Кабель АПвКаП2г 35 кВ 300 мм

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 300 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 300 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной, технологичной альтернативой кабелям с бумажно-масляной изоляцией и широко применяется в магистральных сетях, для питания крупных промышленных предприятий, в городских кабельных сетях, а также для подключения подстанций и распределительных устройств.

Расшифровка маркировки АПвКаП2г

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – Защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Ка – Броня из алюминиевых гофрированных лент.
• П – Наружная оболочка из полиэтилена.
• 2г – Двойная герметизация: гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве и под оболочкой для защиты от продольного распространения влаги.
• 35 кВ – Номинальное напряжение 35 кВ.
• 300 мм² – Номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля АПвКаП2г 35 кВ 300 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Секторная форма улучшает заполнение изоляционного слоя и облегчает монтаж концевых заделок.

2. Экран жилы (внутренний полупроводящий слой)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, стойкостью к тепловому старению и высокой рабочей температурой (до 90°C в продолжительном режиме). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает полиэтилену стабильность формы при нагреве.

4. Экран изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он служит для выравнивания электрического поля и является частью экранной системы.

5. Поясная изоляция и заполнитель

В трехжильных кабелях поверх экранов изоляции каждой жилы накладывается поясная изоляция из полупроводящей ленты. Пространство между жилами заполняется гидрофобным компаундом (указание «2г» в маркировке), который предотвращает продольную миграцию влаги в случае повреждения наружной оболочки.

6. Медные экраны

Каждая жила экранирована медными лентами или проволоками, наложенными поверх внешнего полупроводящего слоя. Экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и безопасности – в случае пробоя изоляции ток замыкания стекает по экрану на землю, активируя защиту.

7. Разделительный слой

Поверх скрученных экранированных жил накладывается слой из полимерной пленки или крепированной бумаги для защиты от повреждения при наложении брони.

8. Броня

Выполнена из гофрированных алюминиевых лент (индекс «Ка»). Алюминиевая броня обеспечивает:

• Механическую защиту от сдавливания, ударов, грызунов.
• Экранирование от внешних электромагнитных наводок.
• Продольную герметизацию (является барьером для влаги).
• Выполняет функцию нулевой жилы (заземляющего проводника) в системах с изолированной нейтралью.

Гофрированная форма обеспечивает гибкость кабеля.

9. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (индекс «П» в конце маркировки). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), ультрафиолетовому излучению и перепадам температур, что позволяет прокладывать кабель в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвКаП2г 35 кВ 300 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и сечение жил	3 x 300 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	90 °C
Допустимая температура при КЗ (не более 5 с)	250 °C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-20 °C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при 20°C	Не менее 1000 МОм·км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) *	~ 450-520 А (зависит от условий прокладки)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 8000-9000 кг
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)

• Точное значение определяется по ПУЭ гл. 1.3 с учетом конкретных условий: способ прокладки, температура грунта/воздуха, количество кабелей в траншее и т.д.

Таблица 2. Условия прокладки и эксплуатации

Фактор	Допустимые условия
Прокладка в земле (траншее)	Да, при условии защиты от механических повреждений (плиты, сигнальная лента)
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах	Да, предпочтительный способ для сложных трасс
Прокладка в воздухе (по эстакадам, галереям)	Да, стойкость к УФ-излучению обеспечена полиэтиленовой оболочкой
Прокладка в агрессивных грунтах	Да, благодаря оболочке из ПЭ и броне из Al
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150
Диапазон температур эксплуатации	От -50 °C до +50 °C

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаП2г 35 кВ 300 мм²

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Отличные диэлектрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению.
• Устойчивость к влаге: Конструкция с гидрофобным заполнителем и алюминиевой броней обеспечивает защиту от продольного распространения влаги.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней на трассе, меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями.
• Пожароопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (индекс «нг» может не указываться, но свойство присуще).

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей на низкое напряжение, но сопоставима или ниже стоимости маслонаполненных кабелей на 35 кВ.
• Чувствительность к качеству монтажа: Требует высококвалифицированного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт. Необходима абсолютная чистота при заделке.
• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки: При глубоком повреждении, затрагивающем изоляцию, требуется полная замена участка, ремонт затруднен.

