Кабель АПвПу2гж 10 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу2гж на напряжение 10 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвПу2гж 10 кВ представляет собой современное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают последним требованиям надежности, безопасности и долговечности в распределительных сетях среднего напряжения. Данный тип кабеля активно вытесняет традиционные кабели с бумажно-пропитанной изоляцией (например, АСБл) благодаря преимуществам, которые дает изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).

Расшифровка маркировки АПвПу2гж

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (вулканизированного полиэтилена).
• Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Буква «у» указывает на повышенную механическую прочность и стойкость к растрескиванию.
• 2г – обозначение двойной герметизации: «г» – водоблокирующие ленты (гидрофобный заполнитель) в поясной изоляции, что защищает от продольного распространения влаги.
• ж – наличие медной ленты, наложенной поверх экрана (в данном контексте – продольная герметизирующая медная лента поверх экрана).

Таким образом, кабель имеет алюминиевые жилы, изоляцию из сшитого полиэтилена, усиленную полиэтиленовую оболочку и комплексную систему продольной и поперечной герметизации.

Конструкция кабеля АПвПу2гж 10 кВ

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или А97 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (как правило, для сечений от 300 мм² и выше).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда).

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) полиэтилена высокой плотности, в результате чего он приобретает повышенные температурные характеристики: стойкость к деформациям при нагреве (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании), высокие диэлектрические свойства, механическую прочность и стойкость к агрессивным средам. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – обычно 4,5 мм или 5,5 мм в зависимости от исполнения).

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена и нанесен экструзионным способом поверх основной изоляции. Формирует совместно с внутренним экраном цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг жилы.

5. Медный экран (металлический экран)

Накладывается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняет несколько ключевых функций:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Создание симметричного электрического поля вокруг каждой жилы в трехжильных кабелях.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.

В кабеле АПвПу2гж используется медная лента, наложенная продольной спиралью с перекрытием, или комбинация медных лент и медных проволок. Наличие в маркировке буквы «ж» часто указывает на применение продольной медной ленты поверх проволочного экрана для герметизации.

6. Заполнитель и поясная изоляция

Между изолированными жилами и под общей оболочкой находятся промежутки, которые заполняются эластичным гидрофобным материалом (например, на основе полиэтиленовых жгутов, пропитанных гидрофобным составом). Этот слой, совместно с водоблокирующими лентами (обозначение «2г»), обеспечивает барьер для продольного распространения влаги в случае повреждения внешней оболочки.

7. Оболочка

Внешняя защитная оболочка из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтиленовая оболочка, особенно усиленная, обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), коррозии, а также к ультрафиолетовому излучению (для кабелей, прокладываемых на открытом воздухе). Она обеспечивает механическую защиту внутренних элементов кабеля.

Основные технические характеристики и условия применения

Номинальные параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ. Где U₀ = 8,7 кВ – напряжение между жилой и землей, U = 10 кВ – междуфазное напряжение, U_m = 12 кВ – максимальное длительно допустимое напряжение.
• Климатическое исполнение: УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, может прокладываться в земле, каналах, тоннелях, на открытом воздухе).
• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C (температура окружающей среды).
• Допустимая температура нагрева жил:
  • В длительном режиме: +90°C
  • При коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • При перегрузке: +130°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 10 диаметров для многожильных кабелей.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения

Кабель АПвПу2гж 10 кВ предназначен для прокладки в земле (в траншеях), включая трассы с повышенной коррозионной активностью грунтов, в кабельных каналах, блоках, тоннелях, на эстакадах, в помещениях, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (или при использовании оболочки, стойкой к УФ). Не рекомендуется для прокладки в воде (водоемах) без дополнительных защитных мероприятий. Благодаря системе герметизации «2г» он особенно эффективен на трассах с высоким уровнем грунтовых вод и в условиях возможного затопления.

Сравнительная таблица: АПвПу2гж vs АПвПуг (стандартный) vs АСБл (бумажная изоляция)

Параметр	АПвПу2гж 10 кВ	АПвПуг 10 кВ	АСБл 10 кВ
Материал жилы	Алюминий	Алюминий	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумажная, пропитанная вязким составом
Степень герметизации	Двойная (гидрофобный заполнитель + медная лента)	Базовая (гидрофобный заполнитель)	Броня и подушка под броней
Макс. рабочая t° жилы	+90°C	+90°C	+70°C
Допустимая t° при КЗ	+250°C	+250°C	+200°C
Стойкость к влаге	Очень высокая (благодаря «2г»)	Высокая	Ограниченная (риск осушения/увлажнения)
Монтаж при низких t°	До -15°C…-20°C без подогрева	До -15°C…-20°C без подогрева	Требует подогрева уже при 0°C
Радиус изгиба	10-15 диаметров	10-15 диаметров	15-25 диаметров
Вес и габариты	Меньше	Меньше	Значительно больше
Монтажные муфты	Сухие, термоусаживаемые, холодноусаживаемые	Сухие, термоусаживаемые, холодноусаживаемые	Чугунные, эпоксидные, требуется заливка мастики
Основное преимущество	Максимальная защита от влаги, долговечность	Базовая надежность для стандартных условий	Низкая цена, проверенная временем

