Кабель АПвПу2г 35 кВ 400 мм

Кабель АПвПу2г 35 кВ 400 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПу2г 35 кВ 400 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и характеристики строго регламентированы техническими условиями и стандартами, в частности, ТУ 16-705.499-2006 и международным стандартом МЭК 60502-2. Данный кабель является современной альтернативой кабелям с бумажно-масляной изоляцией, предлагая существенные преимущества по простоте монтажа, эксплуатационной надежности и допустимой токовой нагрузке.

Расшифровка маркировки АПвПу2г

Маркировка кабеля построена по буквенно-цифровой системе, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции:

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жилы из полиэтилена.
в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Буква «у» указывает на усиление, что критически важно для прокладки в земле без дополнительных защитных труб.
2г – обозначение типа бронепокрова: «2» – двойная броня из двух стальных оцинкованных лент, «г» – голый (отсутствие защитного покрова поверх брони).
35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (между фазой и землей – 20.2 кВ, между фазами – 35 кВ).
400 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу2г 35 кВ 400 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (реже – круглой многопроволочной), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Секторные жилы плотно прилегают друг к другу, формируя практически круглый сердечник.

2. Экран жилы (полупроводящий экран)

Наносится поверх жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена с добавлением сажи (технического углерода), что придает ему полупроводящие свойства. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм. Процесс сшивки (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании), механическую прочность и стойкость к трекингу.

4. Экран изоляции (полупроводящий слой)

Аналогичен экрану жилы. Наносится поверх основной изоляции и служит для симметрирования электрического поля и перехода к металлическому экрану.

5. Металлический экран

Выполнен в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. В кабелях на 35 кВ часто применяется комбинированный экран: медная лента в сочетании с медными проволоками (диаметром около 0.3 мм), уложенными поверх нее. Основные функции:

Защита от электромагнитных помех (экранирование).
Обеспечение симметрии электрического поля.
Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.

Сечение медного экрана нормируется для обеспечения стойкости к токам КЗ.

6. Поясная изоляция

Представляет собой ленту из полупроводящего материала, которая накладывается поверх скрученных изолированных жил. Выравнивает поле в межфазном пространстве.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между скрученными жилами заполняется эластичными материалами (например, жгутами из полипропилена) для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться разделительный слой из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или крепированной ленты.

8. Бронепокров

Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина и ширина лент нормированы. Назначение – защита от механических повреждений (удары, сдавливание, покусы грызунов) при прокладке в земле.

9. Наружная оболочка

Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам (кислотным и щелочным), а также к истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Параметр	Значение для кабеля 35 кВ 400 мм²	Примечание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	20.2 / 35 кВ (40.5 кВ)	U₀ – напряжение жила-земля, U – междуфазное, U_m – максимальное
Испытательное напряжение переменным током (50 Гц), 10 мин.	65 кВ	Для готового кабеля после изготовления
Испытательное напряжение постоянным током, 15 мин.	104 кВ	При приемо-сдаточных испытаниях на объекте
Допустимая длительная температура жилы	+90°C	В нормальном режиме работы
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 x D_каб	D_каб – наружный диаметр кабеля

Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле)

Фактическая допустимая токовая нагрузка зависит от условий прокладки: глубины, удельного теплового сопротивления грунта, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения. Приведены ориентировочные значения для стандартных условий (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт, один кабель в траншее).

Режим работы	Токовая нагрузка, А	Мощность (при √3·U·I), МВА
Длительный режим	~ 520 — 580 А	~ 31.5 — 35.2 МВА
В режиме перегрузки	До 700 А (кратковременно)	До 42.5 МВА

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвПу2г 35 кВ 400 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

Вводы и выводы на подстанциях и распределительных устройствах 35 кВ.
Межсекционные и межтрансформаторные связи на ПС 35/110 кВ.
Питающие линии от ГПП к цеховым подстанциям на крупных промышленных предприятиях (металлургия, нефтехимия, машиностроение).
Кабельные линии в городских и промышленных сетях 35 кВ, прокладываемые в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб.
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам (при условии защиты от прямых солнечных лучей).