Области применения

Кабель АПвКаП2г 35 кВ 300 мм² применяется для создания ответственных силовых линий:

• Выходные линии с генераторного напряжения на повышающие трансформаторы.
• Межподстанционные связи в сетях 35 кВ.
• Питание мощных районных и промышленных подстанций (6-10/0,4 кВ).
• Вводы на территории крупных промышленных предприятий (металлургия, нефтехимия, машиностроение).
• Кабельные вставки в воздушные линии (КВЛ).
• Прокладка в сложных условиях: сейсмически активные районы, районы с высоким уровнем грунтовых вод, засоленные и болотистые грунты.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СО 153-34.20.504-2003 «Инструкция по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10-500 кВ» и инструкциями заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов. Запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше 20D.
• Подготовка к монтажу муфт: Требуется точная осевая разделка кабеля с использованием специальных шаблонов. Поверхности изоляции и экрана должны быть тщательно зачищены и обезжирены.
• Заземление: Медные экраны и алюминиевая броня на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. Заземление брони осуществляется через специальные заземляющие зажимы.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам для кабелей 35 кВ) и измерению сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКаП2г от АПвПу2г?

Основное отличие – в материале брони. У АПвКаП2г броня из алюминиевых гофрированных лент (Ка), а у АПвПу2г – броня из стальных оцинкованных плоских лент (Пу). Алюминиевая броня обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, не требует дополнительной защиты в агрессивных грунтах, обладает меньшим весом и выполняет функцию экрана. Стальная броня дешевле и обеспечивает более высокую механическую прочность на растяжение, но требует защиты от коррозии (наружная оболочка из полиэтилена или битумного покрытия).

Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г 35 кВ в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Прямых запретов в ПУЭ нет, однако это крайне не рекомендуется. При совместной прокладке необходимо обеспечить:

• Разделение лотков или секций несгораемыми перегородками.
• Учет взаимного нагрева при расчете допустимых токовых нагрузок (коэффициент снижения).
• Защиту кабелей НН от наведенного напряжения (правильное заземление экранов ВН кабеля).

На практике для безопасности и удобства обслуживания кабели 35 кВ прокладывают отдельно от кабелей напряжением до 10 кВ.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет 30-40 лет. Фактический срок зависит от:

• Соблюдения допустимых токовых нагрузок и отсутствия системных перегрузок.
• Качества монтажа, особенно соединений и концевых заделок.
• Условий эксплуатации (температура, химическая агрессия, механические воздействия).
• Качества проведенных высоковольтных испытаний после монтажа и в процессе эксплуатации.

Регулярный тепловизионный контроль соединений и диагностика частичных разрядов позволяют продлить срок службы.

Нужно ли использовать трансформаторы тока на таком кабеле, и если да, то как?

Да, для учета, измерений и защиты необходима установка трансформаторов тока (ТТ). Для кабелей с изоляцией из XLPE применяются, как правило, ТТ разъемного типа (опорные или проходные), которые монтируются поверх готовой кабельной линии. Кабель проходит через окно ТТ. Критически важно, чтобы зона установки ТТ находилась на участке, где экран кабеля снят (в пределах разделки), но при этом сам ТТ был установлен на изолированном участке жилы. Монтаж должен выполняться строго по инструкции производителя муфт и ТТ.

Что означает индекс «2г» и можно ли заменить кабель с «2г» на кабель без него?

Индекс «2г» означает двойную герметизацию: гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве и под оболочкой. Это ключевая конструктивная особенность, защищающая кабель от распространения влаги вдоль оси в случае локального повреждения оболочки. Замена на кабель без этого индекса (например, АПвКаП) недопустима для прокладки в земле или в условиях возможного попадания влаги, так как резко возрастает риск водной эрозии изоляции и последующего пробоя. Кабели без «2г» могут применяться только в сухих кабельных сооружениях (тоннелях, этажах), где риск проникновения влаги исключен.

Как правильно выбрать сечение 300 мм²? На что оно влияет?

Сечение 300 мм² выбирается на основе расчета:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагрев).
• По экономической плотности тока (минимизация потерь электроэнергии за срок службы).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.
• По допустимой потере напряжения (для протяженных линий).

Сечение 300 мм² является стандартным для линий 35 кВ со значительной передаваемой мощностью (порядка 20-30 МВА). Оно обеспечивает баланс между пропускной способностью (~450-520 А), стоимостью кабеля и монтажа, а также механической прочностью.