Кабель АПвПу2г 15 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПу2г 15 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность в современных электрических сетях среднего напряжения.
Расшифровка маркировки кабеля АПвПу2г 15 кВ 150 мм²
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пу – усиленная защитная оболочка (гофрированная лента из полимерных материалов, чаще всего полиэтилена).
- 2г – индекс, обозначающий: «2» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «г» – герметизация (гидрофобный заполнитель в броне) для защиты от продольного распространения влаги.
- 15 кВ – номинальное напряжение 15 кВ (фактически относится к классу напряжения 20 кВ).
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Магистральные и распределительные линии в городских и промышленных сетях.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений от сторонних работ. Броня защищает от случайных воздействий.
- Прокладка по воздуху (по стенам зданий, конструкциям) с учетом монтажа на опорных тросах (кабельных лотках).
- АПвПу2г vs АПвП2г: Основное отличие – материал наружной оболочки. У АПвПу2г – полиэтилен (Пу), у АПвП2г – ПВХ (П). Полиэтиленовая оболочка более стойка к влаге, УФ-излучению и агрессивным средам, что делает кабель АПвПу2г предпочтительным для прокладки на открытом воздухе и в грунтах с высокой коррозионной активностью.
- АПвПу2г vs АПвБ2г: В марке АПвБ2г броня выполнена из стальных оцинкованных проволок. Проволочная броня (Б) лучше воспринимает растягивающие нагрузки, что критично для прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот или по дну водоемов. Ленточная броня (2) в АПвПу2г лучше защищает от продавливающих ударов.
- Раскатка: Производится с барабана с использованием роликов или лебедок, не допуская превышения минимального радиуса изгиба и механических повреждений оболочки.
- Заделка концов: Требует особой тщательности. Необходимо последовательно снять слои кабеля, установить термоусаживаемые или холодноусаживаемые концевые муфты (КНС), обеспечивающие плавный градиент электрического поля, герметизацию и защиту от влаги.
- Соединение: Для соединения двух отрезков кабеля используются соединительные муфты (СС), монтируемые по специальной технологии с восстановлением всех слоев: изоляции, экранов, брони и герметизации.
- Заземление: Медные экраны и броня с обоих концов кабеля должны быть надежно заземлены для безопасности и правильной работы релейной защиты.
- Прокладка в земле (траншее): ~350 А
- Прокладка в воздухе: ~390 А
- Устройство песчаной подушки и засыпки.
- Укладка сигнальной ленты на глубине 0,25-0,3 м от поверхности.
- Соблюдение расстояний до других коммуникаций согласно ПУЭ и ПТЭЭП.
- В местах с высокой вероятностью повреждений рекомендуется прокладка в асбоцементных лотках, трубах или двустенных гофротрубах.
Конструкция кабеля АПвПу2г 15 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабелей) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 185 мм² или многопроволочной (мн) в зависимости от требований гибкости.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Наносится поверх жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена, модифицированного сажей (полупроводящий материал). Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для кабелей среднего напряжения.
3. Изоляция
Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 15 кВ составляет, как правило, 5,5-6,0 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и трекингу.
4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)
Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции, завершая формирование коаксиальной системы «жила-изоляция-экран», необходимой для равномерного распределения электрического поля.
5. Поясная изоляция
В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил накладывается поясная изоляция в виде обмотки из полупроводящих или электроизоляционных лент. Она служит для выравнивания межфазного поля.
6. Медная экранирующая оплетка
Выполнена из медных проволок или лент. Обеспечивает симметрию электрического поля вокруг каждой жилы, является элементом системы защиты от короткого замыкания (путь для тока КЗ), а также выполняет функцию заземляющего проводника в нормальном режиме.
7. Разделительный слой
Лента или оболочка, накладываемая под броню для предотвращения повреждения внутренних элементов острыми кромками стальных лент.
8. Броня
Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Защищает кабель от механических повреждений (растяжения, удары, грызуны). Индекс «г» указывает на наличие гидрофобного заполнителя (чаще всего на основе пластифицированного битума) между лентами, который блокирует продольное распространение влаги в случае повреждения внешней оболочки.
