Кабель АПвЭмПг 3-х жильный 35 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвЭмПг 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ
Кабель марки АПвЭмПг 3х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является ключевым элементом в сетях среднего класса напряжения, обеспечивая высокую надежность, безопасность и долговечность. Его конструкция и материалы подобраны для работы в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и коллекторах, в том числе с возможностью значительного перепада уровней по трассе.
Расшифровка маркировки АПвЭмПг
Маркировка кабеля по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 несет полную информацию о его конструкции:
- А – Алюминиевая токопроводящая жила.
- П – Изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- Э – Экран общий для всех жил из медных проволок (или лент).
- м – Наличие медных проволок в экране.
- П – Наружная оболочка из полиэтилена.
- г – Отсутствие защитного покрова (брони) поверх оболочки («голый»).
- 3-х жильный – Три изолированные жилы в одном кабеле.
- 35 кВ – Номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- Распределительные сети 35 кВ городского и промышленного назначения.
- Вводы и выводы с подстанций и ГРУ.
- Питание крупных промышленных предприятий, насосных станций.
- Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и в помещениях.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений (растяжения, ударов). Для трасс с риском таких повреждений требуется кабель в броне – АПвЭмПу, АПвЭмПв.
Конструкция кабеля АПвЭмПг 3х35 кВ
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (материал — А5Е, А7Е по ГОСТ 22483), что обеспечивает легкость и экономичность по сравнению с медными аналогами. Для сечений 35 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для определенных сечений или многопроволочной.
2. Экран по жиле (полупроводящий экран)
Наносится непосредственно на токопроводящую жилу в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий электрическую прочность кабеля. СПЭ получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает материалу высокие температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания до +250°C. Изоляция обладает высокой стойкостью к тепловому старению и трекингу.
4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)
Второй полупроводящий слой, накладываемый поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено силовое поле. Обычно выполняется в виде экструдированного слоя.
5. Поясная изоляция
Представляет собой обмотку из полупроводящей или медной ленты, которая поверхностно контактирует с экраном по изоляции каждой жилы. Ее функция – дополнительное выравнивание потенциала и подготовка поверхности для монтажа общего экрана.
6. Внутренняя оболочка и заполнитель
Пространство между изолированными жилами заполняется полимерным материалом (обычно на основе ПВХ или полиэтилена), что придает кабелю круглую форму. Поверх заполнителя накладывается внутренняя герметизирующая оболочка из ПВХ пластиката (обозначение «в» в маркировке). Она служит барьером для влаги и основой для наложения общего экрана.
7. Общий экран (заземляющий)
Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «м»), часто в комбинации с медной лентой. Его назначение – обеспечить симметрию электрического поля, отвести емкостные токи, а также служить проводником для токов короткого замыкания на землю. Это критически важный элемент для безопасности.
8. Наружная оболочка
Защитный шланг из полиэтилена (обозначение «П») черного цвета. Обладает высокой механической прочностью, стойкостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолету, агрессивным почвам и химическим веществам. Полиэтиленовая оболочка не поддерживает горение и имеет низкое водопоглощение.
Основные технические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Количество и форма жил | 3, секторные/сегментные |
| Сечение жил, мм² | От 50 до 800 (наиболее ходовые: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240) |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Макс. температура при КЗ (длительность до 4 с) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление изоляции, не менее | 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин. | 65 кВ |
| Стойкость к току КЗ (1 с) для сечения 240 мм², пример | ~25 кА |
Область применения и условия прокладки
Кабель АПвЭмПг предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительность работы в режиме однофазного замыкания на землю не превышает 8 часов, а суммарная длительность за год – 125 часов. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Маркировка «г» указывает на отсутствие брони и наружных защитных покровов. Поэтому прокладка в земле без дополнительной механической защиты (например, в ПНД/ПВХ трубах или плитах) допустима только при гарантии отсутствия внешних повреждений.
