Кабель АПвКаП2г 35 кВ: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвКаП2г 35 кВ представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевыми жилами, экранированной и герметизированной конструкцией, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также на открытом воздухе. Данный тип кабеля является современной и надежной альтернативой маслонаполненным и кабелям с бумажной изоляцией, широко применяется при строительстве и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения, питающих центров городов, промышленных предприятий и объектов инфраструктуры.
Расшифровка маркировки АПвКаП2г
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ 18410-73 и более поздних стандартов и несет полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: Алюминий.
- Пв – материал изоляции: Полиэтилен вулканизированный (сшитый).
- Ка – тип экрана по жиле: Кабельная алюминиевая фольга, наложенная продольно или спирально.
- П – материал внешней оболочки: Полиэтилен (обычно полиэтилен низкого давления, ПНД).
- 2г – обозначение степени герметизации: 2 – брони отсутствует, но имеются герметизирующие экраны (под оболочкой и/ или поверх экрана жилы); г – голый (отсутствие защитного покрова поверх брони или оболочки, но в данном контексте указывает на гидрофобные заполнители в экране). Фактически, «2г» указывает на кабель в алюмополимерной ленте и оболочке из ПНД, не распространяющей горение, с продольной герметизацией.
- 35 кВ – номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель.
- 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААЖ 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 240-300 мм²) или многопроволочной.
- 2. Экран по жиле. Полупроводящий экран (экструдированный полупроводящий слой) накладывается непосредственно на изоляцию жилы. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
- 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем вулканизации (сшивки молекул) обычного полиэтилена, что придает ему повышенные температурные характеристики. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а кратковременно кабель может выдерживать перегрузки до +130°C. Изоляция имеет высокие диэлектрические и механические свойства.
- 4. Экран по изоляции. Также выполнен из экструдированного полупроводящего слоя. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг изоляции.
- 5. Поясная изоляция (экран). Поверх полупроводящего экрана накладывается экран в виде медных проволок (или лент) и алюмополимерной ленты. Медные проволоки (сечением не менее 16-25 мм²) служат для проведения токов короткого замыкания и являются нулевой жилой. Алюмополимерная лента (фольга) обеспечивает продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги и служит дополнительным экраном.
- 6. Заполнитель. Пространство между поясной изоляцией и оболочкой заполняется гидрофобным (водоотталкивающим) материалом, например, на основе мелонаполненного битума или специальных компаундов. Это обеспечивает дополнительную защиту от продольного распространения влаги в случае повреждения оболочки.
- 7. Оболочка. Выполняется из полиэтилена низкого давления (ПНД) черного цвета. ПНД обладает высокой стойкостью к агрессивным средам (кислоты, щелочи, соли), влаге, ультрафиолетовому излучению (при прокладке на воздухе), а также хорошими механическими свойствами. Оболочка маркируется с указанием марки кабеля, года выпуска, завода-изготовителя и метража.
- Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Гидрофобный заполнитель и алюмополимерная лента обеспечивают защиту при случайном повреждении оболочки.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, этажах и галереях: Кабель не распространяет горение, что допускает его групповую прокладку. Полиэтиленовая оболочка устойчива к влажной среде.
- Прокладка на открытом воздухе (по эстакадам, по стенам зданий): Оболочка из ПНД устойчива к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам.
- Прокладка в агрессивных средах: Благодаря полиэтиленовой оболочке, кабель может эксплуатироваться в грунтах с повышенной коррозионной активностью (засоленные, щелочные).
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
- Отсутствие масла или пропитки упрощает монтаж (допустимы большие перепады по высоте трассы) и исключает риск утечки и возгорания.
- Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
- Большая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
- Более простой и быстрый монтаж муфт и концевых заделок благодаря жесткой и чистой изоляции.
- Увеличенная длина строительных отрезков (до 800-1000 м) из-за отсутствия ограничений по разности уровней.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам.
- Чувствительность к механическим повреждениям (отсутствие брони). Требует аккуратной транспортировки, складирования и прокладки.
- Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-масляными аналогами, однако это компенсируется снижением эксплуатационных затрат.
- Требовательность к качеству монтажа муфт: необходима абсолютная чистота, соблюдение геометрии и технологий.
- Склонность полиэтилена к деревовидному старению (трекингу) при наличии дефектов и частичных разрядов, что делает контроль качества изоляции при производстве и монтаже критически важным.
Конструкция кабеля АПвКаП2г 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвКаП2г 35 кВ соответствует требованиям ГОСТ 18410-73, ТУ 16-705.499-2006 и международным стандартам (МЭК 60502-2).
