Кабель АПвПу2г 400 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПу2г 400 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в броне из стальных оцинкованных проволок, с защитным покровом из полиэтилена и пониженной горючестью. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в агрессивных средах, в том числе с высокой коррозионной активностью, а также в местах с риском механических повреждений.
Расшифровка маркировки АПвПу2г 400 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- Пу – усиленная броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
- 2г – двойная герметизация: гидрофобный заполнитель в поясной изоляции и оболочка из полиэтилена поверх брони («2г» – «г» означает «гидроизоляция»).
- 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Экран по изоляции (полупроводящий): выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Медный экран (токопроводящий): выполнен в виде медной ленты или наложенных по спирали медных проволок. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Является важнейшим элементом безопасности.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня из стальных проволок защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих усилий. Полиэтиленовый шланг и герметизация обеспечивают стойкость к влаге и агрессивным химическим веществам в почве.
- Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах: Используется в условиях возможных механических воздействий и повышенной влажности.
- Вводы на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, объектов генерации: Там, где предъявляются повышенные требования к надежности и стойкости к внешним воздействиям.
- Участки с повышенными требованиями к пожарной безопасности: Материалы оболочки и изоляции имеют пониженную горючесть и не распространяют горение при одиночной прокладке.
- Пересечения с железнодорожными путями и автомобильными дорогами: Благодаря усиленной броне кабель выдерживает значительные нагрузки.
- Высокая механическая прочность: Броня типа «Пу» обеспечивает максимальную защиту от растяжения и продавливания среди кабелей с проволочной броней.
- Отличная герметизация: Конструкция «2г» практически исключает риск распространения влаги вдоль кабеля, что значительно повышает надежность и долговечность.
- Коррозионная стойкость: Комбинация оцинкованной брони и полиэтиленового шланга защищает от почвенной коррозии и блуждающих токов.
- Высокие диэлектрические свойства изоляции из сшитого полиэтилена: Большая допустимая температура, стойкость к тепловым перегрузкам, высокая стойкость к токам КЗ, низкие диэлектрические потери.
- Относительно меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и свинцовой оболочкой аналогичного напряжения и сечения.
- Высокая стоимость: Является одним из самых дорогих типов кабелей среднего напряжения из-за сложной конструкции и материалов.
- Сложность монтажа и разделки: Требует квалифицированного персонала и специального инструмента для снятия брони, экранов и аккуратной разделки концов. Обязательна установка концевых муфт.
- Жесткость: Большое сечение и усиленная броня делают кабель весьма жестким, что осложняет прокладку по сложным трассам с множеством изгибов.
- Необходимость в дополнительных мерах при прокладке в воздухе: Хотя кабель допускает такую прокладку, броня без специальных мер не защищает от атмосферных воздействий (УФ-излучения) в долгосрочной перспективе, что учтено наличием шланга из ПЭ.
- 94) / 2 = 18.8 кА. Точные данные должны быть указаны в технических условиях завода-изготовителя.
Конструкция кабеля АПвПу2г 400 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокую надежность и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей), изготовленная из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Секторная форма позволяет оптимально использовать пространство внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Для сечения 400 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость.
2. Экранирование жилы
Каждая жила экранирована. Экранирование состоит из двух обязательных элементов:
3. Поясная изоляция и заполнение
Поверх скрученных экранированных жил накладывается поясная изоляция из полупроводящего материала. Пространство между жилами заполняется гидрофобным (водоблокирующим) материалом на основе полиакрилатных гелей. Это ключевой элемент герметизации, предотвращающий продольное распространение влаги в случае локального повреждения внешней оболочки.
4. Внутренняя оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает сердечник кабеля от воздействия брони и обеспечивает дополнительную электрическую изоляцию.
5. Броня
Выполнена из стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх подушки (прокладки). Обозначение «Пу» указывает на «усиленную» броню, что означает повышенную механическую прочность на растяжение и защиту от продавливания. Оцинковка проволок обеспечивает коррозионную стойкость.
