Кабель АПвПу2гж 20 кВ 630 мм
Кабель АПвПу2гж 20 кВ 630 мм²: полный технический обзор
Кабель АПвПу2гж 20 кВ с сечением жилы 630 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в условиях повышенной влажности, включая прокладку в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах). Расшифровка маркировки АПвПу2гж является ключом к пониманию его устройства и областей применения.
Расшифровка маркировки АПвПу2гж
- А – материал жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: сшитый полиэтилен (ПВХ в данной маркировке не используется, «П» обозначает полиэтиленовую изоляцию).
- в – материал оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
- Пу – тип защитного покрова: усиленная броня из стальных оцинкованных проволок (индекс «у» – усиленный).
- 2г – обозначение гидроизоляции: «2» – двойная защита от влаги (продольная герметизация алюмополимерной лентой и подушка под броней), «г» – водоблокирующие ленты или заполнители в броне.
- ж – форма жилы: жила секторная или сегментная (в данном случае, для 630 мм², как правило, применяется сегментная форма).
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 630 мм² жила выполняется многопроволочной, уплотненной, сегментной формы. Сегментная форма позволяет оптимально заполнить внутреннее пространство кабеля, уменьшить его общий диаметр и массу по сравнению с круглой жилой аналогичного сечения.
- Экран по жиле. Полупроводящий экструдированный слой, накладываемый непосредственно на жилу. Выравнивает электрическое поле и предотвращает локальные концентрации напряженности.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 20 кВ составляет 8,0 мм (по ГОСТ 18410-73 или ТУ 16.К71-335-2004). Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Экран по изоляции. Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг жилы.
- Медные проволоки. Находятся поверх экрана по изоляции. Выполняют функцию нулевого (заземляющего) экрана. Обеспечивают симметрию электрического поля и предназначены для отвода токов утечки и токов короткого замыкания. Сечение медных проволок нормируется.
- Разделительный слой. Как правило, выполнен из полиэтилентерефталатной (лавсановой) или поливинилхлоридной ленты. Отделяет экран от брони.
- Герметизирующий слой. Алюмополимерная лента, наложенная продольной перекрывающейся обмоткой. Обеспечивает продольную герметизацию кабеля, препятствуя проникновению влаги вдоль оси.
- Подушка под броню. Битумный состав или крепированная бумага, наложенная поверх герметизирующего слоя. Защищает нижележащие элементы от механического воздействия брони.
- Броня. Выполнена из оцинкованных стальных проволок, наложенных спиральной обмоткой. Индекс «у» (усиленная) указывает на повышенную механическую прочность. Броня защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
- Заполнитель в броне (для индекса «г»). Водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель в межброневом пространстве, препятствующий продольному распространению влаги в случае повреждения внешней оболочки.
- Наружная оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с повышенной влажностью.
- Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.
- Подвод к крупным промышленным предприятиям, трансформаторным подстанциям, распределительным пунктам городских сетей.
- Устройство вводов на территории объектов, где присутствует риск механических повреждений.
- АПвПуг 20 кВ: Броня из стальных оцинкованных лент. Менее устойчив к растягивающим нагрузкам, но более гибкий и имеет меньший радиус изгиба по сравнению с проволочной броней. Кабель АПвПу2гж с проволочной броней предпочтительнее при риске значительных растягивающих усилий (например, на крутых склонах).
- АПвБбШп 20 кВ: Броня из стальных лент и оболочка из полиэтилена. Не имеет продольной герметизации алюмополимерной лентой и водоблокирующих элементов («2г»), поэтому его стойкость к продольному проникновению влаги ниже.
- Кабель с медной жилой (ПвПу2гж): Имеет большее допустимое токовое сечение и меньшее сопротивление, но значительно дороже. Выбор в пользу алюминия экономически оправдан в большинстве случаев при условии соблюдения требований по токовой нагрузке.
- Прокладка должна осуществляться при температуре окружающей среды не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный подогрев кабеля.
- При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, защита от повреждений кирпичом или сигнальной лентой, и обратная засыпка мягким грунтом без камней.
- Обязательно заземление медных экранов и брони с двух сторон кабельной линии. Заземление экранов должно быть выполнено по одному из утвержденных схем (одностороннее, двустороннее, поперечное).
- При соединении и ответвлении необходимо использовать специализированные кабельные муфты (соединительные, концевые) на напряжение 20 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена и герметизированной конструкцией.
- Допустимые усилия при тяжении кабеля регламентируются и не должны превышать значений, указанных в технических условиях. Использование кабельных чулок, соответствующих весу и конструкции кабеля, обязательно.
- Двустороннее заземление (экран заземлен с обоих концов): Наиболее распространенная схема. Обеспечивает нулевой потенциал экрана, но приводит к циркуляции уравнительных токов в экране при несимметричных нагрузках, вызывая дополнительные потери. Применяется на линиях средней длины.
- Одностороннее заземление: Исключает циркуляцию токов по экрану, но при этом экран на незаземленном конце будет находиться под некоторым потенциалом, что требует изоляции концевой муфты и представляет опасность для персонала. Применяется реже, на коротких линиях.
