Кабель АПвКПу2г 35 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКПу2г 35 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвКПу2г 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и характеристики соответствуют современным требованиям к надежности, безопасности и долговечности кабельных линий высокого напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКПу2г

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из сшитого полиэтилена (в обозначении используется для СПЭ-изоляции российского производства).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• К – Броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – Наружная оболочка из полиэтилена.
• у – Усиленная защитная оболочка (как правило, под броней).
• 2г – Двойная герметизация: гидрофобные ленты под броней и продольная герметизация алюмополимерной лентой (АПЛ) поверх экрана.
• 35 кВ – Номинальное напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля АПвКПу2г 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и более эффективно использовать монтажное пространство. Жила может быть однопроволочной (для сечений до 240 мм²) или многопроволочной (для больших сечений).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды на границе жила/изоляция.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением, обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность (не менее 15-20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам (кратковременно до +250°C), отличные механические свойства и стойкость к влаге. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Вместе с экраном на жиле создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции. Обычно выполняется в виде экструдированного слоя.

5. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю в нормальном режиме и обеспечение пути для тока короткого замыкания. Для кабелей на 35 кВ является обязательным элементом.

6. Продольная герметизация (компонент «2г»)

Поверх металлического экрана накладывается алюмополимерная лента (АПЛ), которая обеспечивает барьер для радиального проникновения влаги. Это ключевой элемент защиты от коррозии и водных древ.

7. Разделительный слой (подброневой)

Представляет собой поясную изоляцию из ПВХ или полиэтилена, наложенную поверх герметизирующих лент. Защищает внутренние слои от повреждения броней и обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту.

8. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх разделительного слоя. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).

9. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, влаге, ультрафиолетовому излучению и истиранию. Цвет обычно черный. На оболочку наносятся маркировка с указанием завода-изготовителя, типа кабеля, сечения, напряжения и года выпуска.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20,6 / 35 / 40,5 кВ.
• Длительно допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
• Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке: +130°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C.
• Минимальная температура эксплуатации: -50°C.
• Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 1000 МОм·км.
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки: 65 кВ, продолжительность 10 мин.

Механические и эксплуатационные характеристики

• Стойкость к растягивающему усилию: Броня из стальных проволок позволяет выдерживать значительные растягивающие нагрузки, что критично при прокладке в вертикальных шахтах или наклонных трассах.
• Радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей.
• Стойкость к удару и сдавливанию: Обеспечивается комбинацией брони и наружной оболочки.
• Герметичность: Конструкция «2г» обеспечивает защиту от проникновения влаги вдоль и поперек кабеля.

Области применения кабеля АПвКПу2г 35 кВ

• Прокладка кабельных линий 35 кВ в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
• Прокладка в помещениях, шахтах и галереях.
• Установка на специальных кабельных конструкциях внутри и вне зданий.
• Участки с повышенными механическими требованиями, включая вертикальные трассы.
• Не рекомендуется для прокладки в воде (для этого существуют специальные исполнения с свинцовой оболочкой).

Сравнительная таблица: АПвКПу2г vs. АПвПу2г 35 кВ

Параметр	АПвКПу2г	АПвПу2г
Наличие брони	Да (стальные оцинкованные проволоки)	Нет
Защита от механических повреждений	Высокая	Умеренная (только оболочка)
Стойкость к растяжению	Высокая	Ограниченная
Масса и радиус изгиба	Выше	Ниже
Стоимость	Выше	Ниже
Основная область применения	Трассы с риском повреждений, вертикальные участки, грунт	Кабельные сооружения (тоннели, эстакады), где механический риск минимален

Таблица ориентировочных весовых и габаритных параметров (одножильный кабель)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Допустимый ток нагрузки в земле, А*
50	45-50	2500-2800	190-210
95	50-55	3200-3600	275-300
150	55-60	4000-4500	340-370
240	65-70	5500-6200	430-470
400	75-85	8000-9000	580-630

*Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и должны рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ и ГОСТ Р МЭК 60287.

Требования к прокладке и монтажу

• Прокладка должна осуществляться при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
• Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
• При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от повреждений кирпичом или сигнальной лентой, и обратная засыпка мягким грунтом.
• При пересечении с другими коммуникациями (трубопроводы, кабели) необходимо обеспечить разделение слоем грунта или защитными плитами.
• Концы кабеля должны быть герметизированы сразу после отрезания для предотвращения попадания влаги в изоляцию.
• Монтаж концевых и соединительных муфт должен производиться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и технологий, рекомендованных производителем кабеля и муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКПу2г от кабелей с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл) на 35 кВ?

Кабель АПвКПу2г имеет изоляцию из сшитого полиэтилена, что обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру жилы (+90°C против +70°C у бумажно-масляных), значительно меньший вес и габариты, отсутствие риска утечки масла и более простой монтаж. Он не требует сложных систем подпитки маслом и может прокладываться на вертикальных участках без ограничений.

Что означает «двойная герметизация» (2г) и насколько она важна?

Двойная герметизация – это комплексная защита от влаги. Она включает: 1) Продольную герметизацию алюмополимерной лентой (АПЛ) поверх экрана, которая предотвращает продольное распространение влаги по кабелю. 2) Гидрофобные ленты под броней, защищающие от радиального проникновения влаги. Это критически важно для долговечности кабеля, так как влага в изоляции СПЭ под напряжением приводит к образованию «водных древ» и пробою.

Можно ли прокладывать кабель АПвКПу2г 35 кВ в одном лотке/траншее с кабелями более низкого напряжения?

Да, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.3). Кабели на напряжение до 35 кВ допускается прокладывать совместно. Однако рекомендуется разделять их перегородками или расстоянием. Совместная прокладка с кабелями на напряжение выше 35 кВ, как правило, не допускается. Также необходимо учитывать тепловое влияние и возможность повреждения при КЗ.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКПу2г 35 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок, отсутствие перегрузок) и отсутствии внешних механических повреждений.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в грунте с высокой коррозионной активностью?

Броня из оцинкованных проволок обладает определенной коррозионной стойкостью. Однако в грунтах с высокой химической агрессивностью (заболоченные, с высоким содержанием солей, щелочей, кислот) или при наличии блуждающих токов рекомендуется дополнительная защита: прокладка в асбестоцементных или полиэтиленовых трубах, а также применение кабелей с наружной оболочкой из полиэтилена, стойкого к агрессивным средам (что уже предусмотрено в АПвКПу2г). В особо тяжелых условиях рассматривается вариант с кабелем в свинцовой оболочке.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКПу2г 35 кВ?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по следующим критериям, приведенным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву).
2. По экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания.
4. По допустимой потере напряжения (для протяженных линий).
5. По условиям срабатывания защит (чувствительность).
Расчет должен выполняться проектной организацией с учетом всех конкретных условий: способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих кабелей в одной траншее и т.д.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКПу2г 35 кВ?

Для данного кабеля применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на 35 кВ:
— Соединительные муфты: Изолируют и герметизируют место соединения двух отрезков кабеля. Бывают термоусаживаемыми, холодноусаживаемыми (наиболее распространены) или заливными.
— Концевые муфты (заделки): Устанавливаются на концах кабеля для подключения к шинам распределительного устройства, трансформатора или воздушной линии. Бывают наружной (типа НКС-35) или внутренней (типа КВН-35) установки.
— Стопорные муфты: Используются в кабельных линиях с большим перепадом высот для ограничения стекания пропиточного состава (в кабелях с вязкой пропиткой), но для СПЭ кабелей применяются реже.
Крайне важно, чтобы муфты были совместимы с кабелем по конструкции и материалам, а монтаж выполнялся строго по инструкции.