6. Наружный защитный шланг
Внешняя оболочка из полиэтилена низкого давления (ПНД) или полиэтилена, не распространяющего горение. Выполняет функции защиты брони от коррозии, механических воздействий и служит барьером от влаги. Индекс «г» в маркировке указывает именно на наличие этого шланга.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 6/10 (12) кВ; 8,7/15 (17,5) кВ; 12/20 (24) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C | В продолжительном режиме работы |
| Температура при коротком замыкании (до 4 сек) | +250°C | Расчетное значение |
| Допустимый ток нагрузки (длительный) | ~450-520 А | Зависит от условий прокладки (земля/воздух), температуры грунта и др. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,0774 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 30 кВ (для 10 кВ кабеля) | Продолжительность 10 мин. |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Монтаж без предварительного подогрева | До -15°C |
| Стойкость к воздействию влаги (прокладка в земле) | Допускается прокладка в траншеях, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью и при высоком уровне грунтовых вод |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения кабеля АПвПу2г 400 мм²
Кабель данной марки и сечения является решением для ответственных участков магистральных и распределительных сетей среднего напряжения. Его основное применение:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с кабелем АПвБбШп 400 мм²
Часто возникает вопрос выбора между АПвПу2г и более распространенным АПвБбШп. Ключевые отличия:
| Параметр | АПвПу2г | АПвБбШп |
|---|---|---|
| Тип брони | Усиленная, из стальных оцинкованных ПРОВОЛОК (Пу) | Две стальные оцинкованные ЛЕНТЫ (Бб) |
| Защита от влаги | Двойная (2г): заполнитель + полиэтиленовый шланг | Только полиэтиленовый шланг (Шп) |
| Стойкость к растяжению | Очень высокая. Подходит для участков с риском растягивающих нагрузок. | Умеренная. Защищает в основном от ударов и продавливания. |
| Гибкость | Ниже из-за жесткой проволочной брони. | Выше. |
| Область применения | Сложные грунты, пересечения, риски растяжения, высокий уровень грунтовых вод. | Стандартная прокладка в земле без особых растягивающих нагрузок. |
| Стоимость | Выше. | Ниже. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г 400 мм² в воздухе (по эстакадам, фасадам)?
Да, прокладка в воздухе допускается. Однако необходимо учитывать следующее: полиэтиленовый шланг имеет ограниченную стойкость к ультрафиолетовому излучению. При длительной открытой прокладке рекомендуется защита кабеля от прямых солнечных лучей (например, в лотках с крышками) или выбор модификации кабеля с УФ-стабилизированным полиэтиленом. Также критично правильно рассчитать и закрепить кабель, учитывая его значительный вес.
Вопрос 2: Какие муфты необходимо использовать для соединения и заделки этого кабеля?
Для кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и экранированием каждой жилы применяются специальные соединительные и концевые муфты на соответствующее напряжение (10 или 20 кВ). Для АПвПу2г особенно важно, чтобы муфта обеспечивала герметизацию и continuity брони (электрическое соединение и заземление бронированных покровов с обеих сторон). Используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты от проверенных производителей (3M, Raychem, Ensto, КВТ и др.). Монтаж должны выполнять сертифицированные специалисты.
Вопрос 3: Какой ток короткого замыкания может выдержать данный кабель и как его рассчитать?
Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и материалом изоляции. Для алюминиевой жилы 400 мм² с изоляцией из XLPE приближенный расчет допустимого тока КЗ (Ikz) за время t (обычно 1-4 секунды) ведется по формуле: Ikz = (S K) / √t, где S – сечение (мм²), K – коэффициент, для алюминия с XLPE ~94. Для 1 секунды: Ikz ≈ (400 94) / 1 = 37.6 кА. Для 4 секунд: Ikz ≈ (400
Вопрос 4: Требуется ли дополнительная защита при прокладке в одной траншее с кабелями более низкого напряжения?
Прокладка совместно с кабелями до 1 кВ допускается, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.3). Кабели напряжением выше 1 кВ (как АПвПу2г 10кВ) рекомендуется размещать в одной траншее выше кабелей до 1 кВ. Между группами кабелей разных напряжений должна быть установлена разделительная огнестойкая перегородка (например, из кирпича или бетонных плит). Это необходимо для предотвращения механических повреждений и распространения пожара.
Вопрос 5: В чем принципиальное отличие «герметизации 2г» от обычной оболочки?
Обычная оболочка (например, у АПвБбШп) лишь предохраняет броню от коррозии. Конструкция «2г» включает два барьера против влаги:
1. Гидрофобный заполнитель в поясной изоляции. При попадании воды в кабель этот материал набухает, локально блокируя дальнейшее продольное распространение влаги.
2. Полиэтиленовый шланг (ПЭ) поверх брони. ПЭ имеет практически нулевое водопоглощение и является более надежным барьером, чем ПВХ, особенно в условиях постоянного присутствия влаги.
Это делает кабель не просто «защищенным», а герметизированным.
Вопрос 6: Как маркируются жилы кабеля АПвПу2г?
Жилы трехжильного кабеля маркируются в соответствии с ГОСТ: цифровая маркировка (1, 2, 3) или цветовая: фаза A – желтый, фаза B – зеленый, фаза C – красный. Маркировка наносится либо на полупроводящий экран, либо в виде цветных полос на изоляции жил. Нулевая жила (если присутствует в 4-жильном кабеле) маркируется синим или голубым цветом.
Заключение
Кабель АПвПу2г 400 мм² представляет собой современное, высоконадежное решение для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения класса 6-20 кВ в условиях, требующих максимальной механической защиты и герметичности. Его выбор оправдан на ответственных участках трасс: при пересечении инфраструктурных объектов, в грунтах с высокой коррозионной активностью, при высоком уровне грунтовых вод. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость и сложность монтажа, его эксплуатационные характеристики и длительный срок службы обеспечивают надежность и экономическую эффективность в течение всего жизненного цикла энергетического объекта. При проектировании и монтаже необходимо строго руководствоваться технической документацией завода-изготовителя и требованиями действующих ПУЭ.
Комментарии