Сравнение с аналогами и выбор
Выбор кабеля для проекта требует сравнения с другими типами.
| Марка кабеля | Материал жилы | Конструктивные особенности | Основная область применения |
|---|---|---|---|
| АПвЭмПг | Алюминий | СПЭ-изоляция, медный экран, полиэтиленовая оболочка, без брони. | Коллекторы, туннели, каналы, земля (при отсутствии механич. рисков). |
| АПвЭмПу | Алюминий | То же, но с усиленной защитной оболочкой (обозначение «у»). | Прокладка в земле с повышенными требованиями к защите от влаги. |
| АПвЭмПв | Алюминий | Наличие брони из двух стальных оцинкованных лент (обозначение «в»). | Прокладка в земле с риском механических повреждений. |
| ПвЭмПг | Медь | Медная жила, в остальном аналогичен АПвЭмПг. | Объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и компактности, при ограничениях по диаметру. |
| ААБл (устаревший) | Алюминий | Бумажно-масляная изоляция, свинцовая оболочка, броня. | Замена старых линий. Имеет ограничения по перепадам уровней, требует спец. муфт. |
Ключевое преимущество АПвЭмПг перед бумажно-масляными кабелями (типа ААБл) – отсутствие риска утечки масла, возможность прокладки на трассах с большим перепадом уровней, меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа и обслуживания.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля АПвЭмПг требует профессионального подхода. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты – соединительные и концевые, предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией на 35 кВ. Технология монтажа муфт включает в себя точную ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж заземления и герметизацию. Обязательным этапом после прокладки и монтажа муфт является высоковольтное испытание повышенным напряжением выпрямленного тока или очень низкой частоты (VLF).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвЭмПг от АПвПу?
Марка АПвПу не содержит в обозначении буквы «Э» и «м», что означает отсутствие общего экрана из медных проволок. В АПвПу общий экран может быть выполнен в виде медной или алюминиевой ленты. Кабель АПвЭмПг с экраном из медных проволок имеет более высокую стойкость к токам короткого замыкания и лучше приспособлен для отвода токов утечки в протяженных линиях.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг в земле без защиты?
Технически возможно, но не рекомендуется стандартами без оценки рисков. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и агрессии, но не защищает от лопаты или другого механического воздействия. Для прямой прокладки в земле предпочтительнее бронированные марки (АПвЭмПв) или использование защитных труб/коробов.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭмПг при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и нагрузок составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется условиями окружающей среды и режимом работы.
Как определить необходимое сечение жил для проекта?
Сечение выбирается по двум основным критериям: по длительно допустимому току нагрузки (с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды) и по термической стойкости к току короткого замыкания. Расчеты выполняются согласно ПУЭ 7-го издания, с использованием соответствующих таблиц и поправочных коэффициентов. Для предварительной оценки сечения 35 кВ линии часто начинаются от 120-150 мм².
Требуется ли дополнительное заземление общего экрана?
Да, это обязательное требование. Общий медный экран должен быть надежно заземлен с обеих сторон кабельной линии. В случае большой длины линии (обычно более 1-2 км) может рассматриваться вопрос о поперечном заземлении или секционировании экрана для снижения циркулирующих токов.
В чем главное преимущество СПЭ-изоляции перед бумажно-масляной?
Главные преимущества: высокая надежность и безопасность (отсутствие горючего масла), значительная перегрузочная способность, простота монтажа и обслуживания, возможность прокладки на трассах с большими перепадами высот, меньшие масса и габариты, экологическая безопасность.
Какие документы сопровождают партию кабеля?
Каждая партия должна иметь паспорт завода-изготовителя, сертификат соответствия требованиям ТР ТС 004/2011 (на низковольтное оборудование) или 020/2011 (ЭМС), сертификат пожарной безопасности (для прокладки в помещениях и коллекторах). В паспорте указываются результаты типовых испытаний, дата изготовления, метраж, электрические параметры.
Заключение
Кабель АПвЭмПг 3-х жильный на 35 кВ является современным, технологичным и надежным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене, обеспечивает превосходные электрические и механические характеристики, долгий срок службы и относительную простоту монтажа. Правильный выбор сечения, соблюдение условий прокладки, квалифицированный монтаж муфт и проведение приемо-сдаточных испытаний являются залогом безаварийной работы линии на протяжении десятилетий. При проектировании новых объектов данный тип кабеля следует рассматривать как основной, отдавая предпочтение бронированным модификациям для подземной прокладки.