Кабель АПвКПу2г 35 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПу2г 35 кВ представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтина, предназначенный для стационарной прокладки в земле (в траншеях) и кабельных сооружениях, включая помещения с возможным затоплением. Его конструкция и материалы обеспечивают длительную и надежную работу в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор нейтралью. Расшифровка маркировки АПвКПу2г 35 кВ является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтина (П) вулканизированного (в); К – экран по изоляции жилы в виде полупроводящего слоя (контрольный экран); П – экран из медных проволок и лент (поясной экран); у – защитный покров (оболочка) из полиэтилена; 2г – двойная герметизация, «г» указывает на отсутствие в броне гидрофобного заполнения.
Конструкция кабеля АПвКПу2г 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая электрическую прочность, механическую защиту и долговечность.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал — А) круглой или секторной формы. Для сечений от 120 мм² и выше, как правило, применяется секторная форма для компактности. Жила может быть однопроволочной (для малых сечений) или многопроволочной, соответствующей классу гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483.
- Экран по жиле (полупроводящей слой): Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Выравнивает электрическое поле, предотвращая концентрацию напряжений на микронеровностях жилы, и обеспечивает плавный переход электрического поля на изоляцию.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и перегрузкам. Номинальная толщина изоляции для кабеля на 35 кВ строго нормирована стандартами.
- Экран по изоляции (полупроводящей слой): Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной структуры «жила-изоляция-экран», что является обязательным условием для кабелей высокого напряжения.
- Поясной экран: Состоит из медных проволок (концентрических или спиральных) и медных лент. Предназначен для выравнивания потенциала по периметру кабеля, обеспечения симметрии электрического поля, а также служит в качестве элемента, способного проводить токи короткого замыкания. Сопротивление медных проволок нормируется.
- Разделительный слой: Как правило, выполнен из ленты из полимерных материалов. Предназначен для предотвращения адгезии поясного экрана к внешней оболочке.
- Защитная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (обозначение «у» в маркировке). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам, химическим веществам и механическим воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Герметизация: Индекс «2г» указывает на двойную систему герметизации. Обычно это подушка под оболочкой из гидрофобного компаунда и продольная герметизация в виде алюмополимерной ленты, наложенной с большим перекрытием. Это защищает сердечник кабеля от радиального и продольного проникновения влаги.
- Магистральные линии в сетях 35 кВ.
- Вводы на подстанции и распределительные устройства.
- Питание мощных промышленных потребителей (шахты, заводы, нефтедобывающие комплексы).
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, эстакадах и по мостам.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, включая участки с возможным блуждающими токами.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи должна быть не менее 0,7-1,0 м. На дне траншеи устраивается песчаная или просеянная земляная подушка толщиной 10-15 см. После укладки кабель засыпается таким же слоем песка, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка грунтом. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Кабель крепится на лотках, в коробах или на кронштейнах. Необходимо избегать механических напряжений и соблюдать радиус изгиба. При пересечении с тепловыми трассами требуется установка теплозащитных экранов.
- Монтаж муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо использовать комплекты муфт, соответствующие типу кабеля и его сечению. Особое внимание уделяется очистке полупроводящих экранов, точной фазировке и абсолютной герметичности соединения.
- Заземление: Поясной экран (медные проволоки и ленты) на обоих концах кабеля должен быть надежно заземлен. В схемах с односторонним заземлением экранов необходимо установить на противоположном конце ограничители перенапряжений или устройства для прохождения тока на землю.
- Высокая надежность и долговечность: Изоляция из сшитого полиэтина не подвержена термопластической деформации, имеет высокие диэлектрические характеристики и срок службы до 30-40 лет.
- Улучшенная влагозащита: Двойная герметизация («2г») обеспечивает повышенную защиту от влаги по сравнению с кабелями без такой системы.
- Хорошая стойкость к агрессивным средам: Полиэтиленовая оболочка устойчива к кислотам, щелочам, солям, что важно для прокладки в промышленных зонах и грунтах с высокой коррозионной активностью.
- Относительно меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБ) и бронированными аналогами (АПвПг), что облегчает транспортировку и монтаж.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура нагрева жилы +90°C позволяет передавать большие токовые нагрузки.
- Отсутствие брони: Индекс «2г» подразумевает отсутствие стальной бронеленты. Поэтому при прокладке в земле с высоким риском механических повреждений (камни, строительный мусор, раскопки) требуется дополнительная защита в виде плит, кирпича или защитных труб.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Полиэтиленовая оболочка может быть повреждена острыми предметами.
