Кабель АПвБП2г 3-х жильный 15 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвБП2г на напряжение 15 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных распределительных сетях.
Расшифровка маркировки АПвБП2г
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – проводник (жила) круглой формы.
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
- П – покров (наружная оболочка) из ПВХ пластиката.
- 2г – индекс, указывающий на низкое газо- и дымовыделение при горении и тлении («г» – газодымонепроницаемый). Цифра 2 обозначает, что изоляция выполнена из сшитого полиэтилена.
- 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
- 15 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель (междуфазное).
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечений от 50 мм² и выше жилы, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Жилы могут быть однопроволочными (до 240 мм²) или многопроволочными.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение микроразрядов на границе жила/изоляция.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (для 15 кВ – обычно 4,5-5,5 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй экструдированный полупроводящий слой, накладываемый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную структуру, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил накладывается поясная изоляция, обычно в виде обмотки из полупроводящей ленты или экструдированного слоя. Она выравнивает поле в межжильном пространстве.
- Медные экраны: Каждая жила экранирована медными проволоками (или лентами), наложенными поверх экрана по изоляции. Эти экраны служат для пропускания токов утечки и токов короткого замыкания, а также для защиты от внешних электромагнитных помех. Экран может быть изолированным или неизолированным.
- Внутренняя оболочка: Из ПВХ пластиката. Заполняет пространство между экранированными жилами, обеспечивает дополнительную электрическую изоляцию экранов и формирует круглую форму для последующей бронировки.
- Броня: Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором (зигзагообразно). Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растяжения, удары, грызуны).
- Наружная оболочка: Из ПВХ пластиката пониженной горючести. Защищает броню от коррозии и обеспечивает требуемые показатели пожарной безопасности (индекс «г»).
- U0 = 8.7 кВ – напряжение между жилой и землей (экраном).
- U = 15 кВ – номинальное междуфазное напряжение.
- Um = 17.5 кВ – максимальное рабочее напряжение.
- Температура окружающей среды: при прокладке в воздухе от -50°C до +50°C, при прокладке в земле от -15°C до +25°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
- Допустимая температура нагрева жил:
- в длительном режиме работы: +90°C
- при коротком замыкании (макс. 4 сек): +250°C
- при перегрузке: +130°C
- Минимальный радиус изгиба: 15 наружных диаметров кабеля при прокладке.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Пониженное дымо- и газовыделение (индекс «г»).
- Оболочка из ПВХ пластиката пониженной горючести.
- Распределительные сети 6-10 кВ (фактически работает с запасом по напряжению).
- Питание мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции).
- Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях (благодаря индексу «г»).
- Прокладка в земле (траншеях) при наличии риска механических повреждений (благодаря стальной броне).
- Объекты, где требуется высокая надежность и стойкость к внешним воздействиям.
- Радиус изгиба: Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба (15D) для предотвращения повреждения изоляции и экранов.
- Заземление экранов: Медные экраны всех трех жил должны быть надежно заземлены с двух концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности и нормального режима работы. В линиях большой длины может применяться поперечное соединение экранов и заземление в одной точке для снижения циркулирующих токов.
- Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых, рассчитанных на напряжение 15 кВ и тип изоляции (СПЭ). Технология включает ступенчатую зачистку изоляции с сохранением полупроводящих экранов, их восстановление в зоне муфты, монтаж изолирующего корпуса и заполнение компаундом или установку термоусаживаемых компонентов. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (например, 55 кВ в течение 15 минут) для проверки целостности изоляции.
Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, внутренней оболочкой, броней из стальных лент и наружной оболочкой из ПВХ, обладающий пониженной пожарной опасностью.
Конструкция кабеля АПвБП2г 15 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Кабель предназначен для работы в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 15 кВ (междуфазным). Класс напряжения U0/U (Um): 8,7/15 (17,5) кВ, где:
Допустимые токовые нагрузки (таблица для основных сечений)
Данные приведены для кабеля, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +15°C, глубине прокладки 0.7 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Для других условий вводятся поправочные коэффициенты.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Допустимый длительный ток нагрузки, А | Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более |
|---|---|---|
| 50 | 190 | 0.641 |
| 70 | 235 | 0.443 |
| 95 | 285 | 0.320 |
| 120 | 330 | 0.253 |
| 150 | 375 | 0.206 |
| 185 | 430 | 0.164 |
| 240 | 500 | 0.125 |
Условия прокладки и эксплуатации
Показатели пожарной безопасности
Индекс «2г» в маркировке означает соответствие кабеля повышенным требованиям по пожарной безопасности согласно ГОСТ 31565-2012 и ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования»:
Кабель может использоваться в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, на предприятиях, в метрополитенах и других ответственных объектах, где предъявляются особые требования к пожарной безопасности.
Область применения кабеля АПвБП2г 15 кВ
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Не рекомендуется для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью и в условиях растягивающих нагрузок (для этого существуют кабели с проволочной броней, например, АПвПу2г).
