Кабель АПвПу2гж 10 кВ 150 мм
Кабель АПвПу2гж 10 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель марки АПвПу2гж 10 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность эксплуатации в широком диапазоне условий, включая среды с повышенной влажностью и в грунтах с низкой коррозионной активностью.
Расшифровка маркировки АПвПу2гж
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: сшитый полиэтилен (Пв).
- в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- Пу – тип защитной оболочки: усиленная полиэтиленовая оболочка.
- 2г – обозначение бронепокрова: двойная гофрированная лента из стали, наложенная так, чтобы обеспечивалась продольная герметичность.
- ж – наличие гидроизоляционного слоя: в данном контексте «ж» указывает на применение гидрофобных лент или заполнителей в бронепокрове для дополнительной защиты от влаги.
- 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 8,7/10 кВ (12 кВ). Где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
- Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 30 кВ в течение 10 минут после монтажа.
- Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C (длительно), +130°C (в режиме перегрузки), +250°C (при коротком замыкании, не более 5 сек).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Строительная длина: не менее 250 метров (по согласованию с заказчиком возможны отрезки короче).
- Срок службы: не менее 30 лет.
- Питание трансформаторных подстанций и распределительных пунктов в городах и поселках.
- Прокладка кабельных линий от шин РУ-10 кВ ГПП к цеховым ТП на промышленных предприятиях.
- Устройство вводов в здания и сооружения.
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
- Прокладка непосредственно в земле (траншеях) при условии низкой коррозионной активности грунтов и отсутствии блуждающих токов.
- Участки трасс с повышенными требованиями к механической защите.
- Высокая надежность изоляции из сшитого полиэтилена.
- Наличие усиленной брони и защитной оболочки, обеспечивающих отличную механическую защиту.
- Гидрофобный слой («ж») повышает стойкость к влаге.
- Широкий температурный диапазон эксплуатации.
- Отсутствие ограничений по разности уровней на трассе.
- Сравнительно небольшой вес и радиус изгиба (около 15-20 наружных диаметров).
- Чувствительность изоляции XLPE к частичным разрядам, возникающим при дефектах монтажа (заусенцы, складки экрана).
- Стальная броня подвержена коррозии в агрессивных грунтах.
- Необходимость применения специальных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт для монтажа.
- Более высокая стоимость по сравнению с бумажными кабелями старого типа, но ниже, чем у медных аналогов.
- Радиус изгиба: При прокладке не должен превышать 15-20 наружных диаметров кабеля.
- Подготовка траншеи: Глубина прокладки – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. При пересечении с коммуникациями и дорогами кабель защищается трубами или плитами.
- Защита от повреждений: При прокладке в земле сверху кабель засыпается мягким грунтом без камней на 200 мм, после чего укладывается сигнальная лента или защитные плиты.
- Соединение и оконцевание: Обязательно применение специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ. Требуется тщательная заделка экрана с обеспечением непрерывности цепи заземления.
- Заземление: Броня, экранные проволоки и металлические элементы муфт подлежат надежному заземлению с двух сторон кабельной линии.
- Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 45 кВ в течение 15 минут или переменным напряжением 30 кВ в течение 10 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.
Конструкция кабеля АПвПу2гж 10 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 185 мм² включительно), так и многопроволочной. Поверхность жилы гладкая, без острых кромок, чтобы не повредить внутренние слои изоляции.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов и микроскопических пробоев на границе между металлом жилы и основной изоляцией.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется ГОСТ 15150 или ТУ завода-изготовителя и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм. Сшитый полиэтилен обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и воздействию влаги.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном на жиле он создает коаксиальную систему, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и изолирующую его от внешних воздействий.
5. Поясная изоляция
В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с их экранами может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов для придания кабелю круглой формы и дополнительной электрической стабильности.
6. Медная экранная проволока
Поверх экрана на изоляции каждой жилы (или поверх поясной изоляции) спирально накладываются медные проволоки сечением, как правило, 16-25 мм². Их функция – обеспечение симметрии электрического поля, отвод емкостных токов, а также выполнение роли защитного проводника (PE-проводника) в случае использования кабеля в сетях с заземленной нейтралью. Проволоки могут быть уложены поверх медной или алюминиевой фольги (ленты) для создания сплошного экрана.
7. Разделительный слой
Под броней накладывается слой из битумной ленты, крепированной бумаги или полимерной пленки для защиты внутренних слоев от повреждения бронепокровом и обеспечения возможности его сдвига при монтаже.
8. Бронепокров (2г)
Представляет собой две гофрированные стальные ленты, наложенные с перекрытием. Гофрирование придает броне гибкость и обеспечивает продольную герметичность. Броня защищает кабель от механических повреждений (растяжения, удары, давление грунта, грызуны).
9. Защитный шланг (внешняя оболочка)
Наружная оболочка из полиэтилена (Пу) накладывается поверх бронепокрова. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, влаге, ультрафиолетовому излучению (если кабель прокладывается открыто) и истиранию. Обозначение «Пу» (усиленная) указывает на увеличенную толщину оболочки для дополнительной механической защиты.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Для кабеля АПвПу2гж 10 кВ 150 мм² действуют следующие нормируемые параметры:
Испытательное постоянное напряжение: 45 кВ в течение 15 минут на заводе-изготовителе.
Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвПу2гж 10 кВ 150 мм² (одножильного в земле)
Данные приведены согласно ПУЭ 7 изд., для условий: температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт.
| Условие прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечание |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 315 | Для одного кабеля |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле) | 275 | Температура воздуха +25°C |
Важно: При параллельной прокладке нескольких кабелей, изменении температуры грунта/воздуха или удельного сопротивления грунта применяются поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ.
Таблица 2. Габаритные, весовые и электрические параметры (ориентировочные)
| Параметр | Значение для 150 мм² (трехжильный кабель) |
|---|---|
| Наружный диаметр, мм | 60 — 70 |
| Масса 1 км кабеля, кг | 4500 — 5500 |
| Активное сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более | 0.206 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 — 0.13 |
| Емкость, мкФ/км | ~0.3 — 0.4 |
Область применения
Кабель АПвПу2гж 10 кВ 150 мм² применяется для создания и реконструкции распределительных сетей 6-10 кВ. Основные сферы использования:
Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в грунтах с высокой коррозионной активностью к стальной броне (блуждающие токи, низкое удельное сопротивление). В таких условиях следует применять кабели с броней из нержавеющей стали или безбронные в полимерных трубах.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АПвПг 10 кВ: Кабель АПвПг имеет броню из двух гладких стальных лент. Гофрированная броня (2г) в АПвПу2гж обеспечивает лучшую гибкость, продольную герметичность и, как следствие, более высокую стойкость к проникновению влаги при повреждении оболочки.
Сравнение с кабелем АСБл 10 кВ: Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. АПвПу2гж лишен этих материалов, что дает ему существенные преимущества: меньший вес и радиус изгиба, отсутствие риска стекания пропитки при перепадах высот, более высокая допустимая температура, простота монтажа и экологическая безопасность. Однако бумажно-масляная изоляция традиционно считается более устойчивой к локальным дефектам и старению в стабильных условиях.
Сравнение с кабелем ПвПг 10 кВ: Кабель ПвПг имеет медную жилу. Алюминиевая жила кабеля АПвПу2гж делает его значительно дешевле и легче, что критично для протяженных линий. Однако медный аналог имеет меньшее электрическое сопротивление, большую допустимую токовую нагрузку (при том же сечении) и лучшую стойкость к электрохимической коррозии.
Основные преимущества АПвПу2гж 10 кВ 150 мм²:
Основные недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля АПвПу2гж 10 кВ 150 мм² должна осуществляться с соблюдением норм ПУЭ и инструкций заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвПу2гж от АПвПг?
Ключевое отличие – в конструкции бронепокрова. АПвПу2гж имеет броню из двух гофрированных стальных лент (2г) и гидрофобный слой (ж), что обеспечивает лучшую гибкость и повышенную защиту от продольного проникновения влаги. АПвПг имеет броню из двух гладких стальных лент.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в земле с высокой коррозионной активностью?
Не рекомендуется. Стальная броня подвержена коррозии в грунтах с низким удельным сопротивлением (менее 10 Ом·м) и при наличии блуждающих токов. В таких условиях следует рассматривать кабели с броней из нержавеющей стали (например, маркировка «н» вместо «2г») или применять бесбронные кабели в защитных полимерных трубах с высокой герметичностью.
Какой допустимый ток для этого кабеля при прокладке в воздухе?
При прокладке в воздухе при температуре +25°C длительно допустимый ток для трехжильного кабеля АПвПу2гж 10 кВ 150 мм² составляет ориентировочно 275 А. При изменении температуры воздуха необходимо применять поправочный коэффициент из ПУЭ.
Требуется ли подогрев кабеля при прокладке зимой?
Минимальная температура прокладки без подогрева составляет -15°C. При более низких температурах или если кабель хранился на холоде, его необходимо предварительно выдержать в теплом помещении или прогревать с помощью трансформаторов. Прокладка на морозе приведет к растрескиванию изоляции и оболочки.
Как правильно выбрать муфты для данного кабеля?
Необходимо использовать только муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10 кВ. Муфты должны быть совместимы с типом экрана (медные проволоки) и конструкцией кабеля. Рекомендуется применять муфты одного производителя с кабелем или проверенных брендов, специализирующихся на аксессуарах для СИП. Монтаж должны выполнять сертифицированные специалисты.
Что означает буква «ж» в маркировке и насколько она важна?
Буква «ж» указывает на наличие гидрофобного (водоотталкивающего) слоя в бронепокрове, обычно это ленты или заполнители на основе гидрофобных материалов. Это важная опция, которая повышает надежность кабеля при эксплуатации во влажных грунтах или при возможных локальных повреждениях внешней полиэтиленовой оболочки, препятствуя распространению влаги вдоль кабеля.
Какой срок службы у этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвПу2гж 10 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствии внешних дестабилизирующих факторов.