Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвП2г 35 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвП2г 35 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), в экранированном исполнении, с защитным покровом в виде двойной полимерной оболочки, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной и высокоэффективной альтернативой маслонаполненным и кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией, широко применяемой при строительстве и модернизации кабельных линий электропередачи, ответвлений от воздушных линий, а также для электроснабжения крупных промышленных предприятий, городов и объектов инфраструктуры.

Расшифровка маркировки АПвП2г

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен (подразумевается сшитый, вулканизированный).
• в – тип защитной оболочки поверх экрана: выпрессованная из поливинилхлоридного пластиката.
• П – тип защитного покрова (броня): отсутствует (плоскоскрученные проволоки или ленты), но присутствует экран.
• 2г – обозначение защитного покрова: «2» – наличие двойной полимерной оболочки (в данном случае поверх экрана), «г» – герметизация (водонепроницаемость, обычно подразумевается продольная герметизация алюмополимерной лентой).
• 35 кВ – номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель.

Таким образом, кабель АПвП2г – это кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном из медных проволок и ленты, с двойной полимерной оболочкой (внутренняя из ПВХ пластиката, внешняя, как правило, из полиэтилена) и продольной герметизацией.

Конструкция кабеля АПвП2г 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или алюминия по ТУ 1844-002-51263218-2006. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности и оптимального заполнения внутреннего пространства. Жила может быть однопроволочной (для меньших сечений) или многопроволочной. Класс гибкости 1 или 2 (жесткая или полужесткая).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 35 кВ.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующей вулканизацией (сшивкой). Толщина изоляции нормируется ГОСТ и зависит от номинального напряжения. Для 35 кВ она составляет не менее 10.0 мм (для сечений 50-120 мм²) и 11.0 мм (для сечений 150-800 мм²). Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C) и стойкостью к тепловым перегрузкам.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичный слой полупроводящего материала, наносимый поверх основной изоляции. Вместе с экраном на жиле образует коаксиальную систему, обеспечивающую радиальное распределение электрического поля.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов для формирования круглой формы.

6. Металлический экран

Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально, или в виде оплетки из медных проволок. Часто применяется комбинированный экран: медная лента + повив медных проволок сечением не менее 16 мм² (для заземления и проведения токов короткого замыкания). Основные функции: защита от внешних электромагнитных влияний, обеспечение симметрии электрического поля, путь для токов утечки и токов короткого замыкания.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между экранированными жилами заполняется полимерным материалом или жгутами для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться разделительный слой (например, из ПЭТ-ленты).

8. Внутренняя защитная оболочка (под оболочкой «в»)

Выпрессовывается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает металлический экран от коррозии и механических повреждений, а также служит основой для наложения герметизирующего слоя.

9. Герметизирующий слой (индекс «г»)

Выполняется в виде продольно наложенной алюмополимерной ленты (ЛАПЛ) или аналогичного материала, обеспечивающего продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги.

10. Наружная защитная оболочка (вторая оболочка в индексе «2»)

Внешняя оболочка, выпрессованная, как правило, из светостабилизированного полиэтилена (ПЭ) высокой плотности (HDPE) или поливинилхлорида. Обеспечивает основную защиту от механических воздействий, агрессивных сред (химических, биологических), ультрафиолетового излучения и служит дополнительным барьером от влаги.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Ключевые электрические и эксплуатационные параметры кабеля АПвП2г 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)
Число жил и форма	1, 3. Трехжильные кабели обычно имеют секторные/сегментные жилы.
Сечение жил, мм²	От 50 до 800 (стандартный ряд: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C (не более 100 часов в год, не более 8 часов подряд)
Температура при коротком замыкании	+250°C (длительность не более 5 секунд)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Строительная длина	Не менее 200 м для сечений до 120 мм², не менее 150 м для сечений 150 мм² и выше.
Радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 для трехжильных.
Срок службы	Не менее 30 лет.

Таблица 2. Пример электрических сопротивлений для различных сечений (при 20°C)

Номинальное сечение жилы, мм²	Сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более	Примерный наружный диаметр/масса 3-жильного кабеля, мм/кг/км
70	0.443	~75 / ~4500
120	0.258	~85 / ~6000
240	0.125	~105 / ~9500
400	0.0778	~125 / ~14000

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвП2г 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, на эстакадах, в частично заболоченных местах, а также в помещениях, включая те, где возможно периодическое или постоянное наличие воды (затопление). Благодаря двойной полимерной оболочке и герметизации, кабель устойчив к воздействию грунтовых вод, блуждающих токов, агрессивных почв (засоленных, щелочных) и коррозии.

• Прокладка в земле: Рекомендуется укладка на песчаную подушку с защитой кирпичом или сигнальной лентой. Допускается прокладка в трубах (ПНД, ПВХ, асбестоцементных) на участках с повышенными механическими рисками.
• Прокладка в воздухе: Возможна по фасадам зданий, между опорами при условии защиты от прямых солнечных лучей (кабель имеет светостабилизированную оболочку) и при отсутствии значительных механических нагрузок. Для подвеса необходима несущая проволока (трос).
• Прокладка в кабельных сооружениях: Является основным способом в городских сетях. Кабель укладывается на лотки, полки, в короба.