- Поперечное заземление (cross-bonding): Используется на длинных кабельных линиях (обычно более 1 км). Кабельная линия разбивается на три примерно равных участка, экраны которых transponруются и заземляются в специальных соединительных муфтах. Эта схема практически полностью устраняет потери в экранах.
- Визуальный осмотр барабанов и кабеля на отсутствие механических повреждений.
- Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В.
- После прокладки и монтажа муфт – проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 75 кВ в течение 15 минут.
- Проверка целостности и правильности заземления экранов и брони.
- Испытание устройств релейной защиты и автоматики, привязанных к данной линии.
- Оформление исполнительной документации, включая протоколы испытаний, схемы прокладки и заземления.
Таким образом, кабель имеет алюминиевую жилу, изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE), герметизированную конструкцию и усиленную броню.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвПу2гж 20 кВ 630 мм² является многослойной и включает в себя следующие ключевые элементы:
Основные технические характеристики
Электрические параметры
Параметры приведены для кабеля с алюминиевой жилой 630 мм² на напряжение 20 кВ.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 12/20 | U0 – напряжение между жилой и землей/экраном, U – междуфазное напряжение |
| Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ | 24 | |
| Испытательное переменное напряжение 50 Гц, кВ | 45 | Продолжительность испытания – 10 мин. |
| Испытательное постоянное напряжение | 75 | Продолжительность испытания – 15 мин. |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Допустимая температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 сек. |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.0471 | Согласно ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.11 – 0.13 | Зависит от конструкции и расстояния между кабелями |
| Емкостной ток, А/км | ~1.5 – 2.0 | Ориентировочное значение |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~500 – 580 | Зависит от условий прокладки (грунт, воздух, температура) |
Механические и эксплуатационные параметры
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур | От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева до -15°C) |
| Строительная длина | Не менее 250 м (может быть оговорена в заказе) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Гарантийный срок эксплуатации | 5 лет с даты ввода в эксплуатацию, но не более 6 лет с даты изготовления |
Области применения и условия прокладки
Кабель АПвПу2гж 20 кВ 630 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей среднего напряжения. Основные сферы использования:
Важно: Прокладка в блоках, трубах или в условиях с высокой коррозионной активностью (солончаки, шлакоотвалы и т.п.) требует дополнительного анализа и может быть не рекомендована без дополнительных защитных мер. Прокладка в воздухе возможна, но броня в этом случае выполняет функцию защиты от внешних механических воздействий, а не от растягивающих нагрузок.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
При выборе кабеля на 20 кВ необходимо учитывать следующие альтернативы:
Ключевые преимущества АПвПу2гж 20 кВ 630 мм²: высокая механическая прочность за счет проволочной брони, надежная защита от проникновения влаги (конструкция «2г»), стойкость изоляции XLPE к перегрузкам и термическому старению.
Требования к монтажу и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается кабель с индексом «2г» от кабеля с индексом «г»?
Индекс «2г» указывает на наличие двух барьеров против влаги: 1) продольная герметизация алюмополимерной лентой под бронёй, которая препятствует проникновению влаги вдоль оси кабеля; 2) водоблокирующие элементы (ленты или заполнители) в броне («г»). Кабель только с индексом «г» имеет только водоблокирующие элементы в броне, но не имеет сплошного алюминиевого барьера. Конструкция «2г» обеспечивает более высокую степень защиты от влаги, особенно при длительном частичном затоплении трассы.
Почему для сечения 630 мм² применяется сегментная (секторная) жила?
Сегментная форма жилы позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля по сравнению с круглой многопроволочной жилой того же сечения. Это приводит к экономии материалов на изоляцию, броню и оболочку, облегчает транспортировку и монтаж, а также позволяет оптимизировать использование пространства в кабельных сооружениях.
Как правильно выбрать схему заземления экранов для кабеля АПвПу2гж 20 кВ?
Выбор схемы зависит от длины линии и требований к релейной защите.
Окончательное решение должно приниматься на основе проекта, согласованного с энергоснабжающей организацией.
Можно ли проложить кабель АПвПу2гж в одном лотке с кабелями низкого напряжения?
ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) разрешают совместную прокладку силовых кабелей до и выше 1000 В. Однако рекомендуется соблюдать разделение по уровням напряжения. При совместной прокладке в одном лотке (коробе, на полке) кабели на напряжение выше 1 кВ должны быть отделены от кабелей на напряжение до 1 кВ перегородкой или размещены на разных уровнях с соблюдением расстояний. Также необходимо учитывать тепловое воздействие и возможность повреждения при КЗ.
Каков порядок приемки и ввода в эксплуатацию кабельной линии на основе АПвПу2гж?
Процедура включает:
Как определить необходимое сечение жилы, если 630 мм² кажется избыточным?
Сечение жилы выбирается по расчетному току нагрузки с учетом условий прокладки (температура грунта/воздуха, количество кабелей в траншее, теплопроводность среды) и экономической плотности тока. Для напряжения 20 кВ и мощностей в десятки МВА сечение 630 мм² является типовым и часто оптимальным. Точный расчет должен производиться в соответствии с ПУЭ (глава 1.3) с использованием методов, учитывающих допустимый нагрев жилы, потери напряжения и экономические факторы. Недостаточное сечение приведет к перегреву кабеля, сокращению срока службы и повышенным потерям электроэнергии.