9. Наружная оболочка
Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке). Обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, ультрафиолетовому излучению, влаге и истиранию. Гофрированная структура внешней оболочки (или подброневого слоя) повышает гибкость и механическую стойкость.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 8,7/15 кВ (20,5 кВ) | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | |
| Максимальная температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | Циклично, не более 100 часов в год |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0,206 Ом/км | Согласно ГОСТ 22483 |
| Емкость | ~0,35 мкФ/км | Приблизительное значение |
| Индуктивное сопротивление | ~0,15 Ом/км | Приблизительное значение |
Механические и климатические характеристики
| Параметр | Значение / Исполнение |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x D кабеля (D – наружный диаметр) |
| Диапазон температур монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -15°C |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды | От -50°C до +50°C |
| Допустимая температура прокладки | Не ниже -15°C |
| Стойкость к УФ-излучению | Высокая (оболочка из светостабилизированного ПЭ) |
| Группа горючести по ГОСТ 31565 | О2 (распространяющие горение в пучковой прокладке) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПу2г 15 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 10-15 кВ. Основные сферы применения:
Важно: Прокладка в земле (траншеях) требует соблюдения мер: использование песчаной подсыпки и засыпки, укладка сигнальной ленты, исключение участков с активной химической агрессией грунтов.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Кабель АПвПу2г является одним из представителей семейства бронированных кабелей со СПЭ-изоляцией. Ключевые отличия от других марок:
АПвПу2г vs СБ: Кабель марки СБ (свинцовая броня) имеет герметичную свинцовую оболочку, что делает его абсолютно стойким к проникновению влаги и традиционно применяется для прокладки в воде или грунтах с переменным уровнем грунтовых вод. Однако он тяжелее, дороже и менее гибок. АПвПу2г с гидрофобным заполнителем («г») – более современная и экономичная альтернатива для большинства задач, не связанных с постоянным погружением в воду.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля АПвПу2г требует профессионального подхода. Основные этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвПу2г принципиально отличается от кабелей с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл)?
Кабель со СПЭ-изоляцией (АПвПу2г) не содержит жидкого диэлектрика (масла), что исключает риск утечек и загрязнения окружающей среды. Он имеет более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70-80°C), меньший вес и радиус изгиба, допускает прокладку на вертикальных участках без ограничений по перепаду высот. Монтаж концевых муфт проще и быстрее. Это современная, более надежная и экономичная в эксплуатации технология.
Что означает индекс «2г» и можно ли его заменить на просто «2»?
Индекс «2г» означает: ленточная броня с гидрофобным заполнителем. Заполнитель (гель) служит барьером для влаги. Если кабель с индексом «2» (без «г») будет поврежден в оболочке, влага может распространяться вдоль кабеля по капиллярам под броней, приводя к выходу из строя больших участков линии. Исполнение «г» предотвращает это. Замена на кабель без «г» допустима только для прокладки в сухих кабельных сооружениях, где риск проникновения влаги сведен к нулю, и является менее предпочтительной.
Каков расчетный длительно-допустимый ток (ДДТ) для данного кабеля?
ДДТ зависит от способа прокладки и условий окружающей среды. Ориентировочные значения для кабеля АПвПу2г 15 кВ 1х150 мм²:
Для трехжильного кабеля АПвПу2г 3х150 мм² значения будут иными из-за взаимного нагрева жил. Точный расчет должен проводиться по методике ПУЭ гл. 1.3 с учетом температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, количества и взаимного расположения кабелей в траншее.
Можно ли использовать этот кабель для сети 10 кВ?
Да, кабель с номинальным напряжением 8,7/15 кВ полностью пригоден для работы в сетях 6 и 10 кВ. Фактически, он работает с запасом по электрической прочности, что повышает его надежность и ресурс. Класс напряжения U0/U = 8,7/15 кВ является стандартным для сетей 10 кВ.
Какой тип концевых муфт рекомендуется для монтажа?
Для кабелей со СПЭ-изоляцией 15 кВ применяются термоусаживаемые (ТК) или холодноусаживаемые (ХС) муфты. Холодноусаживаемые муфты набирают популярность, так как для их монтажа не требуется открытый огонь (газовая горелка), что повышает безопасность работ, особенно в ограниченном пространстве или на пожароопасных объектах. Выбор конкретной модели муфты зависит от производителя кабеля и требований проекта.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Броня кабеля защищает от случайных механических воздействий, но не от преднамеренных или тяжелых (ковш экскаватора). При прокладке в земле обязательно:
Заключение
Кабель АПвПу2г 15 кВ 150 мм² является современным, надежным и универсальным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, ленточной брони с гидрозатвором и стойкой полиэтиленовой оболочки, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30 лет) в широком диапазоне условий: от прокладки в грунте до монтажа на открытом воздухе. Правильный выбор, монтаж с использованием качественных комплектующих (муфт) и соблюдение правил эксплуатации являются залогом бесперебойной работы кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла.