной разностью уровней. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения долговечной и надежной работы в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31996-2012 и ТУ 16.К71-304-2001 дает полное представление о его устройстве: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (П) вулканизированного (в); Пу – защитная оболочка из полиэтилена (П) усиленного (у); 2г – герметизация жилы и оболочки водоблокирующими лентами (г); ж – наличие экрана из медных проволок поверх скрученных жил (отсутствие буквы «ж» указывало бы на экран из медной ленты).

Конструкция кабеля АПвПу2гж 35 кВ 50 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокие электрические и механические характеристики.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, имеет круглую форму и состоит из нескольких проволок, скрученных по правильному концентрическому повиву. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
• Экран на жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
• Основная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает выдающимися свойствами: высокая электрическая прочность (не менее 20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловому старению и механическая прочность. Толщина изоляции строго нормирована стандартами.
• Экран на изоляции (полупроводящий слой): Поверх основной изоляции наносится второй экструзионный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже на внешней границе изоляции.
• Экран из медных проволок (отсутствует в марках без «ж»): Отличительная особенность кабеля с индексом «ж». Поверх скрученных изолированных жил накладывается экран в виде медных проволок круглого сечения, наложенных спирально. Этот экран выполняет несколько функций: является нулевой жилой (нейтралью) в сетях с эффективно заземленной нейтралью; служит для протекания токов короткого замыкания; защищает от электромагнитных помех. Сечение этого экрана нормировано.
• Поясная изоляция: В качестве разделительного слоя между экраном и оболочкой может использоваться поясная изоляция из полупроводящих или крепированных лавсановых лент.
• Герметизирующие водоблокирующие ленты (2г): Одна из ключевых особенностей конструкции для прокладки в земле. Под оболочкой накладываются ленты, содержащие гидрофобный порошок или гель. При попадании влаги в случае повреждения внешней оболочки эти материалы набухают, локально блокируя продольное распространение воды вдоль кабеля.
• Защитная оболочка: Внешняя оболочка из полиэтилена повышенной прочности (PE). Она обеспечивает основную защиту от механических повреждений, агрессивных химических веществ в грунте (кислот, щелочей, солей), а также от проникновения влаги. Полиэтилен стойкий к растрескиванию под напряжением.

Основные технические характеристики

Параметры кабеля АПвПу2гж 35 кВ 50 мм² регламентируются техническими условиями и стандартами. Ниже приведены ключевые характеристики.

Таблица 1. Основные электрические и конструктивные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение основных жил	3 x 50 мм²
Материал жилы	Алюминий (АВЕ)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	65 кВ, продолжительность 1 час

Таблица 2. Токи нагрузки для кабеля 3×50 мм² (проложенного в земле)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток односекундного КЗ, кА
В траншее (глубина 0,7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1,0 К·м/Вт)	~175 — 190 А	~6,5 кА*
В воздухе (температура воздуха +25°C)	~195 — 210 А*

• Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубины, количества кабелей в траншее, температуры окружающей среды, удельного теплового сопротивления грунта) и должны рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ 7 изд. и ГОСТ Р МЭК 60287.

Рассчитывается исходя из допустимой температуры жилы при КЗ +250°C.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 50 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 35 кВ. Основные сферы применения:

• Создание и модернизация распределительных сетей 35 кВ (фидеры от подстанций к центрам питания городов, крупных промышленных предприятий).
• Питание мощных потребителей: насосных станций, заводов, горно-обогатительных комбинатов.
• Вводы на территории объектов с повышенными требованиями к надежности.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах), по эстакадам и в помещениях, где исключено прямое механическое воздействие на кабель.

Условия эксплуатации, на которые рассчитан кабель:

• Прокладка в земле (траншеях) с любым уровнем грунтовых вод, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью.
• Прокладка в воздухе при отсутствии риска значительных механических повреждений.
• Эксплуатация в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Работа в условиях повышенной влажности (до 98% при +35°C).
• Не предназначен для прокладки в блоках, трубах, а также для подвижного монтажа.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение целесообразно проводить с кабелями в бумажно-масляной изоляции (АСБл) и с кабелями в изоляции из СПЭ, но с другими типами оболочек или экранов.

Преимущества АПвПу2гж:

• Высокая надежность и долговечность: Изоляция из СПЭ не стареет из-за условного отсутствия миграции пропиточного состава, как в маслонаполненных кабелях.
• Безопасность и экологичность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания, что важно для прокладки в городской среде и на экологически чувствительных объектах.
• Высокие допустимые температуры: Длительная работа при +90°C и перегрузочная способность выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с АСБл того же сечения и напряжения. Допускает прокладку на трассах с большой разностью уровней без ограничений, связанных с давлением масла.
• Наличие герметизации (2г): Защита от распространения влаги вдоль кабеля повышает эксплуатационную надежность при повреждении оболочки.
• Экран из медных проволок (ж): Обеспечивает лучшее заземление и стойкость к токам КЗ по сравнению с экраном из медной ленты.

Недостатки и ограничения:

• Стоимость: Как правило, выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией, но ниже, чем у кабелей с медной жилой (ПвПу2гж).
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При монтаже необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить внешнюю полиэтиленовую оболочку и, главное, основную изоляцию. Повреждение изоляции СПЭ требует полной замены участка, в то время как на бумажно-масляных кабелях возможна муфтовая ремонтная вставка.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Технология монтажа концевых и соединительных муфт на кабели 35 кВ с изоляцией из СПЭ требует высокой квалификации персонала и чистоты на рабочем месте.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу2гж 35 кВ 50 мм² должен производиться в строгом соответствии с ПУЭ, СО 153-34.20.504-2003 (Инструкция по монтажу силовых кабелей) и инструкциями заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Рекомендуется использовать кабельные ролики, установленные с шагом 1.5-2 метра. Запрещается волочение кабеля по земле, асфальту, острым кромкам. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был менее 15 D_нар.
• Прокладка в траншее: Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или просеянная мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается таким же слоем песка, затем производится укладка сигнально-защитной ленты или кирпича, после чего траншея засыпается грунтом.
• Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания используются специальные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 35 кВ. Процесс включает разделку кабеля с точным соблюдением размеров, зачистку экранов, монтаж изоляционного корпуса, заполнение изоляционным компаундом или использование термоусаживаемых компонентов. Обязательна проверка герметичности.
• Заземление: Экран из медных проволок (нулевая жила) и металлические элементы муфт должны быть надежно заземлены в соответствии со схемой заземления сети.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвПу2гж и АПвПу2г?

Буква «ж» в маркировке указывает на конструкцию экрана. В АПвПу2гж экран выполнен в виде спирально наложенных медных проволок (служих также нулевой жилой). В АПвПу2г (без «ж») экран выполнен из медной или алюминиевой ленты, продольно наложенной поверх изолированных жил. Кабель с экраном из проволок («ж») лучше приспособлен для протекания токов короткого замыкания и часто предпочтителен для сетей с эффективно заземленной нейтралью.

Можно ли прокладывать данный кабель в воде?

Кабель АПвПу2гж не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера, моря). Хотя он имеет герметизацию (2г) и влагостойкую оболочку, его конструкция не рассчитана на постоянное гидростатическое давление. Для подводной прокладки требуются специальные кабели с усиленной свинцовой или гофрированной алюминиевой оболочкой.

Какой срок службы у кабеля АПвПу2гж 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, норм нагрузки и отсутствии внешних повреждений. Ресурс определяется старением изоляции, которое у СПЭ происходит значительно медленнее, чем у бумажно-масляной.

Как определить необходимое сечение жилы 50 мм² для конкретного объекта?

Сечение 50 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки с учетом условий прокладки (в земле/воздухе, температуры, количества параллельных кабелей); 2) По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ); 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания; 4) По экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки). Для проектов 35 кВ этот расчет всегда выполняется проектными организациями с использованием специализированного ПО.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?

Да, согласно ПУЭ (п. 2.3.83), кабели напряжением 20-35 кВ, прокладываемые в траншеях, должны быть защищены от механических повреждений сверху. Для этого применяется: железобетонные плиты толщиной не менее 50 мм или сигнально-защитная лента из пластика (при отсутствии риска повреждения грунта механизмами). Допускается защита в один слой глиняным обыкновенным кирпичом поперек трассы. Использование силикатного или дырчатого кирпича не допускается.

Каковы особенности проведения высоковольтных испытаний после монтажа?

После монтажа всех муфт и укладки кабеля согласно ПУЭ (гл. 1.8) и инструкциям, проводится приемо-сдаточное испытание повышенным выпрямленным (постоянным) напряжением. Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 85 кВ, а продолжительность приложения напряжения – 15 минут. Также измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В. Цель испытаний – выявить возможные повреждения изоляции, полученные при транспортировке или монтаже.