Кабель АПвПу2г 15 кВ 500 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПу2г 15 кВ 500 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель относится к современному и технологичному классу кабельной продукции, постепенно вытесняющему бумажно-масляную изоляцию в сетях среднего класса напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и удобство монтажа.

Расшифровка маркировки АПвПу2г

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – материал изоляции жилы: Полиэтилен вулканизированный (сшитый).
• Пу – материал защитной оболочки: Полиэтилен усиленный (компаунд, стойкий к растрескиванию).
• 2г – обозначение типа защитного покрова: «2» – броня из двух оцинкованных стальных лент, «г» – герметизированный (водоблокирующие ленты) и отсутствие наружного защитного шланга («голый»).
• 15 кВ – номинальное напряжение 15 кВ (фазное 8,7/15 кВ).
• 500 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу2г 15 кВ 500 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Для сечения 500 мм² жила, как правило, секторная, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жила может быть однопроволочной (для сечений до 630 мм² по стандарту) или многопроволочной, состоящей из множества проволок, скрученных по определенным правилам.

2. Экран по жиле (полупроводящей экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила/изоляция, что критически важно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля. Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу.

4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)

Поверх основной изоляции накладывается второй слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже с внешней стороны изоляции. Вместе с экраном по жиле он создает идеально цилиндрическое электрическое поле вокруг центральной жилы.

5. Поясная изоляция и медные экраны

Поверх экрана по изоляции накладываются медные элементы, выполняющие функцию экрана и нулевой жилы:

• Медные проволоки (сечением 25, 35 или 50 мм² в зависимости от требований), наложенные спирально. Они служат экраном для замыкания емкостных токов и могут использоваться в качестве жилы для заземления или нулевого проводника в сетях с изолированной нейтралью.
• Медная лента, наложенная поверх проволок (или вместо них в некоторых конструкциях) с перекрытием. Она обеспечивает 100% экранирование и механическую защиту изоляции.

6. Разделительный слой

Под броней накладывается слой из битумизированной бумаги, крепированной бумаги или синтетической пленки. Он предотвращает повреждение внутренних элементов об острые кромки стальных лент и обеспечивает коррозионную защиту.

7. Броня

Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором (зигзагообразно). Основная функция – защита кабеля от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов) и от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.

8. Наружная оболочка (защитный шланг)

В маркировке «2г» указано, что наружный защитный шланг отсутствует. Броня является внешним элементом. Однако для защиты брони от коррозии в агрессивных средах поверх нее может наноситься тонкий слой битумного состава. Буква «г» указывает на наличие под броней гидрофобных (водоблокирующих) лент или заполнителей, препятствующих продольному распространению влаги в случае повреждения.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/15 кВ (20,5 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, U_m – максимальное рабочее.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 30 кВ (2,5U₀) в течение 10 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 52 кВ (6U₀) в течение 15 минут (для приемо-сдаточных испытаний).
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Допустимая температура при коротком замыкании (не более 4 сек): +250°C.
• Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, 100 часов в год).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.

Механические и эксплуатационные параметры

• Строительная длина: Не менее 250 метров (может быть оговорена с заказчиком).
• Радиус изгиба при монтаже: Не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические параметры кабеля АПвПу2г 15 кВ 1х500 мм²

Параметр	Значение	Примечание
Наружный диаметр, мм	~ 55 — 60	Зависит от конкретной конструкции (толщины изоляции, сечения экрана)
Масса 1 км кабеля, кг	~ 4500 — 5000
Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более	0,0601	Согласно ГОСТ 22483 для жилы 500 мм²
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~ 0,11 — 0,13	Зависит от взаимного расположения фаз
Емкостной ток, А/км	~ 1,5 — 2,0	Важно для расчета уставок защит в сетях с изолированной нейтралью
Допустимый длительный ток нагрузки, А (Iдл)	~ 600 — 750	Зависит от способа прокладки (в земле, воздухе, температуре окружающей среды)

Область применения

Кабель АПвПу2г 15 кВ 500 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-10 кВ: Питание от районных подстанций (РП) к городским и промышленным трансформаторным подстанциям (ТП).
• Питание мощных промышленных потребителей: Заводы, фабрики, горно-обогатительные комбинаты, где требуется передача больших мощностей на среднем напряжении.
• Вводы и выводы на электростанциях и подстанциях: Для соединения ячеек распределительных устройств (КРУ, КСО) с силовыми трансформаторами или отходящими линиями.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Туннелях, коллекторах, этажах, по эстакадам и в галереях. Броня обеспечивает защиту при сложных условиях совместной прокладки.
• Прокладка в земле (траншеях): При условии отсутствия блуждающих токов и средней коррозионной активности. В условиях высокой коррозионной активности рекомендуется кабель с наружным полиэтиленовым шлангом (АПвП2г).

