Кабель АПвП2г 35 кВ 185 мм
Кабель АПвП2г 35 кВ 185 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвП2г 35 кВ 185 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы отвечают современным требованиям к надежности, долговечности и эксплуатационной эффективности в электрических сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, П – наружная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты и алюмополимерная лента), 35 кВ – номинальное напряжение, 185 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
Конструкция кабеля АПвП2г 35 кВ 185 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую изоляцию и защиту от внешних воздействий.
- Токопроводящая жила: Выполнена из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Секторная форма улучшает заполнение внутреннего пространства и облегчает монтаж концевых муфт.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.
- Основная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в соответствии с напряжением 35 кВ. Сшивание (образование поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенные температурные характеристики (рабочая температура до 90°C), высокую стойкость к тепловым ударам и механическую прочность по сравнению с термопластичным полиэтиленом.
- Экран по изоляции (внутренний полупроводящий экран): Аналогичный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, нанесенный поверх основной изоляции. Замыкает электрическое поле внутри кабеля.
- Металлический экран: Выполнен в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Для кабеля 35 кВ 185 мм² чаще применяется комбинированный экран: продольно наложенная медная лента (для обеспечения электрического контакта по всей длине) с последующей оплеткой из медных проволок (для обеспечения требуемого тока короткого замыкания). Этот слой служит для защиты от электромагнитных помех, является нулевой точкой в системе с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасящий реактор, а также предназначен для отвода токов короткого замыкания.
- Герметизация (броня): Обозначение «2г» указывает на наличие двухслойной герметизирующей оболочки. Первый слой – это гидрофобные (водоблокирующие) ленты, наложенные поверх металлического экрана. При контакте с влагой материал лент набухает, герметизируя возможные повреждения. Второй слой – алюмополимерная лента (Al/PET), состоящая из тонкой алюминиевой фольги, ламинированной полиэтилентерефталатной пленкой. Эта лента создает продольный барьер для влаги и газов, а также обеспечивает дополнительную механическую защиту.
- Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к ультрафиолетовому излучению, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), перепадам температур и не поддерживает горение. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Вывод мощности с шин распределительных устройств (РУ) 35 кВ подстанций и ГРЭС.
- Питание мощных районных и промышленных трансформаторных подстанций 35/6(10) кВ.
- Межподстанционные связи и создание кольцевых сетей 35 кВ.
- Питание крупных промышленных предприятий (металлургия, химическая промышленность, машиностроение).
- Прокладка в кабельных сооружениях крупных городов для питания центров питания 10 кВ.
- Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянной земли, с последующей засыпкой и укладкой сигнальной ленты. Глубина прокладки – не менее 0,7 м для линий до 35 кВ. Обязательно учитывается тепловое сопротивление грунта.
- Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, по стенам зданий. В этом случае важно обеспечить крепление кабеля с допустимым радиусом изгиба и соблюдением противопожарных мероприятий (огнезащитные покрытия, перегородки).
- Прокладка в блоках и трубах: Применяется при пересечении дорог, железнодорожных путей или в условиях стесненной городской застройки. Внутренний диаметр трубы должен быть не менее 1,5-2 наружных диаметров кабеля.
- Высокая надежность изоляции: XLPE не подвержен термическому старению в такой степени, как бумажно-масляная изоляция, не требует поддержания постоянного давления масла.
- Безопасность и экологичность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания, кабель не загрязняет окружающую среду.
- Большая допустимая температура: Рабочая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
- Меньший вес и радиус изгиба: Кабель легче и гибче маслонаполненных аналогов, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Простота монтажа и обслуживания: Не требует сложных систем подпитки маслом, монтаж муфт и концевых заделок технологичнее.
- Двойная защита от влаги: Система «2г» обеспечивает высокую надежность при прокладке в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
- Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Необходимо строго соблюдать радиус изгиба и избегать ударов, которые могут повредить изоляцию или экраны.
- Чувствительность к частичным разрядам: Качество монтажа муфт и заделок критически важно, так как наличие воздушных включений в зоне соединения может привести к развитию частичных разрядов и пробою.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
- Требовательность к квалификации персонала: Монтаж соединительных и концевых муфт требует специального оборудования, инструментов и навыков.
- Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем с транспортного средства. Раскатка производится с применением кабельных роликов, установленных с шагом 1,5-3 метра, чтобы исключить касание кабелем земли и его повреждение.
- Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже составляет 15-20 наружных диаметров кабеля. При хранении на барабане – не менее указанного в ТУ (обычно 25 диаметров).
- Температурные условия: Монтаж без предварительного прогрева разрешен при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо прогреть в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов прогрева.
- Монтаж муфт: Установка соединительных, концевых и стопорных муфт является ответственной операцией. Рабочее место должно быть защищено от пыли и влаги (используются палатки, переносные укрытия). Поверхности изоляции и экранов должны быть тщательно зачищены и обезжирены. Все технологические операции (фазовка, ступенчатая зачистка изоляции, наложение экранов, термоусадка) выполняются пошагово с контролем.