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
АПвБП2г является одним из представителей семейства кабелей среднего напряжения с изоляцией из СПЭ. Понимание отличий от других марок критично для правильного выбора.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от АПвБП2г | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|
| АПвП2г | Отсутствие брони («Б») и внутренней оболочки («в»). Более легкий и гибкий, дешевле. | Прокладка в кабельных сооружениях (лотки, тоннели), где исключен риск механических повреждений. |
| АПвПу2г | Броня из круглых оцинкованных стальных проволок («у» – усиленная). | Прокладка в грунтах с риском смещений, в условиях растягивающих нагрузок, на вертикальных участках. |
| АПвБШв | Наружная оболочка из полиэтилена («Шв» – шланг защитный из вулканизированного полиэтилена). Броня та же. | Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в воде, при повышенной влажности. ПЭ оболочка более стойка к влаге и химикатам, чем ПВХ. |
| АСБл (устаревший аналог) | Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, те же ленточная броня и ПВХ-покров. Тяжелее, имеет ограничения по температуре и углам прокладки. | Модернизация старых сетей. Новые проекты рекомендуют СПЭ-кабели как более технологичные и надежные. |
Критерии выбора: Условия прокладки (земля/воздух, риск повреждений), требования пожарной безопасности, коррозионная обстановка, бюджет проекта.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвБП2г требует соблюдения правил ПУЭ и технологий, специфичных для кабелей среднего напряжения с изоляцией из СПЭ.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвБП2г принципиально лучше старых кабелей с бумажной изоляцией (типа АСБл)?
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена обладает рядом преимуществ: более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C), отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (нет риска стекания пропитки), большая стойкость к влаге и термическим перегрузкам, меньший вес и диаметр при аналогичных параметрах, более длительный срок службы. СПЭ-кабели не требуют сложных систем постоянного давления масла или пропитки.
Почему в маркировке указано 15 кВ, а класс напряжения 8,7/15 кВ?
Номинальное напряжение 15 кВ – это междуфазное напряжение сети, в которой будет работать кабель. Класс напряжения 8,7/15 кВ – это стандартизированное обозначение, где 8,7 кВ – это фазное напряжение (U0 = U / √3). Кабель с таким классом может применяться в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение между жилой и землей не превышает 8,7 кВ в нормальном режиме.
Можно ли прокладывать АПвБП2г в земле без дополнительной защиты?
Да, наличие брони из стальных оцинкованных лент позволяет прокладывать кабель непосредственно в траншее, с песчаной подушкой и защитной насыпью (кирпич, сигнальная лента). Однако при высокой коррозионной опасности (болоота, солончаки, отходы производств) рекомендуется использовать кабель с полиэтиленовой оболочкой (АПвБШв) или дополнительную защиту в виде пластиковых труб.
Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБП2г?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов) и по термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчет должен быть выполнен в рамках проекта электроснабжения в соответствии с ПУЭ гл. 1.3. Используются таблицы допустимых токов (как приведенная выше) и данные о токе КЗ от питающей подстанции.
Обязательно ли заземлять экраны с двух сторон и что будет, если этого не сделать?
Да, для кабелей среднего напряжения это обязательное требование ПУЭ. Если экран заземлен только с одной стороны, на нем наведется высокий потенциал относительно земли (емкостной эффект), что создает опасность для персонала и может привести к пробою. Кроме того, незаземленный экран не выполняет своей функции по выравниванию электрического поля и защите от помех. В линиях большой длины (>500 м) для снижения потерь в экранах может применяться специальная схема с поперечным соединением и заземлением в одной точке, но это требует детального расчета.
В чем разница между индексами «2г» и «нг(А)-HF»?
Индекс «2г» – это обозначение по ГОСТ 31565-2012, указывающее на изоляцию из СПЭ («2») и низкое газо- и дымовыделение («г»). Индекс «нг(А)-HF» – это более современное и расширенное обозначение по тому же ГОСТ и международным стандартам (IEC), где «нг(А)» – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наиболее строгие требования), а «HF» (Halogen Free) – безгалогенный, то есть при горении не выделяются коррозионно-активные галогены (хлор, фтор и др.). Кабель АПвБП2г не является безгалогенным, так как имеет оболочки из ПВХ. Для объектов с высочайшими требованиями к пожарной безопасности (метро, АЭС, ТЦ) следует выбирать кабели с индексом «нг(А)-HF» и оболочками из полимеров, не содержащих галогенов.
Заключение
Кабель АПвБП2г 3-х жильный 15 кВ представляет собой современное, надежное и универсальное решение для распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, броневой защиты и оболочек с пониженной пожарной опасностью, делает его применимым в широком спектре условий: от прокладки в земле до монтажа в зданиях с массовым пребыванием людей. Правильный выбор сечения, соблюдение технологий монтажа, соединения и заземления, а также учет специфики объекта (коррозионная активность, требования к пожаробезопасности) являются залогом долговечной и безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы, превышающего 30 лет.