- Требовательность к качеству монтажа муфт: Некачественная установка соединительной арматуры является наиболее частой причиной выхода из строя кабельных линий с изоляцией из СПЭ.
- Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, но эксплуатационные расходы и потери ниже.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвКПу2г 35 кВ изготавливается в соответствии с техническими условиями ТУ 16.К71-304-2001 или более новыми аналогами, а также с учетом требований ГОСТ 18410-73 и международных стандартов (МЭК 60502-2).
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 20/35 кВ (40,5 кВ) |
| Количество и форма жил | 1 жила, круглая или секторная |
| Номинальная частота | 50 Гц |
| Температурный класс работы изоляции | Длительно: +90°C. В режиме перегрузки: +130°C. В режиме КЗ (до 5 с): +250°C. |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с поясным экраном). |
| Стойкость к короткому замыканию | Поясной экран рассчитан на токи КЗ, значения которых зависят от сечения жилы и длительности КЗ (обычно 1-3 с). |
| Допустимые усилия при протяжке | Регламентируются производителем, обычно не более 50 Н/мм² сечения всех проводников экрана/брони. |
| Сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг | Максимальный ток длительной нагрузки (для прокладки в земле, +25°C грунта), А |
|---|---|---|---|
| 50 | 45-50 | 1800-2100 | 190-210 |
| 95 | 55-60 | 2600-3000 | 290-320 |
| 150 | 60-65 | 3400-3900 | 370-410 |
| 240 | 70-75 | 4800-5400 | 480-530 |
| 400 | 80-90 | 7000-8000 | 640-700 |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвКПу2г 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Условия эксплуатации: Кабель рассчитан на работу в широком диапазоне температур окружающей среды: от -50°C до +50°C. Относительная влажность воздуха при температуре до +35°C может достигать 98%. Прокладка и монтаж допускаются при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева. Кабель обладает высокой стойкостью к вибрационным нагрузкам, термическим деформациям грунта и сейсмическим воздействиям (до 8 баллов).
Особенности монтажа и прокладки
При монтаже кабеля АПвКПу2г 35 кВ необходимо строго соблюдать ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), технические условия производителя и проектную документацию.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АПвПг, СБ)
Преимущества кабеля АПвКПу2г 35 кВ:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКПу2г от АПвПг?
Основное отличие заключается в конструкции защитного покрова. АПвПг имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «П») и внешний покров из полиэтиленового шланга («г»). Кабель АПвКПу2г не имеет стальной брони, вместо этого у него усиленная герметизация («2г») и полиэтиленовая оболочка («у»). АПвПг применяется при высоком риске механических повреждений, АПвКПу2г – при повышенных требованиях к герметичности и стойкости к химической коррозии.
Можно ли прокладывать кабель АПвКПу2г 35 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Полиэтиленовая оболочка обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Однако при открытой прокладке в зонах, доступных для посторонних лиц, или при риске механических повреждений, необходимо предусмотреть дополнительные меры защиты (короба, недоступная высота). Также необходимо учитывать допустимые усилия натяжения при протяжке.
Как правильно выбрать сечение жилы для конкретного проекта?
Выбор сечения осуществляется на основе расчета по следующим критериям: длительно допустимый ток нагрузки (с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды), потери напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Исходными данными являются мощность объекта, схема электроснабжения, условия прокладки и продолжительность использования максимальной нагрузки. Рекомендуется использовать данные из ПУЭ гл. 1.3 или проводить расчет в специализированном ПО.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?
При отсутствии риска механических повреждений (протяженные трассы в полях, защищенные охранные зоны) – достаточно стандартной укладки на песчаную подушку с сигнальной лентой. При прокладке под дорогами, в городских условиях, на участках с возможными раскопками – обязательна защита железобетонными плитами или защитными трубами (например, из ПНД или ПВХ высокой жесткости).
Как осуществляется контроль качества изоляции после монтажа?
После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока. Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 84 кВ (2.4*U0) в течение 15 минут. Также измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В. В процессе эксплуатации проводятся профилактические испытания с пониженным напряжением (по нормам ПТЭЭП).
Что означает индекс «2г» в части герметизации?
Индекс «2г» обозначает двойную (двухбарьерную) систему защиты от влаги. Обычно она включает: 1) Подушечный слой под оболочкой из гидрофобного компаунда, который герметизирует межпроволочные пространства поясного экрана. 2) Продольную герметизацию в виде алюмополимерной ленты (ALP), наложенной поверх поясного экрана с большим перекрытием, которая создает барьер для продольной миграции влаги вдоль кабеля.
Комментарии