Кабель АПвПг 35 кВ 150 мм
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПг 35 кВ 150 мм²: полный технический анализ
Кабель марки АПвПг 35 кВ с сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают надежную работу в современных электрических сетях, включая системы с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное допускаемое напряжение на землю может достигать 24 кВ. Кабель рассчитан на эксплуатацию в широком диапазоне условий, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях и помещениях, за исключением трасс с постоянным растягивающим усилием.
Расшифровка маркировки и конструктивные элементы
Маркировка АПвПг 35 кВ 150 мм² структурирована согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о кабеле:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пг – модифицированная защитная оболочка, указывающая на повышенную герметичность. Буква «г» в конце означает «герметизированный» — в конструкции присутствуют водоблокирующие элементы (гидрофобные ленты или порошки) для предотвращения продольного распространения влаги.
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящей оболочки: накладывается непосредственно на изоляцию, аналогично экрану жилы.
- Медного экрана: поверх полупроводящего слоя накладывается экран в виде медных проволок, спирально наложенной ленты или гофрированной трубки. Для сечения 150 мм² 35 кВ чаще применяются медные проволоки сечением не менее 25 мм² (суммарно) или эквивалентная лента. Функция – отвод емкостных токов и обеспечение безопасного заземления при повреждении.
- Точное значение зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта, теплопроводности, количества работающих кабелей в траншее.
- При температуре окружающей среды от -50°C до +50°C.
- Относительной влажности воздуха до 98% при температуре до +35°C.
- Прокладка без ограничения разности уровней по трассе.
- Монтаж при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный прогрев.
- Допускается прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических нагрузок растяжения и ударов, в кабельных каналах, блоках, тоннелях, на эстакадах и в помещениях.
- Радиус изгиба при прокладке должен быть не менее 20 наружных диаметров кабеля.
- Работы при отрицательных температурах требуют предварительного прогрева в тепляках или с помощью трансформаторов тока.
- Не допускается повреждение внешней оболочки и, особенно, медного экрана.
- Концы кабеля должны быть немедленно загерметизированы после резки.
- Измерение сопротивления жилы постоянному току.
- Испытание изоляции повышенным напряжением постоянного тока (78 кВ) или переменным 50 Гц (65 кВ).
- Проверку целостности и сопротивления экрана.
Детальное описание конструкции
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 150 мм² изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или аналогов. Для данного сечения жила, как правило, имеет круглую форму и может быть как однопроволочной (ож), так и многопроволочной (мн). В кабелях на 35 кВ чаще применяются секторные или сегментные многопровочные жилы для компактности, но для сечения 150 мм² часто используется круглая форма. Жила соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483.
2. Экранирование жилы
Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами. Для кабеля 35 кВ с алюминиевой жилой 150 мм² она составляет не менее 9,0 мм (номинальное значение). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы увеличивается до +90°C в длительном режиме и до +130°C при коротком замыкании (до 4 секунд).
4. Экранирование изоляции
Состоит из двух обязательных элементов:
5. Разделительный слой
Под оболочкой обычно находится слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной (лавсановой) ленты, который защищает экран от коррозионного взаимодействия с материалами оболочки и обеспечивает легкое разделение слоев при монтаже.
6. Заполнитель и гидрофобный слой
Между экраном и оболочкой в кабелях марки «Пг» размещаются водоблокирующие материалы: специальные ленты, пропитанные гидрофобным составом, или порошки. Они препятствуют продольной миграции влаги в случае локального повреждения внешней оболочки.
7. Защитная оболочка
Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она обеспечивает защиту от механических воздействий, агрессивных сред (химических, почвенных) и служит барьером от влаги. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки нормирована и для данного кабеля составляет не менее 3,4 мм.
Основные технические и электрические характеристики
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) |
| Число и сечение жил | 1 x 150 мм² |
| Материал жилы | Алюминий |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (XLPE) |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (до 4 с) | +250°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,206 Ом/км |
| Индуктивное сопротивление (50 Гц) | ~0,12-0,13 Ом/км |
| Емкостной ток (зависит от конструкции) | ~0,5-0,7 А/км |
| Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в земле +25°C, глубина 0,7 м) | ~280-320 А* |
| Испытательное напряжение переменным током 50 Гц, 15 мин. | 65 кВ |
| Испытательное напряжение постоянным током | 78 кВ |
Условия прокладки и эксплуатации
Кабель АПвПг 35 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в следующих условиях:
При прокладке в земле необходимо использовать защиту от механических повреждений (бетонные плиты, сигнальные ленты, кирпич). В агрессивных грунтах требуется применение кабелей с усиленной защитой (АПвПу) или дополнительных защитных труб.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель АПвПг является одним из представителей семейства кабелей с СПЭ-изоляцией на 35 кВ. Его ключевые отличия от других марок:
| Марка кабеля | Материал жилы | Особенности конструкции | Основная сфера применения |
|---|---|---|---|
| АПвПг | Алюминий | ПВХ оболочка, герметизация (водоблок). | Универсальная прокладка (земля, каналы), где требуется защита от влаги. |
| АПвП | Алюминий | ПВХ оболочка без усиленной герметизации. | Помещения, тоннели, где риск продольного проникновения влаги минимален. |
| АПвВнг(А)-LS | Алюминий | Оболочка из ПВХ пониженной горючести с низким дымо- и газовыделением. | Прокладка в помещениях и коллекторах с повышенными требованиями пожарной безопасности. |
| ПвПг | Медь | Медная жила, ПВХ оболочка, герметизация. | Ответственные участки сетей, где критична высокая проводимость и коррозионная стойкость жилы. |
| АПвПу | Алюминий | Защитная оболочка из полиэтилена, усиленная броня. | Прокладка в земле с повышенными механическими рисками, в агрессивных грунтах. |
Выбор в пользу АПвПг 150 мм² обоснован при необходимости экономичного решения (алюминиевая жила) для сетей 35 кВ с требованием обеспечения защиты от распространения влаги вдоль кабеля, что критично для подземной прокладки в условиях высокого уровня грунтовых вод.