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20/35 кВ (40,5 кВ) |
| Частота переменного тока | 50 Гц |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90 °C |
| Допустимая температура при КЗ (макс. 5 сек) | +250 °C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130 °C (не более 100 ч/год) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -20 °C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15-20 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 50 Гц (после прокладки, 1 час) | 65 кВ |
| Испытательное постоянное напряжение (приемо-сдаточные испытания на заводе) | 84 кВ (в течение 15 мин.) |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для прокладки в земле, траншее)
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 50 | 215 | 180 |
| 70 | 265 | 220 |
| 95 | 320 | 270 |
| 120 | 370 | 310 |
| 150 | 425 | 355 |
| 185 | 485 | 405 |
| 240 | 570 | 475 |
| 300 | 655 | 545 |
| 400 | 770 | 640 |
| 500 | 880 | 730 |
Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения. Данные приведены для ориентировки. Расчет должен выполняться по ПУЭ гл. 1.3 и методическим указаниям.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаП2г 35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 35 кВ с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.
Важно: Кабель АПвКаП2г не имеет брони, поэтому при прокладке в земле в условиях с повышенными механическими нагрузками (например, в зонах движения транспорта) требуется дополнительная защита в виде плит, труб (ПНД, ПВХ, асбестоцементных) или лотков.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКаП2г 35 кВ
Преимущества по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, АСБ2г):
Недостатки и особенности:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвКаП2г требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 5-10 кВ). Радиус изгиба должен быть не менее 15-20 диаметров кабеля. При низких температурах (ниже -20°C) кабель требует предварительного прогрева в тепляках.
Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты: соединительные (СТО), концевые (КНТп) с полимерными изоляторами (наружная установка) или в металлических кожухах (КВМт) для КРУ. Технология монтажа муфт включает следующие ключевые этапы: ступенчатая зачистка изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев (термоусаживаемых или холодноусаживаемых), восстановление экрана и герметизация. Качество монтажа муфт напрямую влияет на надежность всей кабельной линии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКаП2г от АПвПу2г?
Основное отличие – в материале внешней оболочки. У АПвПу2г оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), а у АПвКаП2г – из полиэтилена (ПНД). ПНД более стоек к влаге, УФ-излучению и агрессивным средам, но ПВХ-пластикат лучше противостоит распространению горения и имеет более высокие показатели по пожарной безопасности при групповой прокладке внутри помещений. Выбор зависит от условий прокладки.
Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г 35 кВ в воде?
Нет, напрямую в воде (реки, озера) прокладка не рекомендуется. Хотя конструкция имеет продольную герметизацию, она не рассчитана на длительное прямое воздействие воды под давлением. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП2г или АПвП).
Что означает индекс «г» в маркировке? Это «горючий»?
Нет, в данном контексте индекс «г» означает не «горючий», а «голый» или указывает на наличие гидрофобного заполнителя. В маркировке кабелей с СПЭ-изоляцией «г» (в комбинации с цифрой, например, 2г) указывает на отсутствие защитного покрова (джутового, волокнистого) поверх оболочки и на применение герметизирующих элементов (заполнителей) в экране для защиты от продольного распространения влаги.
Какой кабель лучше для прокладки в земле в городе: АПвКаП2г или АПвБбШп?
Кабель АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент и защитный шланг из полиэтилена. Он существенно лучше защищен от механических повреждений (раскапывание техникой, воздействие острых предметов в грунте). В городских условиях с высокой вероятностью земляных работ и нагрузок часто отдают предпочтение бронированному кабелю АПвБбШп, несмотря на его больший вес и стоимость. АПвКаП2г применяют при прокладке в предварительно подготовленных, защищенных трассах или с использованием защитных труб.
Требуется ли дополнительная защита от грызунов для кабеля АПвКаП2г?
Полиэтиленовая оболочка не является надежной защитой от зубов грызунов. В районах, где есть риск повреждения кабеля грызунами (полевки, крысы), рекомендуется прокладка в трубах (металлических, полимерных с повышенной механической прочностью), лотках или использование кабеля с броней (АПвБбШп).
Какова стойкость кабеля к коротким замыканиям по жиле и экрану?
Кабель рассчитан на термическое воздействие токов короткого замыкания. Для жилы допустимая температура +250°C (при времени КЗ не более 5 секунд). Медные проволоки экрана (нулевая жила) также имеют нормированное сечение (обычно не менее 25-35% от сечения фазной жилы) для проведения токов однофазного КЗ. Точный расчет допустимого тока и времени КЗ проводится проектировщиком.
Заключение
Кабель АПвКаП2г 35 кВ является современным, технологичным и надежным решением для распределительных сетей высокого напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комплексной системе экранирования и герметизации, обеспечивает высокие электрические характеристики, длительный срок службы и возможность прокладки в различных условиях. Правильный выбор данного кабеля для конкретных условий проекта, строгое соблюдение правил монтажа и качественная установка соединительных и концевых муфт являются залогом безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении десятилетий. При проектировании необходимо тщательно оценивать механические риски и, при необходимости, предусматривать дополнительную защиту или выбор бронированной модификации кабеля.