Кабель АПвПу2г 10 кВ 150 мм

Кабель АПвПу2г 10 кВ 150 мм²: Полное техническое описание

Конструкция кабеля АПвПу2г 10 кВ 150 мм²

Кабель АПвПу2г предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция представляет собой сложную многослойную систему, каждый элемент которой выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила (Токопроводящая жила)
   • Материал: Алюминий (марка «А» в обозначении).
   • Класс гибкости: 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает достаточную гибкость для прокладки по трассе.
   • Форма: Круглая, секторная или сегментная. Для силовых кабелей на 10 кВ обычно применяется круглая форма, что обеспечивает равномерность электрического поля.
   • Сечение: 150 мм². Номинальное сечение соответствует требованиям ГОСТ 22483-2012 по электрическому сопротивлению.
2. Экран на жиле
   • Назначение: Выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение концентрации напряжений и ионизации, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
   • Конструкция: Выполнен в виде экструдированного слоя полупроводящего (электропроводящего) сшитого полиэтилена. Этот слой находится в непосредственном контакте с токопроводящей жилой и изоляцией.
3. Изоляция
   • Материал: Сшитый полиэтилен (обозначение «Пв» в маркировке). Это ключевой элемент, определяющий высокие эксплуатационные характеристики кабеля.
   • Технология: Процесс сшивки (вулканизации) полиэтилена при высокой температуре и давлении создает трехмерную пространственную структуру (сетку). Это позволяет материалу сохранять свои свойства при высоких температурах (до 90°C в продолжительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), в отличие от термопластичного ПВХ или полиэтилена.
   • Толщина: Нормируется стандартами (например, ГОСТ 15150) и для кабеля 10 кВ составляет примерно 4,5-5,0 мм. Точное значение зависит от конкретного стандарта производителя.
4. Экран на изоляции
   • Назначение: Аналогично экрану на жиле – выравнивание электрического поля и защита от внешних воздействий. Также служит для безопасного стекания токов утечки и токов короткого замыкания на землю.
   • Конструкция: Полупроводящий сшитый полиэтилен, экструдированный поверх изоляции.
5. Поясная изоляция
   • Материал: Электропроводящая бумага или полимерная лента.
   • Назначение: Защита экрана на изоляции от механических повреждений и контакта с металлическим экраном.
6. Металлический экран
   • Назначение: Защита от электромагнитных помех, обеспечение пути для токов короткого замыкания и симметрирования электрического поля.
   • Конструкция: Медные или алюминиевые ленты (обозначение «пу» – «п» означает поясная изоляция, «у» – усиленная защитная оболочка, но в контексте АПвПу2г чаще всего подразумевается наличие медного экрана). Для кабеля 150 мм² обычно применяется медная лента, наложенная продольно с наложением (внахлест) и герметизированная, или гофрированная медная лента для большей гибкости.
7. Заполнитель
   • Назначение: Придание кабелю круглой формы и механическая стабильность.
   • Материал: Полимерные нити, нетканые материалы или термопластичные эластомеры.
8. Оболочка
   • Материал: Полиэтилен (обозначение «2г» – «двойная» или «вторая» герметизация, но в современной трактовке это указывает на полиэтиленовую оболочку, стойкую к повреждениям грызунами). Полиэтилен обладает превосходными влагозащитными свойствами, стойкостью к УФ-излучению, агрессивным почвам и химическим веществам.
   • Цвет: Как правило, черный.

Расшифровка маркировки АПвПу2г 10 кВ 1х150:

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• Пв – Изоляция из сшитого полиэтилена.
• Пу – Броня из стальных оцинкованных проволок (в некоторых трактовках – усиленная защитная оболочка с медным экраном). В данном контексте для кабеля на 10 кВ «Пу» чаще указывает на наличие медного экрана.
• 2г – Внешняя оболочка из полиэтилена.
• 10 кВ – Номинальное напряжение 10000 Вольт.
• 1х150 – Одна жила сечением 150 мм².