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвПг требует соблюдения строгих правил:
Для соединения и оконцевания применяются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые) на 35 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с СПЭ-изоляцией и алюминиевой жилой. Технология монтажа муфт включает ступенчатую зачистку изоляции, установку полупроводящих и изоляционных элементов, обжим или сварку наконечников и последующую герметизацию. Качество монтажа муфт напрямую влияет на надежность всей линии.
Контроль качества и приемо-сдаточные испытания
Каждый барабан кабеля перед поставкой проходит заводские испытания, включающие:
После прокладки и монтажа муфт на трассе проводятся приемо-сдаточные испытания повышенным выпрямленным напряжением 78 кВ в течение 15 минут. Обязательным является измерение коэффициента абсорбции (отношения R60/R15) и сопротивления изоляции, которые характеризуют состояние изоляции и ее увлажненность.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое преимущество кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-масляной изоляцией?
Кабели с СПЭ-изоляцией, такие как АПвПг, не требуют сложных систем маслоподпитки и постоянного контроля уровня масла. Они имеют более высокие допустимые рабочие температуры (+90°C против +70°C для маслонаполненных), меньший вес и радиус изгиба, допускают прокладку на трассах с большим перепадом уровней. Монтаж соединений проще и чище. Это приводит к снижению эксплуатационных расходов и повышению надежности.
Почему в кабеле 35 кВ используется экран из медных проволок, и каково его минимальное сечение?
Медный экран (поверх полупроводящего слоя) служит для замыкания электрического поля внутри кабеля, отвода емкостных токов и обеспечения безопасного заземления в случае пробоя изоляции. Его минимальное сечение нормируется для обеспечения термической стойкости при коротком замыкании. Для кабелей 35 кВ с сечением жилы 150 мм² суммарное сечение медных проволок экрана, как правило, составляет не менее 25 мм² (по ГОСТ Р 53769-2010).
Что означает буква «г» в маркировке АПвПг и насколько она важна?
Буква «г» означает «герметизированный». В конструкции кабеля под оболочкой присутствуют водоблокирующие материалы (ленты или порошки). Это критически важно для подземной прокладки, так как при локальном повреждении оболочки эти материалы набухают при контакте с водой, предотвращая продольное распространение влаги по кабелю на десятки метров. Это сохраняет неповрежденную часть линии и облегчает локализацию и ремонт поврежденного участка.
Какой допустимый длительный ток нагрузки (ДДТ) у данного кабеля при прокладке в земле?
ДДТ зависит не только от сечения, но и от множества условий: температуры грунта, его теплопроводности, глубины прокладки, количества и взаимного расположения кабелей в траншее. Для одиночного кабеля АПвПг 35 кВ 150 мм², проложенного в земле на глубине 0,7 м, при температуре грунта +25°C и удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт, допустимый ток составляет приблизительно 300-320 А. При изменении условий (например, при температуре грунта +15°C) ток может быть выше. Точный расчет должен проводиться по методике ГОСТ Р МЭК 60287 с учетом всех реальных факторов.
Можно ли использовать кабель АПвПг для прокладки в воздухе (по эстакадам, фасадам)?
Да, кабель допускается к прокладке в воздухе (на открытом солнце). Однако необходимо учитывать, что ПВХ оболочка имеет ограниченную стойкость к ультрафиолетовому излучению. При длительной открытой прокладке рекомендуется использование кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой или защита кабеля (например, в лотках с крышками). Также следует выполнить пересчет допустимой токовой нагрузки, так как условия охлаждения на воздухе отличаются от условий в земле.
Каковы основные причины выхода из строя таких кабелей и как их избежать?
Основные причины: повреждение при монтаже (заломы, превышение радиуса изгиба, повреждение экрана), некачественный монтаж кабельных муфт (основная причина отказов), повреждение оболочки при последующих земляных работах, старение изоляции при длительных перегрузках. Для предотвращения необходимо: строго соблюдать правила монтажа, использовать квалифицированный персонал и качественные комплектующие для муфт, проводить регулярные тепловизионные обследования соединений, соблюдать график профилактических испытаний высоким напряжением.
В чем разница между испытанием переменным и постоянным напряжением при приемке кабельной линии?
Испытание переменным напряжением 50 Гц (65 кВ) является наиболее близким к рабочим условиям и эффективно выявляет все виды дефектов изоляции, включая сквозные. Однако для длинных линий требуется мощное испытательное оборудование. Испытание постоянным (выпрямленным) напряжением (78 кВ) требует менее мощной установки, но создает иное распределение напряженности в изоляции и может не выявить некоторые виды локальных дефектов. Современные стандарты (ГОСТ Р 50571.16) предписывают для кабелей с полимерной изоляцией предпочтительно использовать испытание переменным напряжением. Выбор метода должен быть обоснован в проектной документации.