Запрещена прокладка в блоках, предназначенных для маслонаполненных кабелей, из-за различий в условиях охлаждения.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвП2г 35 кВ:

• Высокая надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен не стареет, не теряет диэлектрических свойств со временем при соблюдении условий эксплуатации.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепадам высот, нет необходимости в сложных муфтах и системах подпитки маслом. Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура нагрева жилы +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки.
• Безопасность и экологичность: Отсутствие масла исключает риск возгорания и загрязнения окружающей среды при повреждении.
• Водостойкость: Конструкция с герметизацией и двойной оболочкой надежно защищает от проникновения влаги.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При монтаже и эксплуатации необходимо избегать ударов, надрезов, которые могут стать очагом частичных разрядов.
• Чувствительность к дендритным образованиям («водным деревьям»): Современные материалы (чистый сшитый полиэтилен, специальные добавки) свели этот риск к минимуму.
• Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией на аналогичное напряжение, но совокупные затраты на жизненный цикл (Life Cycle Cost) часто ниже из-за простоты обслуживания.

Монтаж, соединение и оконцевание

Для монтажа кабельных линий из АПвП2г применяется специализированная кабельная арматура: соединительные, стопорные и концевые муфты. Технология монтажа включает несколько ключевых этапов:

1. Разделка кабеля: послойное снятие оболочек и экранов с точным соблюдением размеров, указанных в инструкции к муфте.
2. Подготовка поверхностей изоляции: зачистка, шлифовка, обезжиривание.
3. Монтаж экранов: восстановление электрической целостности медного экрана с помощью медных сеток, проволок или лент.
4. Установка изоляционного тела муфты: может быть термоусаживаемой, холодноусаживаемой или заливной. Наиболее распространены термоусаживаемые муфты благодаря скорости и надежности монтажа.
5. Герметизация и монтаж защитного кожуха (для муфт наружной установки).

Все работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента в условиях чистоты, избегая попадания влаги и загрязнений на изоляцию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля АПвП2г от АПвПу2г?

Основное отличие в материале внешней оболочки. У кабеля АПвПу2г внешняя оболочка выполнена из полиэтилена (индекс «у»), который обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам по сравнению с ПВХ оболочкой кабеля АПвП2г. Кабель с индексом «у» чаще применяется для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью.

Можно ли прокладывать кабель АПвП2г 35 кВ в одном лотке с кабелями низкого напряжения?

Да, это допускается, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.1, 2.3). Кабели на напряжение выше 1 кВ рекомендуется прокладывать выше кабелей на напряжение до 1 кВ. Между силовыми кабелями разных напряжений, а также между ними и кабелями связи должны быть установлены разделительные огнестойкие перегородки или соблюдено расстояние, исключающее возможность повреждения при КЗ.

Какой ток короткого замыкания может выдержать данный кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и материалами изоляции. Для точного расчета используется формула, учитывающая сечение жилы (S), длительность КЗ (t, обычно 1-4 с) и допустимое повышение температуры (для XLPE 250°C). Ориентировочно, для кабеля сечением 240 мм² допустимый ток КЗ при t=1с составляет около 25-30 кА. Точные данные приводятся в технических условиях производителя.

Требуется ли дополнительная защита кабеля при прокладке в земле от грызунов?

Полимерные оболочки не являются надежной защитой от грызунов. При высокой вероятности повреждения рекомендуется прокладка в трубах (ПНД, металлических гофрированных), в кирпичных или бетонных лотках, либо использование кабеля с бронепокровом (например, АПвБШв, где «Б» – броня из стальных лент).

Как осуществляется контроль состояния изоляции кабельной линии 35 кВ после монтажа?

Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным выпрямленным напряжением после монтажа муфт и перед вводом в эксплуатацию. Согласно нормам, для кабелей 35 кВ испытательное напряжение составляет 84 кВ (2.4U₀) в течение 15 минут. Также применяются методы неразрушающего контроля: измерение коэффициента абсорбции, тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), диагностика частичных разрядов.

Что означает индекс «г» в маркировке и насколько кабель действительно «герметичен»?

Индекс «г» означает, что кабель имеет герметизацию для защиты от проникновения влаги вдоль оси. Обычно это алюмополимерная лента (ЛАПЛ), наложенная продольно с перекрытием и склеенная под оболочкой. Это защищает от продольного распространения влаги в случае повреждения внешней оболочки. Однако это не означает, что кабель можно прокладывать постоянно под водой. Для полностью водонепроницаемых конструкций используются специальные исполнения с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвП2г в помещении КРУ?

Для оконцевания в ячейках КРУ 35 кВ применяются концевые муфты внутренней установки (КВВ). Их монтаж требует особой тщательности из-за ограниченного пространства. Ключевые моменты: точная разделка кабеля, качественная пайка или опрессовка наконечника, аккуратная укладка экранирующих проволок и обязательное заземление экрана с двух сторон. Изоляционное тело муфты (обычно термоусаживаемое) должно быть смонтировано без воздушных полостей.