Кабель силовой АПвПу2гж на напряжение 10 кВ с сечением жилы 240 мм²: полный технический анализ
Кабель АПвПу2гж 10 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтина, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц на номинальное напряжение 10 кВ. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в условиях повышенной влажности и механических нагрузок.
Расшифровка маркировки АПвПу2гж
- А – Алюминиевая токопроводящая жила.
- П – Изоляция из силанольносшитого полиэтина.
- в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- Пу – Усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
- 2г – Двойная герметизация: водоблокирующие ленты и заполнение гидрофобным гелем.
- ж – Жила секторной или сегментной формы (для многожильных кабелей). В случае одножильного кабеля на 240 мм² жила, как правило, круглая, но обозначение «ж» указывает на возможность применения такой формы в многожильном исполнении.
- 10 кВ – Номинальное напряжение 10000 Вольт.
- 240 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Питание мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия).
- Устройство вводов и отводов в распределительных сетях 6/10 кВ.
- Прокладка в кабельных коллекторах и тоннелях городских сетей.
- Прокладка на территориях с повышенной влажностью и в грунтах со средней степенью коррозионной активности.
- Участки трасс с риском механических повреждений (благодаря усиленной оболочке «Пу»).
- Высокая надежность и долговечность: Комбинация СПЭ-изоляции и двойной герметизации обеспечивает стабильность параметров в течение всего срока службы.
- Влагозащищенность: Конструкция «2г» эффективно локализует проникновение влаги, что критически важно для подземной прокладки.
- Механическая прочность: Усиленная полиэтиленовая оболочка устойчива к истиранию, давлению грунта, растягивающим усилиям.
- Химическая стойкость: Оболочки из ПВХ и ПЭ устойчивы к воздействию масел, кислот, щелочей, солей.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
- Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями АСБ на аналогичное напряжение и сечение.
- Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией (АСБл, АСБ2л).
- Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой квалификации персонала при выполнении концевых и соединительных муфт. Некачественная заделка приводит к пробою.
- Необходимость специального инструмента: Для разделки и монтажа муфт требуется профессиональный набор для СПЭ-кабелей.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
- Прокладка: Допускается прокладка в траншеях с песчаной подсыпкой и защитой кирпичом или сигнальной лентой. В кабельных сооружениях – на лотках или кронштейнах. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба.
- Соединение и оконцевание: Обязательно применение специализированных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с СПЭ-изоляцией на 10 кВ. Требуется тщательная зачистка, фазировка и герметизация.
- Испытания: После прокладки и монтажа муфт кабель должен подвергаться высоковольтным испытаниям постоянным напряжением согласно нормам (например, 52 кВ в течение 10 минут).
Конструкция кабеля АПвПу2гж 10 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила может быть выполнена в виде одной проволоки (однопроволочная) или нескольких проволок (многопроволочная). Класс гибкости обычно 1 или 2. Жила имеет круглую форму. Сечение 240 мм² является стандартным и обеспечивает высокую пропускную способность по току.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтина. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из силанольносшитого полиэтина (СПЭ). Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 10 кВ она составляет, как правило, 3.4 мм или 4.0 мм (в зависимости от стандарта и технических условий). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и старению.
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)
Экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтина, нанесенный поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле создает цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
5. Поясная изоляция
Выполняется в виде наложения медных или алюминиевых лент, или проволок, спирально наложенных поверх экрана. В кабеле АПвПу2гж экран, как правило, медный. Его назначение – замыкание токов утечки и обеспечение безопасности при коротком замыкании.
6. Водоблокирующий слой (элемент «2г»)
Ключевая особенность марки. Представляет собой наложение водоблокирующих лент (чаще всего на основе суперабсорбента) поверх поясной изоляции и/или заполнение межжильного пространства гидрофобным гелем. При контакте с водой материал разбухает, герметизируя поврежденный участок и предотвращая продольное распространение влаги по кабелю.
7. Внутренняя оболочка
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экран от коррозии, служит дополнительным барьером от влаги и механическим буфером.