Важно: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в местах с наличием растягивающих усилий (подвес на тросах).

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Должна производиться с помощью кабельных роликов, установленных на прямых участках и в углах поворота, чтобы не допустить механических повреждений и соблюсти радиус изгиба.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, ступенчатая обработка краев экрана, аккуратная установка изоляционных и полупроводящих компонентов муфты. Для кабелей с СПЭ используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
• Заземление: Медные экраны (проволоки и ленты) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. Это необходимо для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания постоянным напряжением 52 кВ в течение 15 минут для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу2г отличается от АПвП2г?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвПу2г оболочка из усиленного полиэтилена (Пу), которая не имеет наружного защитного шланга («голый»). У АПвП2г – оболочка из обычного полиэтилена (П), поверх которой может накладываться броня и защитный шланг. Буква «г» в АПвП2г также означает «голый», но на практике часто подразумевает просто наличие брони. Конкретную конструкцию нужно уточнять в технических условиях. АПвПу2г более стоек к растрескиванию и агрессивным средам.

Почему для сечения 500 мм² часто используется секторная жила?

Секторная (сегментная) форма жилы позволяет более эффективно использовать пространство внутри кабеля. При прокладке трех одножильных кабелей на фазу (стандартная практика для сетей выше 1 кВ) круглые кабели образуют между собой значительные воздушные зазоры. Секторные кабели плотнее прилегают друг к другу, что уменьшает общий диаметр пучка, улучшает теплоотвод и снижает материалоемкость (меньше изоляции, брони, оболочки).

Как правильно выбрать сечение экрана (нулевой жилы) для кабеля АПвПу2г?

Сечение медных проволок экрана (нулевой жилы) нормируется стандартами и выбирается в зависимости от сечения основной жилы. Для кабеля 500 мм² стандартными являются экраны сечением 50 мм² или 70 мм². Выбор конкретного значения зависит от:

• Требований проекта (расчетный ток короткого замыкания).
• Использования этих проволок в качестве нулевого рабочего проводника (в сетях с глухозаземленной нейтралью).
• Необходимости обеспечения достаточной проводимости для защиты от токов однофазного КЗ.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г в земле без дополнительной защиты?

Да, можно, так как броня из стальных оцинкованных лент обеспечивает механическую защиту. Однако необходимо выполнить требования ПУЭ (Глава 2.3):

• Убедиться в отсутствии в месте прокладки блуждающих токов и высокой коррозионной активности.
• Выполнить подсыпку и засыпку траншеи мелкой землей без камней и строительного мусора.
• Уложить кабель на подготовленную «подушку» и защитить сверху сигнальной лентой или кирпичом.

В агрессивных грунтах (солончаки, болота, свалки, территории химических производств) рекомендуется применять кабель с наружной оболочкой из полиэтилена (шлангом) – например, АПвП2г.

Каковы главные преимущества изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной (БМИ)?

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для БМИ, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Отсутствие риска утечки масла и связанных с этим экологических проблем и необходимости обслуживания масляных систем.
• Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Возможность вертикальной прокладки без ограничения по высоте.
• Более простой монтаж муфт и оконцевателей.

Что означает требование «не распространяющий горение» для данного кабеля?

Кабель АПвПу2г, как правило, не имеет в маркировке индекса «нг», что означает «не распространяющий горение». Это связано с его одножильной конструкцией. Требования по нераспространению горения (испытание по категории А F/R) в основном предъявляются к многожильным силовым кабелям на напряжение до 1 кВ, которые прокладываются группами. Для кабелей на 6-35 кВ, особенно одножильных, основное внимание уделяется пожарной безопасности муфт и обеспечению токов короткого замыкания. Однако при специальном заказе может быть изготовлена версия с оболочкой из негорючего полиэтилена.