- Испытания после монтажа: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением. Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 85 кВ (Uисп = 2.5U0) в течение 15 минут. Цель – выявление грубых дефектов изоляции и монтажа.
- Эксплуатационный контроль: В процессе эксплуатации рекомендуется проводить диагностику состояния изоляции методами измерения частичных разрядов, тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) или рефлектометрии.
- Определение максимального рабочего тока линии с учетом нагрузки и развития сети.
- Проверка по допустимой токовой нагрузке для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов.
- Проверка на потерю напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ).
- Проверка на термическую стойкость при токах короткого замыкания.
- Проверка на экономическую плотность тока (для сетей выше 1 кВ).
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля АПвП2г 35 кВ 185 мм² регламентируются ГОСТ 18410-73, ТУ 16.К71-304-2001 и другими отраслевыми стандартами. Ниже приведены ключевые характеристики.
Таблица 1. Электрические и конструктивные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Сечение основной жилы | 185 мм² |
| Материал жилы | Алюминий (АВЕ) |
| Форма жилы | Секторная или сегментная |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с) | +250°C |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева) | -15°C |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,164 Ом/км |
| Индуктивное сопротивление | ~0,12-0,13 Ом/км |
| Емкостной ток | ~1,2-1,5 А/км |
| Радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
Таблица 2. Токовые нагрузки (ориентировочные, согласно ПУЭ 7 изд.)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А | Примечания |
|---|---|---|
| В земле (в траншее), грунт с тепловым сопротивлением 1,2 К·м/Вт, температура грунта +15°C | 330-350 А | Одна цепь, глубина прокладки 0,7-1,0 м |
| В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле, кабельном этаже), температура воздуха +25°C | 310-330 А | Одна цепь, расстояние в свету не менее диаметра кабеля |
| В воздухе (в производственном помещении), температура воздуха +25°C | 300-320 А | С учетом условий окружающей среды |
Примечание: Фактические токовые нагрузки требуют точного расчета с учетом всех поправочных коэффициентов: на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей в одной траншее, тепловое сопротивление грунта и др.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвП2г 35 кВ 185 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 35 кВ. Основные сферы применения:
Способы прокладки разнообразны благодаря стойкости оболочки и системе герметизации:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение проводится преимущественно с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (типа АСБ) и кабелями в ПВХ-оболочке.
Преимущества кабеля АПвП2г:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвП2г 35 кВ должен производиться в строгом соответствии с проектной документацией, ПУЭ (Глава 2.3) и инструкциями заводов-изготовителей на кабель и муфты.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвП2г от АПвПу2г?
Буква «у» в маркировке АПвПу2г обозначает усиленную наружную оболочку, как правило, из полиэтилена повышенной прочности. Это не является строго нормируемым отличием, и на практике характеристики оболочек кабелей АПвП2г и АПвПу2г от разных производителей могут совпадать. Следует уточнять конкретные технические условия.
Какой ток короткого замыкания может выдержать данный кабель?
Допустимый ток короткого замыкания (Iкз) рассчитывается по формуле, учитывающей сечение жилы, материал и допустимую температуру. Для алюминиевой жилы 185 мм² при длительности КЗ 1 секунда ориентировочное значение составляет около 18-20 кА. Точное значение необходимо брать из паспортных данных на конкретную партию кабеля, так как оно зависит от конструктивных особенностей экрана.
Можно ли прокладывать кабель АПвП2г в одном лотке с кабелями 10 кВ?
Да, такая прокладка допускается ПУЭ (п. 2.3.84), при этом должны быть выполнены условия: все кабели должны быть на одно напряжение (до 35 кВ включительно), а сумма их сечений не должна превышать допустимого заполнения лотка. Рекомендуется разделять кабели разных сегментов сети перегородками для повышения пожарной безопасности.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к коррозии, поэтому дополнительная защита (типа кабеля в броне) не требуется в большинстве грунтов. Однако при прокладке в каменистых грунтах, в зонах с повышенной активностью грызунов или риском механических повреждений (например, в зоне раскопок) рекомендуется использовать защиту в виде асбоцементных плит, кирпича или специальных защитных плит из полимерных материалов.
Как определить необходимое сечение кабеля 35 кВ для конкретного объекта?
Выбор сечения является задачей проектного расчета и включает в себя следующие этапы:
Для ответственных объектов расчет обычно ведется по нескольким критериям, и окончательное сечение выбирается по наибольшему из полученных значений.
Каков срок службы кабеля АПвП2г 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявляемый производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатационных токовых нагрузок и отсутствии внешних повреждений. Ключевым фактором является качество монтажа соединительных муфт, так как большинство отказов происходит именно в местах соединений.