Кабель АПвПуг 1-х жильный 35 кВ

Кабель силовой АПвПуг 1-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвПуг 1х… 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтина (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из наиболее востребованных для строительства магистральных линий, ответвлений к трансформаторным подстанциям и распределительным устройствам в сетях среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и превосходные электрические характеристики в сравнении с традиционными кабелями с бумажно-масляной изоляцией.

Расшифровка маркировки АПвПуг

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 16442-80 и последующим редакциям, а также ТУ 16.К71-335-2004. Каждая буква и цифра в обозначении несут конкретную информацию о конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из полиэтина.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• П – наличие наружного защитного покрова в виде брони из плоских стальных оцинкованных проволок (по новым ТУ может указываться как «П» — проволочная броня).
• уг – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в грунте («уг» – универсальный для грунта).
• 1-х жильный – количество токопроводящих жил в кабеле (одна).
• 35 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Таким образом, полная расшифровка АПвПуг 1х… 35 кВ: Кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтина, в оболочке из ПВХ, с проволочной броней, универсальный для прокладки в грунте, одножильный, на напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля АПвПуг 1х… 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, выполняется секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства и снижения общего диаметра кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для небольших сечений или многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтина. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтина (XLPE) методом экструзии. Это ключевой элемент кабеля. Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает полиэтину высокую термостойкость (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), отличные диэлектрические свойства, стойкость к тепловым ударам и механическую прочность. Толщина изоляции нормирована стандартами и для 35 кВ составляет несколько миллиметров.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с экраном на жиле, создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле исключительно внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

В одножильных кабелях экран на изоляции часто обматывается поясной изоляцией из электропроводящей бумаги или ленты, которая обеспечивает равномерный контакт с металлическим экраном.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (экранирование).
• Создание пути для тока короткого замыкания.
• Создание симметрии электрического поля вокруг жилы.
• В системах с заземленной нейтралью является обратным проводником для тока утечки и однофазного тока КЗ.

Для кабелей с проволочной броней часто используется комбинация: медная лента + медные проволоки (дренажные жилы), уложенные поверх нее.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство под оболочкой заполняется ПВХ-поясами или неткаными материалами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Между металлическим экраном/броней и оболочкой может находиться битумный слой или ПВХ-лента для дополнительной защиты от коррозии и обеспечения скольжения.

8. Броня

Выполняется из оцинкованных стальных проволок, наложенных поверх разделительного слоя. Броня обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, сдавливания грунтом и защиты от грызунов при прокладке в земле.

9. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Оболочка защищает броню от коррозии, воздействия влаги, агрессивных сред (кислот, щелочей) и обеспечивает необходимую стойкость к возгоранию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 кВ (40,5 кВ). Где U₀ – фазное напряжение, U – междуфазное, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Частота: 50 Гц.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа: 65 кВ в течение 1 часа.
• Максимальная допустимая температура жилы:
  • в длительном режиме: +90°C
  • при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • в режиме перегрузки: +130°C
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.

Механические и климатические параметры

• Стойкость к растяжению: Броня из стальных проволок обеспечивает высокую стойкость.
• Радиус изгиба при прокладке: Не менее 20 наружных диаметров кабеля.
• Стойкость оболочки к УФ-излучению: ПВХ оболочка обеспечивает стойкость при прокладке на открытом воздухе.
• Допустимая температура окружающей среды при эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Области применения

Кабель АПвПуг 1х… 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов, в сухих, сырых и мокрых грунтах. Также допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам и в помещениях. Благодаря броне и герметичной конструкции, он является основным решением для строительства распределительных сетей 35 кВ от питающих центров до городских и промышленных распределительных подстанций.

Таблица основных сечений и массогабаритных показателей (пример)

Данные приведены ориентировочно, точные значения зависят от производителя и ТУ.

Особенности монтажа и эксплуатации

При прокладке кабеля АПвПуг в земле необходимо соблюдать требования ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и СП (Сводов Правил). Дно траншеи должно быть очищено от камней и строительного мусора, подсыпано слоем песка (подушка). Глубина прокладки от планировочной отметки земли должна быть не менее 0,7 м для линий до 35 кВ. При пересечении с дорогами и другими коммуникациями кабель прокладывается в защитных трубах или блоках. После укладки кабель засыпается слоем мягкого грунта или песка без камней, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка траншеи.

Важнейшим этапом является заземление металлического экрана и брони с двух сторон. В трехфазных цепях из трех одножильных кабелей для снижения потерь в экранах и обеспечения их нормального теплового режима применяют специальные схемы попеременной перекрестной перестановки (транспозиции) экранов или их заземление в одной точке с использованием защитных устройств от перенапряжений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПуг от АПвПу?

Основное отличие в конструкции брони. У кабеля АПвПу броня выполнена из стальных лент (двух, наложенных с зазором). У кабеля АПвПуг броня выполнена из стальных оцинкованных проволок. Проволочная броня обеспечивает лучшее сопротивление растягивающим нагрузкам и более высокую гибкость, что особенно важно при прокладке в грунтах с возможными подвижками и на сложных трассах.

Почему для 35 кВ часто используют именно одножильные кабели, а не трехжильные?

На напряжение 35 кВ трехжильные кабели в общей оболочке также существуют, но они имеют очень большой вес и диаметр, что усложняет транспортировку, монтаж и требует больших радиусов изгиба. Использование трех одножильных кабелей повышает гибкость проектирования трассы, упрощает монтаж соединений и муфт, а также повышает надежность системы (повреждение одного кабеля не затрагивает два других в общей оболочке). Однако это требует больше места в траншее.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвПуг 35 кВ?

Выбор сечения производится по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ, глава 1.3) с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения. Дополнительно производится проверка по потере напряжения, термической стойкости к токам короткого замыкания и экономической плотности тока (для сетей выше 1 кВ). Расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.

Каков срок службы кабеля АПвПуг 35 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтина, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть значительно больше.

Чем отличается кабель с индексом «уг» от кабеля с индексом «п» (например, АПвПп)?

Кабель с индексом «уг» (универсальный для грунта) имеет броню из стальных проволок и, как правило, более толстую и стойкую наружную оболочку, предназначенную для непосредственной прокладки в земле. Кабель с индексом «п» (плоский) имеет броню из стальных лент и предназначен в основном для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах), где нет значительных растягивающих нагрузок, но требуется защита от механических повреждений.

Нужно ли использовать концевые муфты и соединительные муфты для данного кабеля?

Да, обязательно. Концевые муфты (КНС) используются для герметичного подсоединения кабеля к оборудованию РУ (разъединителям, трансформаторам) и для снятия электрического напряжения с экрана. Соединительные муфты применяются для сращивания строительных длин кабеля в линию. Для кабелей 35 кВ это высокотехнологичные устройства, монтаж которых должны производить специалисты, прошедшие специальное обучение.

Заключение

Кабель АПвПуг 1-х жильный 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтина и защите проволочной броней, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа и качественное выполнение соединений с помощью муфт являются залогом безаварийной эксплуатации линии на протяжении десятилетий.