Кабель АПвПу2г 3х240
Кабель АПвПу2г 3х240: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвПу2г 3х240 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в броне из стальных оцинкованных проволок, с защитным покровом из полимерной композиции, не распространяющей горение. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность при прокладке в земле (траншеях), в кабельных каналах, туннелях, шахтах, в условиях агрессивных сред и при наличии риска механических повреждений.
Расшифровка маркировки АПвПу2г 3х240
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных проволок круглого профиля.
- 2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие дополнительной защитной оболочки поверх брони, «г» – герметизация (водоблокирующие элементы) или защитный покров из полимерной композиции, не поддерживающей горение.
- 3х240 – три основные токопроводящие жилы сечением 240 мм² каждая.
- Экструдированный полупроводящий слой – накладывается непосредственно на изоляцию, устраняет микрополости и выравнивает поверхность.
- Экран из электропроводящей медной ленты или полупроводящей ленты с медными проволоками.
- Медная проволока-дренаж – предназначена для выравнивания потенциала и отвода токов утечки.
- Магистральные и распределительные линии 6-20 кВ в городских и промышленных электросетях.
- Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, заводских цехов.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
- Прокладка в кабельных каналах, блоках, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
- Участки с риском механических повреждений (растяжения, вибрация, удары).
- Районы с умеренным и холодным климатом (от -50°C до +50°C).
- Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от повреждений и позволяет воспринимать значительные растягивающие нагрузки.
- Коррозионная стойкость: Оцинкованная броня и наружная полимерная оболочка защищают от влаги и агрессивных сред.
- Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен обладает высокой диэлектрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и перегрузкам.
- Допустимая температура нагрева: +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией.
- Упрощенный монтаж: Отсутствие ограничений по перепаду высот, характерных для маслонаполненных кабелей.
- Большая масса и радиус изгиба: Усложняют транспортировку и монтаж на сложных трассах.
- Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями без брони или с бумажной изоляцией.
- Необходимость специального инструмента для разделки концов и квалифицированного монтажа муфт.
- Требует заземления брони с двух сторон для безопасности и защиты от наведенных токов.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 0,7 м. Дно траншеи должно быть очищено от камней и засыпано песчаной подушкой (10 см). После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и защищается сигнальной лентой или плитами.
- Защита от коррозии: В грунтах с высокой коррозионной активностью или при наличии блуждающих токов требуется катодная защита или применение дополнительных коррозионно-стойких покрытий.
- Заземление: Броня и экраны жил должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для безопасности и обеспечения нормальной работы защит.
- Монтаж муфт: Необходимо использовать соединительные и концевые муфты, предназначенные specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Требуется строгое соблюдение технологии очистки, полупроводящих и изоляционных слоев.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением выпрямленного тока или переменным напряжением 0,1 Гц (VLF) в соответствии с ПУЭ.
Конструкция кабеля АПвПу2г 3х240
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает долговечность и стабильность работы в тяжелых условиях.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или сегментной формы (для оптимизации заполнения пространства и уменьшения общего диаметра кабеля) из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Класс гибкости 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Сечение 240 мм² является стандартным для магистральных и распределительных сетей среднего напряжения.
2. Экранирование жилы
Каждая жила имеет трехслойный экран, обеспечивающий равномерное распределение электрического поля:
3. Изоляция
Изоляция каждой жилы выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или химической сшивки. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (например, для 10 кВ – не менее 3,4 мм). Сшитый полиэтилен сохраняет диэлектрические свойства при температуре до 90°C в длительном режиме и до 250°C при коротком замыкании.
4. Заполнение и поясная изоляция
Пространство между изолированными жилами заполняется экструдированным или наложенным в виде жгутов невулканизированной резиновой смесью (НРМ) или аналогичным материалом для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящего или изоляционного материала.
5. Оболочка (внутренняя)
Внутренняя оболочка из ПВХ пластиката служит для защиты изоляции жил от увлажнения и механических воздействий на этапе монтажа брони.
6. Броня
Броня типа «Пу» – это повив стальных оцинкованных проволок круглого сечения, наложенных поверх внутренней оболочки. Проволоки оцинковываются для защиты от коррозии. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
7. Защитный покров (внешняя оболочка)
Поверх брони накладывается защитный покров из полимерной композиции (ПВХ пластикат пониженной горючести). Индекс «2г» указывает на то, что этот покров выполняет также функцию защиты брони от коррозии в агрессивных грунтах. Материал оболочки не распространяет горение при групповой прокладке.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Номинальные параметры кабеля АПвПу2г 3х240
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ), 8.7/15 кВ (17.5 кВ), 12/20 кВ (24 кВ) |
| Количество и сечение основных жил | 3 жилы, 240 мм² |
| Максимально допустимая температура жилы в длительном режиме | +90°C |
| Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа (10 мин) | Для кабеля на 10 кВ: 2U0 + 10 кВ = 30 кВ |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м) | ~340-360 А (зависит от конкретных условий прокладки и напряжения) |
Таблица 2. Габаритные, весовые и электрические параметры (ориентировочно для 8.7/15 кВ)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | 65-75 |
| Масса 1 км кабеля, кг | 7000-8500 |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.125 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11-0.13 |
| Емкостное сопротивление, Ом/км | ~0.15-0.20 |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвПу2г 3х240 предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Основные сферы применения:
Важное ограничение: Прокладка по вертикальным и наклонным трассам с большим перепадом высот требует специальных мер крепления из-за значительного собственного веса кабеля.
Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2г 3х240
Преимущества:
Недостатки:
Сравнение с аналогами
Выбор конкретной марки кабеля зависит от условий прокладки и экономических соображений.
Таблица 3. Сравнение кабеля АПвПу2г с близкими аналогами
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|
| АПвПу2г | Алюминиевая жила, XLPE-изоляция, броня из проволок, защитный покров. Полная защита от мех. повреждений. | Прокладка в земле (траншеях) с высокими механическими требованиями, в агрессивных грунтах. |
| АПвБбШп | Броня из двух стальных оцинкованных лент (тип «Бб»). Меньшая стойкость к растяжению, но лучшая гибкость и меньшая стоимость. | Прокладка в земле без значительных растягивающих нагрузок, в кабельных сооружениях. |
| АПвПг | Отсутствие брони («Пг» – защитная оболочка). Легче и дешевле, но нет защиты от механических повреждений. | Прокладка в кабельных каналах, туннелях, помещениях, где исключен риск повреждения. |
| ЦАСБл | Жила из меди, бумажно-пропитанная изоляция, броня из лент, свинцовая оболочка. Большая масса, ограничение по перепаду высот, требуется специальная оснастка для монтажа. | Специальные объекты, где исторически применяются кабели с бумажной изоляцией. Постепенно вытесняется кабелями с XLPE. |
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: В чем принципиальная разница между броней «Пу» (проволоки) и «Бб» (ленты)?
Броня типа «Пу» из стальных оцинкованных проволок, наложенных повивом, предназначена в первую очередь для восприятия растягивающих нагрузок (протяжка в блоках, туннелях, наклонные участки с большим собственным весом кабеля). Броня типа «Бб» из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием, обеспечивает защиту в основном от ударных механических воздействий (лопата, камни в грунте), но плохо работает на растяжение. Выбор зависит от преобладающего вида механической угрозы на трассе.
Вопрос 2: Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г в воде?
Нет, напрямую в воде (реки, озера, подтопляемые коллекторы) прокладывать данный кабель не рекомендуется. Хотя конструкция имеет высокую степень герметизации («г»), она не предназначена для длительного погружения в воду под давлением. Для прокладок в водных преградах применяются специальные кабели с гидростатической защитой (например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой – марки АПвПу2г, но с дополнительными требованиями).
Вопрос 3: Какой срок службы у этого кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвПу2г, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и в пределах допустимых токовых нагрузок, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и определяется условиями окружающей среды, качеством монтажа соединительных муфт и режимом работы сети.
Вопрос 4: Почему в маркировке указано «2г», а не просто «Шв»?
Индекс «2г» является более современным и информативным согласно актуальным ГОСТ и ТУ. Он указывает на наличие двух защитных элементов: 1) броня, 2) герметизирующий или защитный покров поверх брони. «Шв» – более старый индекс, означающий «защитный покров в виде выпрессованного шланга из ПВХ». По сути, для кабеля в проволочной броне «2г» часто подразумевает аналог «Шв», но с акцентом на функцию герметизации от влаги.
Вопрос 5: Как определить необходимое сечение 240 мм²? Можно ли использовать кабель меньшего сечения?
Сечение 240 мм² выбирается на основе расчета токовой нагрузки, потерь напряжения, термической стойкости при коротком замыкании и экономической плотности тока. Для магистральных линий 6-20 кВ это одно из самых распространенных сечений, балансирующее между пропускной способностью (~350 А) и стоимостью. Использование меньшего сечения (например, 150 мм²) возможно только если расчетный ток нагрузки, ток КЗ и потери напряжения укладываются в нормы ПУЭ. Решение принимается на этапе проектирования.
Вопрос 6: Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель заземляющий проводник на изоляторе?
Да, обязательно. Концевые муфты (КНТП, ПСТк) для кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена имеют конструкцию, которая включает в себя заземляющий проводник, соединяющий экран кабеля с землей. Этот проводник монтируется вдоль изолятора муфты и обеспечивает безопасный сток заряда и потенциала с экрана жилы. Его отсутствие или неправильный монтаж недопустимы.
Заключение
Кабель АПвПу2г 3х240 является современным, надежным и универсальным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения 6-20 кВ в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и прочной проволочной брони, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и стойкость к сложным условиям окружающей среды. Правильный выбор данной марки кабеля, грамотный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом создания устойчивой и безопасной кабельной линии.