Кабель АПвКаП2г 30 кВ
Кабель АПвКаП2г 30 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвКаП2г 30 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 30 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной, высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется в электросетевом хозяйстве. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2001: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; Ка – экран по жиле из полупроводящего сшитого полиэтилена; П – экран из медных проволок (оплетка); 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты + алюмополимерная лента); отсутствие индекса «Б» – без брони.
Конструкция кабеля АПвКаП2г
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и стабильности работы в высоковольтных сетях.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААА по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и более рационально использовать пространство в кабельных линиях. Жила может быть однопроволочной (для сечений до 240 мм²) или многопроволочной.
- Экран по жиле (полупроводящий слой): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена (ППСПЭ). Его основная задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Основная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность (около 15-20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым перегрузкам (до +130°C кратковременно) и отличные механические свойства. Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от номинального напряжения.
- Экран по изоляции (полупроводящий слой): Также выполнен из экструдированного ППСПЭ. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля и обеспечивающую равномерное его распределение по всей поверхности изоляции.
- Поясная изоляция: В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящей бумаги или пленки для симметрирования поля.
- Экран (заземляющий): Состоит из медных проволок, наложенных поверх экрана по изоляции в виде оплетки с малым шагом. Его функция – создание пути для тока короткого замыкания, защита от электромагнитных помех и обеспечение безопасности персонала. Для одножильных кабелей сечение этого экрана нормируется с учетом токов КЗ.
- Разделительный слой: Гидрофобные ленты, наложенные поверх экрана. Их задача – предотвратить миграцию влаги вдоль кабеля в случае повреждения внешней оболочки.
- Герметизирующий слой (барьер): Алюмополимерная лента (ЛАП), состоящая из алюминиевой фольги, ламинированной с полимерной пленкой. Обеспечивает продольную герметизацию конструкции от проникновения влаги и служит дополнительным экраном.
- Наружная оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) пониженной горючести. Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных) и обеспечивает требуемые пожарные характеристики. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Распределительные сети 6-35 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
- Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, по стенам зданий.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений, так как кабель не имеет брони. В агрессивных грунтах или при риске повреждения грызунами требуется дополнительная защита (например, укладка в трубы или защитные короба).
- Использование в зонах с сейсмической активностью до 8 баллов.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности.
- Отсутствие ограничений по разности уровней прокладки благодаря отсутствию стекающей пропитки.
- Меньший вес и внешний диаметр, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
- Более простой и чистый монтаж концевой и соединительной арматуры, отсутствие необходимости в герметизации срезов.
- Большая стойкость к циклическим нагрузкам и термическому старению.
- Чувствительность к механическим повреждениям (порезам, надрезам) при монтаже, требующая аккуратного обращения.
- Отсутствие брони требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле в сложных условиях.
- Более высокая стоимость по сравнению с бумажными кабелями, хотя этот недостаток часто компенсируется снижением эксплуатационных затрат.
- Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 диаметров для трехжильных кабелей после монтажа.
- Запрещается прокладка при температуре ниже -15°C без предварительного подогрева в тепляке.
- При разделке конца кабеля необходимо строго соблюдать технологию, обеспечивая плавный переход экранированной части к неизолированной. Все резы должны быть ровными, без заусенцев.
- Экраны одножильных кабелей должны быть заземлены с обеих сторон линии для предотвращения наведения напряжения. В трехжильных кабелях экраны также подлежат заземлению.
- При прокладке в траншее необходимо использовать песчаную подушку и защиту сверху механическими плитами или сигнальной лентой.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвКаП2г 30 кВ соответствует классу напряжения 20/35 кВ (U0/U, где U0 = 20 кВ – фазное напряжение, U = 35 кВ – междуфазное).
| Сечение жилы, мм² | Допустимый ток нагрузки, А | Сопротивление жилы 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 | 505 | 0.125 |
| 300 | 580 | 0.100 |
Примечание: Точные значения токовых нагрузок зависят от конкретных условий прокладки (глубина заложения, удельное тепловое сопротивление грунта, температура окружающей среды, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение). Приведены ориентировочные значения для стандартных условий.
| Параметр | Значение | Условия и примечания |
|---|---|---|
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 65 кВ | Продолжительность 10 мин. после прокладки и монтажа муфт. |
| Импульсное испытательное напряжение | 170 кВ | Для кабелей класса напряжения 20/35 кВ. |
| Допустимый нагрев жилы при длительной эксплуатации | +90°C | Длительно допустимая температура. |
| Допустимый нагрев при коротком замыкании | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Допустимый нагрев при перегрузке | +130°C | Продолжительность не более 8 часов в год. |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C | При более низких температурах требуется подогрев. |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаП2г 30 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение до 35 кВ включительно. Основные сферы применения:
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в воде (не является подводным).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвКаП2г перед кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, ЦАСБл):
Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляцией на среднее напряжение: СПЭ имеет значительно более высокую электрическую прочность и рабочую температуру, что делает его единственно возможным вариантом для напряжений 20 кВ и выше.
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвКаП2г требует соблюдения ряда правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКаП2г от АПвПу2г?
Основное отличие заключается в конструкции экрана. В кабеле АПвКаП2г экран выполнен в виде оплетки из медных проволок (индекс «П»), что обеспечивает гибкость и хороший контакт. В кабеле АПвПу2г экран выполнен в виде медной ленты, гофрированной в продольном направлении (индекс «у»). Кабель с оплеткой, как правило, имеет лучшее сопротивление току КЗ и несколько большую гибкость, но может быть дороже.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г 30 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе при условии отсутствия риска механических повреждений. Необходимо учитывать воздействие ультрафиолетового излучения, но оболочка из ПВХ пониженной горючести обладает необходимой стойкостью. Для крепления следует использовать сертифицированные металлические или пластиковые хомуты, не повреждающие оболочку.
Как правильно выбрать сечение жилы для конкретного объекта?
Выбор сечения осуществляется на основе расчета по следующим критериям: длительно допустимый ток нагрузки (с учетом поправочных коэффициентов на условия прокладки), потери напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Исходными данными являются мощность объекта, напряжение, схема электроснабжения, способ и условия прокладки кабельной линии. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
Требуется ли для монтажа муфт на этот кабель специальное оборудование?
Да, монтаж соединительных и концевых муфт на кабели с изоляцией из СПЭ требует специального оборудования и высокой квалификации персонала. Процесс включает точную разделку кабеля с помощью шаблонов, очистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (в термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфтах), монтаж заземления и герметизацию. Обязательно наличие инструмента для снятия изоляции и экрана, газовой горелки для термоусадки, мегомметра и аппарата для испытания высоким напряжением.
Что означает индекс «2г» и насколько кабель защищен от влаги?
Индекс «2г» указывает на наличие двух барьеров от влаги: гидрофобных лент и алюмополимерной ленты (ЛАП). Эта конструкция обеспечивает продольную герметизацию, то есть защищает от проникновения влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки. Однако кабель не является радиально герметичным (как, например, бронированный кабель с алюминиевой оболочкой) и не предназначен для прокладки в воде или в грунтах с постоянным подтоплением.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвКаП2г 30 кВ, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и напрямую зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки (отсутствие постоянных перегрузок), качества монтажа соединительной арматуры и условий окружающей среды.