Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу2гж 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ
Кабель марки АПвПу2гж 3×… на напряжение 35 кВ представляет собой современную кабельную продукцию для стационарной прокладки в электрических сетях среднего и высокого напряжения. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при передаче электроэнергии в условиях агрессивных сред и механических воздействий. Расшифровка маркировки по ГОСТ 18410-73 и последующим стандартам является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты и продольная герметизация алюмополимерной лентой), ж – жила с круглой формой сечения.
Конструкция кабеля АПвПу2гж 3×… 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 35 мм² и выше, как правило, применяется многопроволочная круглая компактированная жила. Компактирование уменьшает межпроволочное пространство, повышая стабильность формы и снижая диаметр жилы, что положительно сказывается на общем диаметре кабеля.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – главной причины старения изоляции.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к термодеформациям и влаге. Толщина изоляции строго нормирована стандартами в зависимости от класса напряжения.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Внешний слой экструдированного полупроводящего СПЭ, аналогичный внутреннему. Замыкает электрическое поле в пределах изоляции.
5. Поясная изоляция
Наложение медных или алюминиевых проволок (сечением обычно 25-50 мм²) или медной ленты поверх экрана на изоляции. Служит для проведения токов короткого замыкания и обеспечения безопасного потенциала. В трехжильных кабелях является общим для всех жил.
6. Разделительный слой
Гидрофобные ленты, наложенные поверх поясной изоляции. Предотвращают проникновение влаги вдоль кабеля.
7. Внутренняя оболочка
Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Выполняет функцию демпфирующего и разделительного слоя между поясной изоляцией и металлическим экраном, а также дополнительного барьера от влаги.
8. Броня
Выполнена в виде гофрированной ленты из алюминиевого сплава, наложенной поверх внутренней оболочки. Выполняет три ключевые функции: защита от механических повреждений (ударов, сдавливания), барьер для продольной диффузии влаги и роль нулевой жилы или экрана для токов короткого замыкания в системах с изолированной нейтралью.
9. Продольная герметизация
Под броней располагается слой алюмополимерной ленты (ЛАПЛ), наложенной с большим перекрытием. Этот слой обеспечивает абсолютную защиту от продольного проникновения влаги по кабелю.
10. Защитная оболочка (наружная)
Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Обладает высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, истиранию, ударным нагрузкам и солнечному излучению (если в состав введены стабилизаторы). Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 35/35 кВ (40,5 кВ) |
| Класс напряжения | Среднее/высокое напряжение (СВН) |
| Частота | 50 Гц |
| Количество и форма жил | 3, круглые |
| Сечение жил, мм² | От 50 до 800 (типовые: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300) |
| Температура длительной работы жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (допустимая 4 сек) | +250°C |
| Минимальная температура монтажа без прогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 20 × (наружный диаметр кабеля) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Стандарты | ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-304-2006, соответствует МЭК 60502-2 |
| Сечение, мм² | Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более | Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (грунт 1.2 К*м/Вт, +25°C), А | Внешний диаметр кабеля (примерно), мм | Масса 1 км кабеля (примерно), кг |
|---|---|---|---|---|
| 3×50 | 0.641 | 190 | 65 | 4500 |
| 3×120 | 0.253 | 300 | 80 | 6500 |
| 3×240 | 0.125 | 410 | 95 | 9500 |
| 3×400 | 0.0778 | 550 | 115 | 14000 |
*Точные значения определяются техническими условиями производителя и условиями прокладки.
Области применения
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности и грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, благодаря двойной герметизации.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
- Вводы на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, горно-обогатительных комбинатов.
- Соединение распределительных устройств подстанций 35/6(10) кВ.
- Питание мощных электроприемников: двигателей, печей, трансформаторов.
- Устройство ответвлений от воздушных линий (ВЛ) с переходом на кабельную линию.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
- Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
- Более простая и чистая процедура монтажа муфт, отсутствие необходимости в системах подпитки маслом.
- Большая стойкость к термоциклированию.
- Более высокий класс напряжения.
- Лучшие диэлектрические и температурные характеристики.
- Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (требуется аккуратность).
- Необходимость использования специального инструмента и технологий для разделки и монтажа соединительных и концевых муфт.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с АСБл на низкие сечения, однако на средних и высоких сечениях разница нивелируется.
- По допустимому длительному току нагрузки (нагреву).