Требования к монтажу

Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне траншеи обязательна подушка из мелкого сеянного грунта или песка толщиной 100-150 мм. После укладки кабель засыпается таким же слоем, затем укладывается механическая защита (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента) и производится обратная засыпка.
Радиус изгиба: Не менее 20 наружных диаметров кабеля при прокладке. При монтаже концевой муфты на месте – не менее 15 диаметров для гибкой части жилы.
Концевые и соединительные муфты: Обязательно применение специализированных муфт на 35 кВ, рассчитанных на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется тщательная заделка экранов и их заземление с двух сторон.
Заземление: Металлические экраны (броня и медный экран) должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

По сравнению с кабелем АСБ 35 кВ (с бумажно-масляной изоляцией и свинцовой оболочкой):

Преимущества: Большая допустимая токовая нагрузка (до +90°C против +70°C). Отсутствие риска утечки масла и необходимости в маслоподпитывающей аппаратуре. Меньший вес и радиус изгиба. Проще монтаж муфт. Длины поставки могут быть больше (отсутствие ограничений по разности уровней).
Недостатки: Более высокая чувствительность к качеству монтажа муфт (требуется чистота, отсутствие частичных разрядов). Более высокая стоимость самого кабеля (хотя общие затраты на линию могут быть ниже из-за простоты монтажа).

По сравнению с кабелем ПвП 35 кВ (без брони):

Преимущества АПвПу2г: Наличие стальной брони позволяет прокладывать кабель непосредственно в земле без дополнительных защитных труб, что снижает капитальные затраты. Высокая механическая защищенность.
Недостатки АПвПу2г: Больший вес и диаметр, несколько более сложный монтаж из-за необходимости разделки брони.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвПу2г от АПвП2г?

Ключевое отличие – в материале наружной оболочки. У АПвПу2г оболочка из полиэтилена (буква «у» в маркировке часто опускается, но подразумевает «усиленная»), у АПвП2г – из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка (Пу) обладает лучшей влагостойкостью, стойкостью к агрессивным средам и истиранию, что предпочтительнее для прокладки непосредственно в грунте. ПВХ-оболочка (в) может применяться в более мягких условиях или при прокладке в кабельных сооружениях.

Как правильно выбрать сечение экрана заземления для этого кабеля?

Сечение заземляющего проводника, соединяющего металлические экраны и броню, должно быть согласовано с параметрами релейной защиты и требованиями ПУЭ (Глава 1.7). Ориентировочно, для кабелей 35 кВ сечение медного проводника для соединения экранов рекомендуется не менее 50-70 мм². Точный расчет должен учитывать ток однофазного КЗ и время его отключения защитой, чтобы обеспечить термическую стойкость.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г 35 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно, но с учетом двух важных ограничений. Во-первых, полиэтиленовая оболочка не имеет устойчивости к ультрафиолетовому излучению. При открытой прокладке на солнечном свете необходимо защищать кабель (например, гофрой, лотками с крышками) или выбирать кабель с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (специальная маркировка). Во-вторых, необходимо выполнить расчет механических нагрузок (ветровых, ледовых) и обеспечить соответствующее крепление.

Каков срок службы кабеля АПвПу2г 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется в первую очередь качеством монтажа муфт и отсутствием внешних механических повреждений.

Какой контроль при приемке кабеля на склад или объект является обязательным?

Визуальный осмотр барабана и открытых участков оболочки на отсутствие механических повреждений.
Проверка наличия и соответствия паспорта (сертификата) на кабель.
Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В (значение должно быть не менее сотен МОм·км).
Проверка целостности и фазировки жил.
На объекте высоковольтные испытания постоянным током (104 кВ в течение 15 минут) являются обязательными перед вводом в эксплуатацию.

Почему для соединения такого кабеля нельзя использовать муфты для бумажно-масляных кабелей?

Конструкция и принцип работы муфт принципиально разные. Для кабелей с XLPE изоляцией критически важно обеспечить плавный градиент электрического поля с помощью встроенных экранов (геометрических или capacitive stress control элементов), полную герметизацию от влаги и отсутствие воздушных включений. Муфты для маслонаполненных кабелей не решают этих задач для полиэтиленовой изоляции, что неизбежно приведет к пробою в эксплуатации.

Кабель АПвПу2г 35 кВ 400 мм