Таблица сечений и электрических параметров (ориентировочные данные)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (3-жильный)	Масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток нагрузки (в земле), А	Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более
3×50	55-60	2500-2800	175-190	0.641
3×70	60-65	3100-3400	215-230	0.443
3×95	65-70	3800-4200	260-280	0.320
3×120	70-75	4500-4900	300-320	0.253
3×150	75-80	5300-5800	345-370	0.206
3×185	80-85	6200-6800	390-420	0.164
3×240	85-90	7600-8200	450-485	0.125

Примечание: Точные значения зависят от конкретного производителя и должны быть взяты из технического каталога на изделие.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвПу2гж требует соблюдения ряда правил:

• Траншейная прокладка: Глубина заложения – не менее 0,7 м. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 10-15 см. Кабель должен быть уложен волнообразно («змейкой») для компенсации температурных деформаций. Сверху засыпается слоем мягкого грунта без камней толщиной 15-20 см, затем укладывается сигнальная лента, после чего траншея засыпается полностью.
• Защита от механических повреждений: При прокладке в зонах с повышенной нагрузкой (под дорогами, в местах возможных раскопок) кабель должен быть защищен плитами или кирпичом.
• Соединение и оконцевание: Для монтажа кабельных муфт (соединительных, концевых) необходимо использовать комплекты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена с медным экраном. Обязательным этапом является заземление медного экрана с обеих сторон. Технология монтажа (термоусадка, холодная усадка) должна строго соблюдаться по инструкции производителя муфт.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна быть испытана повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуемое значение для 10 кВ кабеля – 4-5U₀, т.е. порядка 35-40 кВ в течение 15 минут).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу2гж от АПвПуг?

Основное отличие – в степени герметизации. Индекс «2г» в АПвПу2гж указывает на наличие дополнительных водоблокирующих элементов (лент) в поясной изоляции, что существенно повышает стойкость кабеля к продольному распространению влаги по трассе в случае локального повреждения оболочки. Кабель АПвПуг имеет только общее гидрофобное заполнение.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в земле без дополнительной защиты?

Да, усиленная полиэтиленовая оболочка «Пу» и система герметизации «2г» специально разработаны для прокладки в земле (траншеях). Однако в каменистых грунтах, на трассах с риском раскопок или под дорогами рекомендуется дополнительная защита (кирпич, бетонные плиты, асбоцементные трубы).

Как правильно выбрать сечение жилы для данного кабеля?

Выбор сечения производится на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества параллельно проложенных кабелей и условий охлаждения. Также обязательна проверка по потере напряжения и термической стойкости к токам короткого замыкания. Исходные данные – проектная мощность и конфигурация сети.

Требуется ли подогрев кабеля при прокладке в зимних условиях?

Благодаря полиэтиленовой изоляции и оболочке, кабель АПвПу2гж сохраняет эластичность при более низких температурах, чем кабели с бумажной изоляцией. Прокладка без подогрева допускается при температуре не ниже -15°C (по некоторым нормам -20°C). При более низких температурах или если кабель хранился на холоде, его необходимо предварительно отогреть в теплом помещении или с помощью специальных трансформаторов подогрева.

Как заземляется экран кабеля и зачем это нужно?

Медный экран кабеля должен быть надежно заземлен с обоих концов линии. Это необходимо для:

• Снятия потенциала с экрана, обеспечивающего безопасность обслуживающего персонала.
• Обеспечения пути для токов утечки и емкостных токов.
• Защиты от перенапряжений (экран выполняет роль заземляющего проводника при грозовых или коммутационных перенапряжениях).
• Создания симметрии электрического поля.

В линиях большой длины (обычно более 1-2 км) для снижения потерь и перенапряжений может применяться перекрестное соединение экранов с их заземлением в определенных точках.

Каков реальный срок службы этого кабеля?

Заявленный производителями срок службы – не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение допустимых токовых и температурных нагрузок) и отсутствии внешних механических повреждений. Ресурс определяется старением изоляции под воздействием электрического поля и тепла.

В чем преимущество алюминиевой жилы перед медной в кабелях 10 кВ?

Основное преимущество – экономическое. Алюминий значительно дешевле меди, что снижает стоимость кабельной линии. При правильно выбранном сечении (алюминиевое сечение должно быть примерно на шаг больше медного для аналогичной проводимости) кабель с алюминиевой жилой полностью выполняет свои функции. Недостатки – большая хрупкость при многократных изгибах и склонность к образованию окисной пленки, что требует использования специальной контактной пасты при монтаже муфт.