8. Наружная оболочка
Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» указывает на усиленную оболочку). Обладает высокой стойкостью к механическим повреждениям, истиранию, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), а также к солнечному излучению (если кабель прокладывается открыто). Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Приведенные ниже данные являются типовыми и должны уточняться по паспорту конкретного производителя.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 8.7/10 | U0 – напряжение между жилой и землей |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 12 | — |
| Испытательное переменное напряжение 50 Гц, кВ | 22 (в течение 10 мин.) | Для новых кабелей после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение, кВ | 52 | Для эксплуатационных испытаний |
| Допустимая температура жилы при длительной работе, °C | +90 | — |
| Допустимая температура жилы при КЗ (до 4 сек), °C | +250 | — |
| Допустимая температура жилы при перегрузке, °C | +130 | — |
| Сопротивление изоляции, МОм·км | Не менее 1000 | При температуре +20°C |
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 |
| Прокладка без предварительного подогрева | Допускается при температуре не ниже -15°C |
| Стойкость к тепловому удару | Высокая, благодаря СПЭ-изоляции |
| Стойкость к распространению горения | Одиночная прокладка без требований по нераспространению горения |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Токовые нагрузки (справочно)
Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от способа прокладки и условий окружающей среды. Данные приведены согласно ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.16, 1.3.17.
| Способ прокладки | Длительный допустимый ток, А | Условия |
|---|---|---|
| В земле (в траншее) | 365 | Глубина 0.7-1.0 м, температура земли +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт |
| В воздухе (открыто, в кабельных сооружениях) | 390 | Температура воздуха +25°C |
Примечание: При изменении условий вводятся поправочные коэффициенты (на температуру земли/воздуха, количество работающих кабелей в траншее, удельное сопротивление грунта).
Области применения
Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2гж 10 кВ 240 мм²
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвПу2гж от АПвПу2г?
Буква «ж» в маркировке указывает на то, что токопроводящая жила имеет форму, отличную от круглой (сегментную или секторную). Это актуально для многожильных кабелей, так как позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля. Для одножильного кабеля на 240 мм² жила обычно круглая, но маркировка «ж» может сохраняться как типовая для данной конструкции.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в земле без защиты?
Да, усиленная полиэтиленовая оболочка «Пу» и конструкция кабеля предназначены для прокладки в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб. Однако, согласно ПУЭ, на участках с повышенной вероятностью механических повреждений (в местах частых раскопок, на глубине менее 1 м и т.д.) рекомендуется дополнительная защита в виде асбоцементных плит, кирпича или защитных труб.
Какой кабель выбрать для сетей 10 кВ: АПвПу2гж или АСБл?
Выбор зависит от условий и бюджета. АСБл (с бумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке) дешевле, но имеет больший вес, меньшую допустимую температуру жилы (+80°C для АСБл против +90°C для АПвПу2гж), требует специальных условий для прокладки на вертикальных участках (из-за стекания пропитки). АПвПу2гж более современный, легкий, влагостойкий и обладает лучшими электрическими и механическими характеристиками, но дороже и требовательнее к монтажу муфт.
Что означает «двойная герметизация» (2г) и насколько она эффективна?
Двойная герметизация – это комбинация двух барьеров на пути влаги: 1) водоблокирующие ленты под оболочкой; 2) гидрофобный заполнитель в межжильном пространстве. При повреждении оболочки и попадании воды материалы разбухают, создавая гелеобразную пробку, которая препятствует продольному распространению влаги вдоль кабеля. Эффективность очень высока и позволяет локализовать повреждение, минимизируя длину ремонтируемого участка.
Каков реальный срок службы этого кабеля?
Заявленный производителями срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, норм нагрузки и отсутствии внешних механических повреждений. Ресурс в значительной степени определяется качеством монтажа соединительных муфт.
Требуется ли заземление экранов кабеля АПвПу2гж?
Да, обязательно. Медные экраны (поясная изоляция) должны быть заземлены с обеих сторон. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана), для нормальной работы релейной защиты (при КЗ на землю ток будет протекать по экрану) и для симметрирования электрического поля вокруг жилы.
Как определить необходимое сечение 240 мм² для конкретного объекта?
Сечение выбирается по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки и поправочных коэффициентов (ПУЭ, гл. 1.3). Также выполняется проверка по потере напряжения (для протяженных линий) и по термической стойкости к токам короткого замыкания. Для большинства магистральных и распределительных линий 10 кВ сечение 240 мм² является стандартным и обеспечивает значительный запас по току.
Комментарии