Ключевые технические характеристики

• Номинальное напряжение: 10000 В (между фазой и землей – 6000 В).
• Климатическое исполнение: УХЛ, категория размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, для прокладки в земле, туннелях, кабельных каналах и на открытом воздухе).
• Рабочая температура токопроводящей жилы:
  • Продолжительный режим: +90°C
  • Перегрузка: +130°C
  • Короткое замыкание (до 5 сек): +250°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Таблица 1: Электрические характеристики кабеля АПвПу2г 10 кВ 1х150

Параметр	Значение	Примечания
Сопротивление жилы при 20°C, не более	0.206 Ом/км	Согласно ГОСТ 22483
Сопротивление изоляции при 20°C, не менее	1000 МОм·км	Измеряется постоянному току после выдержки в воде 24 часа
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	18 кВ	Продолжительность 10 мин.
Испытательное постоянное напряжение	36 кВ	Продолжительность 15 мин. (альтернатива переменному току)
Емкость	~0.35 мкФ/км	Расчетное значение, может незначительно отличаться у производителей
Индуктивное сопротивление	~0.15 Ом/км	Расчетное значение
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдд)	~320 А	Для прокладки в земле (глубина 0.7 м, температура земли +15°C, тепловое сопротивление почвы 1.2 К·м/Вт)
Сопротивление экрана	Нормируется	Обеспечивает пропускную способность по токам КЗ

Таблица 2: Допустимые токи нагрузки для кабеля АПвПу2г 10 кВ 1х150 при различных условиях прокладки

Условия прокладки	Температура земли/воздуха, °C	Допустимый длительный ток, А (приблизительно)
В земле (в траншее)	+15	320
В земле (в траншее)	+25	280
В воздухе (на открытом воздухе)	+25	350
В воздухе (на открытом воздухе)	+35	310
В кабельном канале (блоке)	+25	290

Примечание: Точные значения токов нагрузки должны определяться проектом с учетом всех поправочных коэффициентов: на количество работающих кабелей в траншее, на глубину прокладки, на тепловое сопротивление почвы и т.д.

Области применения

Кабель АПвПу2г 10 кВ 150 мм² применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью, а также в сетях с эффективно заземленной нейтралью, где в течение длительного времени допускается работа в режиме однофазного замыкания на землю.

• Распределительные сети 10 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов.
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, главных понизительных подстанций цехов.
• Инфраструктурные объекты: Аэропорты, вокзалы, метрополитен, спортивные комплексы.
• Нефтегазовая отрасль: Питание объектов добычи и переработки.
• Кабельные вводы в силовые трансформаторы и распределительные устройства (КРУ, КСО).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, ААБл, ЦААБл)

Параметр	АПвПу2г (СПЭ)	ААБл (ПВХ, Бумажная)
Допустимая температура	Выше (+90°C)	Ниже (+70°C)
Токовая нагрузка	Выше (при прочих равных)	Ниже
Влагопроницаемость	Очень низкая (полиэтилен)	Высокая (требует герметизации концов)
Вес и габариты	Меньше	Больше
Радиус изгиба	Меньше	Больше
Стойкость к КЗ	Выше	Ниже
Монтаж	Проще, не требует спец. подогрева зимой	Сложнее, требует подогрева при низких температурах
Стоимость	Выше	Ниже

