Кабель АПвПу2г 10 кВ 300 мм
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу2г 10 кВ 300 мм²: полный технический анализ
Кабель марки АПвПу2г на напряжение 10 кВ с сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой современное высокотехнологичное решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и соответствие жестким требованиям современных энергосистем.
Расшифровка маркировки АПвПу2г
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – проводящий (полупроводящий) экран по изоляции жилы.
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пу – повышенной надежности по ударной стойкости при прокладке в земле (броня из стальных оцинкованных профилированных лент).
- 2г – герметизация жилы и оболочки водоблокирующими лентами («2» указывает на степень герметизации).
- 10 кВ – номинальное напряжение 10 кВ (фактически 6/10 кВ, где 6 – напряжение между жилой и землей, 10 – между жилами).
- 300 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает высокой термостойкостью, стойкостью к тепловым ударам и трекингу по сравнению с бумажно-масляной изоляцией (марки АСБл и др.).
- Меньший вес и наружный диаметр: При одинаковом сечении и напряжении кабель с изоляцией из XLPE легче и компактнее кабеля с бумажной изоляцией, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от маслонаполненных или бумажно-масляных кабелей, не имеет ограничений по разности уровней прокладки.
- Простота монтажа и соединения: Не требует сложных систем масляного хозяйства и постоянного мониторинга. Монтаж муфт и концевых заделок стандартизирован.
- Длительный срок службы: Расчетный срок службы при соблюдении условий эксплуатации составляет не менее 30-40 лет.
- Повышенная механическая защита: Броня из профилированных лент («Пу») обеспечивает высокую стойкость к ударным нагрузкам при засыпке траншеи.
- Влагостойкость: Конструкция с водоблокирующими лентами («2г») предотвращает распространение влаги вдоль кабеля.
- Чувствительность к дефектам монтажа: Требует высокой культуры монтажа. Некачественная заделка концов или повреждение изоляции при укладке может привести к пробою.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
- Чувствительность к частичным разрядам: При наличии технологических дефектов в изоляции или экранах возможны частичные разряды, приводящие к постепенному старению изоляции.
- Требует специального инструмента для разделки и монтажа муфт.
- √t) / k, где I – ток КЗ, t – время его действия (обычно 1 с), k – коэффициент для меди (≈ 250). Для Iкз = 10 кА минимальное сечение ~ 40 мм². Следовательно, при высоких ожидаемых токах КЗ экран 25 мм² может быть недостаточен, и требуется прокладка отдельного заземляющего проводника параллельно кабелю.
Конструкция кабеля АПвПу2г 10 кВ 300 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (материал – Al 99,5% по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 300 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Жила соответствует 1-му или 2-му классу по ГОСТ 22483.
2. Полупроводящий экран на жиле
Экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, накладываемый непосредственно на жилу. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 10 кВ составляет 4,5 мм (по ГОСТ 31996-2012). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства: стойкость к деформациям при нагреве до 90°С (в аварийном режиме до 130°С, при КЗ до 250°С), высокие диэлектрические характеристики.
4. Полупроводящий экран на изоляции
Второй экструдированный полупроводящий слой. Вместе с экраном на жиле формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено радиальное электрическое поле, защищая изоляцию от внешних воздействий.
5. Поясная изоляция
Обмотка из полупроводящих или электроизоляционных лент поверх экрана на изоляции. Выравнивает поле в многожильных кабелях и служит технологическим разделительным слоем.
6. Медная или алюминиевая экранирующая оплетка
Оплетка из медных или алюминиевых проволок (сечением не менее 16 мм² по условиям токов КЗ). Предназначена для защиты от электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также в качестве проводника для токов утечки и токов короткого замыкания.
7. Водоблокирующие ленты
Ленты с гидрофобным заполнителем, наложенные под оболочку. При контакте с влагой материал разбухает, герметизируя возможные повреждения оболочки и предотвращая продольное распространение воды вдоль кабеля.
8. Внутренняя оболочка (под броней)
Оболочка из ПВХ пластиката, выполняющая функцию разделительного слоя между экраном и броней, а также дополнительной защиты от коррозии.
9. Броня
Две стальные оцинкованные профилированные ленты (тип «Пу»), наложенные с перекрытием. Профиль (гофр) повышает гибкость и стойкость к механическим воздействиям (ударам, сдавливанию) при прокладке в траншеях без дополнительной защиты. Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.
10. Наружная оболочка
Защитная оболочка из ПВХ пластиката, наложенная поверх брони. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (при прокладке на воздухе), механическим повреждениям. Имеет цветовую маркировку (обычно черный).
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2г 10 кВ 1х300/25-1
| Наименование параметра | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 6/10 | U0 – напряжение жила-земля |
| Максимальное рабочее напряжение, Um, кВ | 12 | — |
| Частота, Гц | 50 | — |
| Сечение основной жилы, мм² | 300 | — |
| Класс жилы | 1 или 2 | ГОСТ 22483 |
| Материал жилы | Алюминий | Al 99,5% |
| Толщина изоляции из XLPE, мм | 4,5 | ГОСТ 31996-2012 |
| Сечение экрана (не менее), мм² | 25 | По условию токов КЗ |
| Наружный диаметр кабеля (ориент.), мм | 55 – 65 | Зависит от производителя |
| Масса 1 км кабеля (ориент.), кг | 4500 – 5500 | Зависит от конструкции |
| Сопротивление жилы при 20°C (не более), Ом/км | 0.0601 | ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток в земле (Iр), А | ~ 450 – 480 | Зависит от условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) |
| Допустимый длительный ток в воздухе (Iр), А | ~ 420 – 450 | Зависит от способа прокладки (лотки, короба, пучки) |
| Испытательное переменное напряжение 50 Гц, кВ/5 мин. | 18 | Для готового кабеля после монтажа |
| Импульсное испытательное напряжение, кВ | 80 | — |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x Dнар | Dнар – наружный диаметр кабеля |
| Рабочая температура жилы, °C | до +90 | Длительно допустимая |
| Температура при КЗ (макс.), °C | +250 | Длительность не более 5 с |
| Стойкость к току КЗ (1 с), кА | ~ 25 – 30 | Расчетное значение для жилы 300 мм² |
Области применения и условия эксплуатации
Кабель АПвПу2г 10 кВ 300 мм² предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), на специальных кабельных конструкциях по стенам зданий и в производственных помещениях. Броня типа «Пу» позволяет осуществлять прокладку в траншеях без защиты кирпичом или плитами, что значительно снижает объем земляных и строительных работ. Наличие водоблокирующих элементов (индекс «2г») делает кабель устойчивым к продольному распространению влаги, что критически важно при прокладке в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод или в условиях возможного подтопления.