- По потере напряжения (для протяженных линий).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания.
- 100 мм – между силовыми кабелями до 10 кВ;
- 250 мм – между кабелями 20-35 кВ и кабелями до 10 кВ;
- 500 мм – между кабелями 35 кВ и контрольными кабелями, а также кабелями связи.
- Строгое соблюдение геометрических размеров ступеней разделки, указанных в инструкции к муфте.
- Использование специального шаблона и инструмента для снятия полупроводящих слоев (как правило, термостриппером).
- Тщательная зачистка, шлифовка и обезжиривание поверхностей.
- Аккуратное наложение электрода заземления и экрана.
- Герметизация места ввода кабеля в корпус муфты.
- Заполнение муфты изоляционным гелем или компаундом (для заливных муфт) либо точная сборка сухих муфт.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):
Преимущества перед кабелем в ПВХ изоляции:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвПу2гж требует соблюдения ряда правил. Перед прокладкой необходимо провести входной контроль: визуальный осмотр, измерение сопротивления изоляции (мегаомметром на 5 кВ), испытание повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ). Прокладка в траншеях осуществляется на песчаную подушку, с защитой кирпичом или сигнальными лентами. Радиус изгиба должен строго соблюдаться. При отрицательных температурах кабель требует прогрева или осторожного монтажа. Для соединения и заделки используются специальные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 35 кВ. В процессе эксплуатации обязательны периодические испытания повышенным напряжением выпрямленного тока.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвПу2гж от АПвПуг?
Индекс «2г» в маркировке АПвПу2гж указывает на наличие двойной герметизации: гидрофобные ленты под броней и, что критически важно, продольная герметизация алюмополимерной лентой (ЛАПЛ). В маркировке АПвПуг такой герметизации нет. Это делает АПвПу2гж значительно более стойким к продольному проникновению влаги, что критично при прокладке в затопляемых траншеях, в грунтах с высокой влажностью и на вертикальных участках.
Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Усиленная полиэтиленовая оболочка «Пу» обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при таком способе прокладки необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед), температуру окружающей среды и использовать соответствующие крепежные системы (неповреждающие оболочку). Допустимые токовые нагрузки при прокладке в воздухе будут отличаться от нагрузок для прокладки в земле.
Какой кабель выбрать для прокладки в земле: АПвПу2гж или АПвБбШп?
АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент («Бб») и наружную оболочку из полиэтилена («Шп»). Он лучше защищен от механических повреждений, например, от лопаты или камней. Однако стальная броня подвержена коррозии в агрессивных грунтах и не является надежным барьером для влаги. АПвПу2гж с алюминиевой гофрированной броней и продольной герметизацией ЛАПЛ предпочтительнее во влажных, болотистых, химически агрессивных грунтах, так как алюминий коррозионно-стоек, а конструкция гарантирует герметичность. Выбор зависит от конкретных условий трассы.
Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвПу2гж 35 кВ?
Выбор сечения производится по трем основным критериям в соответствии с ПУЭ:
Необходимо выполнить расчеты по всем пунктам и выбрать наибольшее из полученных сечений. Исходными данными являются мощность нагрузки, схема электроснабжения, способ прокладки, температура среды, продолжительность использования максимума нагрузки.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в одной траншее с кабелями других напряжений?
Да, согласно ПУЭ (Глава 2.3), при параллельной прокладке кабельных линий до 35 кВ в одной траншее расстояние между ними по горизонтали должно быть не менее:
При этом кабели сверху должны быть защищены плитами или кирпичом.
Каковы особенности монтажа концевых муфт на этот кабель?
Монтаж концевых муфт (КНТ, Outdoor) на кабель с изоляцией из СПЭ 35 кВ – высокотехнологичный процесс. Требуется:
Работы должны выполняться квалифицированным персоналом, прошедшим обучение у производителя муфт.
Какой документ является основным для подтверждения качества кабеля?
Основным документом является сертификат соответствия требованиям Технического регламента Таможенного союза (ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011). Обязательно наличие паспорта качества (или сертификата качества) от производителя, в котором указаны результаты типовых и приемо-сдаточных испытаний (испытание изоляции повышенным напряжением, измерение сопротивления жил и изоляции и др.). Копии этих документов должны предоставляться заказчику вместе с поставкой кабеля.
Комментарии