Прокладка и монтаж

1. Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перемещаться и храниться в вертикальном положении. Запрещено сбрасывать барабаны.
2. Подготовка трассы: Для прокладки в земле необходимо обеспечить песчаную подушку на дне траншеи толщиной не менее 100 мм. Глубина прокладки от планировочной отметки – 0,7-1,0 м.
3. Раскатка: Производится с помощью лебедок или вручную с применением роликов. Не допускаются механические повреждения оболочки.
4. Засыпка: После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней или песком на 200 мм, после чего укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка траншеи.
5. Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка, экранировка и изоляция с использованием специализированных термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт. Медный экран должен быть надежно заземлен с обеих сторон кабельной линии.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) от кабеля с бумажно-масляной изоляцией (типа ААБл)?
СПЭ-изоляция является сухой, не содержит масла, что исключает риск утечки и упрощает монтаж. Кабель со СПЭ имеет более высокие допустимые рабочие температуры, меньший вес и габариты при том же сечении и напряжении. Он не требует сложных систем подпитки маслом и допускает прокладку на трассах с большими перепадами по высоте.

2. Почему в кабеле на 10 кВ применяется экран на жиле и на изоляции?
Экраны (полупроводящие слои) служат для выравнивания электрического поля вокруг жилы и изоляции. Без них в местах неоднородностей (например, между проволоками многопроволочной жилы) возникали бы локальные концентрации напряженности поля, приводящие к частичным разрядам, ионизации и последующему пробою изоляции.

3. Как правильно выбрать сечение кабеля 150 мм²? Достаточно ли его для моей нагрузки?
Сечение 150 мм² является стандартным для токов нагрузки до ~320 А в земле. Выбор осуществляется на основе расчета по допустимому току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов) и по потере напряжения. Для нагрузки, например, 3 МВА (I = 3000 / (1.73 * 10) ≈ 173 А), сечения 150 мм² будет достаточно с запасом. Окончательное решение должно быть закреплено в проекте электроснабжения.

4. Обязательно ли заземлять металлический экран кабеля АПвПу2г? И с двух сторон?
Да, обязательно. Заземление медного экрана необходимо для безопасности (снятие потенциала) и для нормальной работы релейной защиты. При замыкании фазы на экран через него протекают токи КЗ, что обеспечивает срабатывание защитных устройств. Заземление, как правило, выполняется с обеих сторон кабельной линии. В протяженных линиях может применяться поперечное соединение экранов (кросс-бондинг) для снижения потерь и перенапряжений.

5. Каковы основные причины выхода из строя кабелей типа АПвПу2г?

• Ошибки монтажа муфт: Некачественная зачистка, неправильная усадка, загрязнение изоляции.
• Механические повреждения: При прокладке или последующих земляных работах.
• Перегрузка по току: Длительная работа при температурах, превышающих допустимые, ведет к старению и деструкции изоляции.
• Проколы грызунами: Хотя оболочка «2г» обладает повышенной стойкостью, она не дает 100% защиты.
• Влага в концевых муфтах: Нарушение герметичности.

6. Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г в воздухе?
Да, можно. При прокладке в воздухе (по эстакадам, по стенам зданий) его допустимый ток нагрузки может быть даже выше, чем в земле (см. Таблицу 2), при условии отсутствия прямого солнечного облучения. При длительном воздействии УФ-излучения рекомендуется защита (например, гофрированные трубы из ПНД).

7. Что означает обозначение «2г» в маркировке?
Буква «г» в современной трактовке означает «герметизированный» или «гидрозащитный». Цифра «2» указывает на наличие двойной защиты (внешняя полиэтиленовая оболочка). На практике «2г» характеризует кабель с полиэтиленовой оболочкой, обладающей повышенной стойкостью к механическим воздействиям и влагопроницаемости.

8. Какой кабель лучше для прокладки в земле: АПвПу2г или АПвБбШп (с броней из стальных лент)?
АПвБбШп имеет броню из стальных оцинкованных лент («Бб»), что обеспечивает лучшую защиту от механических повреждений (камни, ковши экскаваторов). АПвПу2г (где «Пу» может трактоваться как броня из круглых проволок) также имеет хорошую защиту, но в агрессивных грунтах с наличием острых камней или при высоком риске повреждения техникой предпочтение часто отдается бронированному кабелю типа АПвБбШп. Выбор зависит от конкретных условий трассы, указанных в проекте.