Кабель марки АПвПг 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 240 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках. Кабель предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где в нормальном режиме длительное время допускается работа с напряжением на 10-15% выше номинального, а в аварийном режиме – до 8 часов в сутки с напряжением, повышенным на 15-20%.
Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и отражает ключевые конструктивные особенности:
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483), соответствующей классу гибкости 1 или 2. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Поверхность жилы гладкая, без заусенцев, для предотвращения локальных концентраций электрического поля.
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это термореактивный материал, который получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему высокие термические и механические свойства. Толщина изоляции строго нормирована и для напряжения 35 кВ составляет, как правило, не менее 10.5 мм. СПЭ-изоляция характеризуется высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной стойкостью к тепловому старению и перегрузкам.
Поверх основной изоляции наносится второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ. Он, совместно с экраном на жиле, создает цилиндрический конденсатор с идеально равномерным радиальным электрическим полем, заключенным внутри этой системы.
Поверх полупроводящего экрана на изоляции накладывается экран из медных проволок или медной ленты. Его функции:
Для кабеля 240 мм² сечение медных проволок экрана нормируется и обычно составляет 25-35 мм².
Представляет собой обмотку из полимерной пленки или нетканого материала, которая предотвращает непосредственный контакт медного экрана с внешней оболочкой, защищая ее от возможного коррозионного воздействия.
Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Толщина оболочки нормирована. Функции: защита от механических повреждений, агрессивных сред (химических, атмосферных), а также от проникновения влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.
Буква «П» в маркировке означает наличие защитной оплетки из стеклопряжи, пропитанной водоотталкивающим составом. Данный покров не является броней и не предназначен для значительных растягивающих нагрузок. Его основная функция – защита ПВХ-оболочки от механических повреждений (царапин, истирания) при транспортировке, прокладке и в процессе эксплуатации, а также от воздействия солнечного ультрафиолетового излучения.
Приведенные данные являются типовыми и должны уточняться по техническим условиям конкретного производителя.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 20.8 / 35 (40.5) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное длительно допустимое |
| Максимальная допустимая рабочая температура жилы, °C | 90 | В нормальном продолжительном режиме |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании, °C | 250 | Длительность КЗ не более 5 сек |
| Допустимая температура жилы при перегрузке, °C | 130 | Допускается не более 100 часов в год и 1000 часов за весь срок службы |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C | -20 | |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x Dнар | Где Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.125 | Для алюминиевой жилы |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.15 | Приблизительное значение, зависит от взаимного расположения фаз |
| Емкостной ток на землю, А/км | ~1.5 – 2.0 | Зависит от конкретной конструкции |
Кабель АПвПг 35 кВ 240 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи и распределительных сетей класса напряжения 35 кВ в следующих условиях:
Важное ограничение: Прямая прокладка в земле (траншее) для кабеля марки АПвПг не рекомендуется из-за отсутствия бронепокрова, защищающего от механических повреждений грунтом, камнями и при земляных работах. Для подземной прокладки следует выбирать бронированные аналоги, например, АПвБбШп или АПвПу.
Выбор между АПвПг и другими марками зависит от условий прокладки и эксплуатации.
| Марка кабеля | Конструктивные отличия | Основная область применения | Преимущества и недостатки относительно АПвПг |
|---|---|---|---|
| АПвПг | Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, ПВХ-оболочка, защитная оплетка. | Прокладка внутри помещений, в кабельных сооружениях, по конструкциям. | Базовый вариант. Легче и дешевле бронированных марок. Нет защиты от грызунов и значительных мех. воздействий. |
| АПвБбШп | Добавлена броня из двух стальных оцинкованных лент и защитный шланг из ПВХ поверх брони. | Прокладка в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений. | + Высокая механическая защита. – Больший вес, диаметр, стоимость, сложность монтажа (больший радиус изгиба). |
| АПвПу | Усиленная герметизация: медный экран в виде гофрированной латунированной ленты, герметизирующие ленты, алюмополимерная лента под оболочкой. | Прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в условиях возможного подтопления. | + Высокая стойкость к влаге и коррозии. – Высокая стоимость, сложная конструкция. |
| АПвВг | Вместо оплетки – просто ПВХ оболочка повышенной твердости. | Аналогично АПвПг, но в условиях, где риск абразивного износа минимален. | – Менее защищен от истирания и УФ-излучения. + Немного дешевле и легче. |
| ПвПг (медь) | Медная токопроводящая жила. | Там, где требуется максимальная токовая нагрузка, стойкость к коррозии жилы или минимальное сечение. | + Меньшее сечение при том же токе, лучшая коррозионная стойкость жилы, выше гибкость. – Значительно более высокая стоимость. |
Кабель со СПЭ-изоляцией (типа АПвПг) не содержит масла или пропитки, что исключает риск утечки и делает его необслуживаемым. Он имеет более высокую допустимую температуру жилы (90°C против 70-80°C), меньший вес и диаметр, допускает прокладку на большие перепады высот. Кабель с бумажно-масляной изоляцией требует сложных концевых муфт для удержания пропитки и традиционно считается более надежным в плане долгосрочной стабильности параметров, но требует обслуживания и имеет строгие ограничения по трассе прокладки.
Экраны (полупроводящие слои) выравнивают электрическое поле, делая его радиально-симметричным. Без них поле концентрировалось бы на микронеровностях жилы и поверхности изоляции, вызывая локальный перегрев, частичные разряды и быстрое старение изоляции, ведущее к пробою.
Прямая прокладка в траншее не рекомендуется и часто запрещена проектной документацией. Отсутствие брони делает его уязвимым для повреждений лопатой, камнями, корнями деревьев, грызунами. Для подземной прокладки следует применять бронированные марки (АПвБбШп, АПвБШв). АПвПг может быть проложен в земле только в случае размещения в защитной трубе, кабельном канале или блоке, которые берут на себя механическую нагрузку.
Допустимый ток нагрузки (Iдоп) зависит от множества факторов: способа прокладки (в воздухе, в канале, в трубе, группами), температуры окружающей среды, глубины заложения (для грунта), удельного теплового сопротивления среды. Точные значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3) и расчетных таблицах производителей. Для ориентира: Iдоп для кабеля АПвПг 35 кВ 1х240 мм² при прокладке в воздухе при температуре +25°C составляет примерно 450-500 А.
Буква «г» означает отсутствие защитных покровов поверх оболочки или брони («голый»). В маркировке АПвПг она указывает, что поверх ПВХ-оболочки есть только оплетка. Если маркировка будет просто «АПвП», это может трактоваться как кабель без оплетки и без брони, то есть с голой ПВХ-оболочкой, что является менее защищенным исполнением. Важно сверяться с техническими условиями.
Сечение экрана нормируется для обеспечения стока токов замыкания на землю. Оно выбирается в соответствии с ПУЭ и расчетом токов КЗ в сети. Для кабеля на 35 кВ сечением 240 мм² стандартным является экран сечением 25 мм² или 35 мм². Недостаточное сечение экрана может привести к его перегоранию при КЗ, повреждению кабеля и опасности для персонала.
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий хранения, монтажа и эксплуатации, установленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть как больше, так и меньше в зависимости от реальных нагрузок, условий окружающей среды и качества обслуживания.