Таблица 2. Рекомендуемые и нерекомендуемые условия прокладки
| Рекомендуется | Нерекомендуется / Требует дополнительных мер |
|---|---|
| Прокладка в земле (траншеях) с обычным грунтом, песком. | Прокладка в земле с высокой коррозионной активностью (шлаки, зола) без дополнительной защиты (например, в асбестоцементных трубах). |
| Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, по эстакадам. | Подвесная прокладка на тросах (не предназначена конструктивно, требуется кабель с несущим тросом). |
| Прокладка в помещениях и производственных цехах. | Прокладка в взрывоопасных зонах без проверки соответствия категории и группе взрывоопасной смеси. |
| Использование в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. | Прямое заглубление в скальный грунт без подсыпки мягкого грунта (риск повреждения брони). |
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвПу2г 10 кВ 300 мм²:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка кабеля АПвПу2г должна производиться при температуре окружающей среды не ниже -15°С. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева. Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля. При укладке в траншею необходима подсыпка и засыпка мягким грунтом без камней и строительного мусора. Рекомендуемая глубина прокладки от планировочной отметки – 0,7-1,0 м. При параллельной прокладке нескольких кабелей необходимо соблюдать расстояния, указанные в ПУЭ (не менее 100 мм для кабелей 10 кВ).
При вводе в здание или кабельное сооружение броня должна быть заземлена. Для соединения и ответвления используются специальные соединительные и стопорные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Концевые заделки (концевая муфта типа КНТп, КВТп или современные полимерные заделки) обязательны для перехода на воздушную линию или подключения к ячейке КРУ.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос: В чем ключевое отличие АПвПу2г от АПвПуг?
Ответ: Основное отличие – в типе брони. Индекс «Пу» означает броню из стальных оцинкованных профилированных лент, которая обладает повышенной ударной стойкостью и гибкостью по сравнению с броней из гладких стальных лент (индекс «Б» или «Бн» в других марках, например, АПвБг). Индекс «2г» указывает на наличие водоблокирующих лент под оболочкой, что есть и в АПвПуг.
Вопрос: Можно ли использовать кабель АПвПу2г для прокладки в воде (по дну рек, озер)?
Ответ: Нет, напрямую – нельзя. Конструкция «2г» защищает от продольного распространения влаги при локальном повреждении, но не предназначена для постоянной работы в воде под давлением. Для прокладки в водных преградах требуются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, марки АПвПу2г, но с дополнительной герметизирующей оболочкой, что оговаривается специальными ТУ) и усиленной броневой защитой.
Вопрос: Какое сечение экрана (заземляющего проводника) у кабеля 300 мм² и достаточно ли его для токов КЗ?
Ответ: Как правило, для кабеля на 10 кВ сечением 300 мм² сечение медного экрана составляет 25 мм² (иногда 16 мм², но это требует проверки по току КЗ). Достаточность проверяется расчетом по формуле термической стойкости: S = (I
Вопрос: Допустима ли совместная прокладка в одной траншее кабелей АПвПу2г 10 кВ и кабелей 0,4 кВ?
Ответ: ПУЭ (п. 2.3.86) не рекомендуют совместную прокладку в одной траншее кабелей выше 1 кВ и ниже 1 кВ. Допускается такое размещение только в случаях, когда кабели ниже 1 кВ предназначены для питания электроприемников, относящихся к установке выше 1 кВ (например, двигатели собственных нужд подстанции). При этом между группами кабелей должен быть выполнен разделительный слой земли толщиной не менее 0,5 м. В общем случае для распределительных сетей рекомендуется раздельная прокладка.
Вопрос: Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?
Ответ: Расчетный (нормативный) срок службы кабеля АПвПу2г составляет 30 лет. Фактический срок службы зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, коррозионной агрессивности среды, качества монтажа соединений, отсутствия механических повреждений при сторонних работах. Регулярный мониторинг (диагностика частичных разрядов, измерение tg δ) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
Вопрос: Чем отличается одножильный кабель АПвПу2г от трехжильного, и какой выбрать?
Ответ: В маркировке АПвПу2г 1х300 указан одножильный кабель. Для трехфазной линии потребуется три таких кабеля. Существует также трехжильная конструкция в общей оболочке и броне (АПвВПу2г 3х300). Выбор зависит от условий прокладки и экономических соображений. Три одножильных кабеля проще монтировать на сложных трассах, они имеют лучшее охлаждение. Трехжильный кабель компактнее при прокладке в трубах или каналах, но имеет больший вес и диаметр, а также более сложную технологию монтажа муфт. Для сечения 300 мм² чаще применяются одножильные кабели.