Кабель АПвПу2гж 35 кВ 300 мм

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 300 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвПу2гж 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 300 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Данная марка является современной, надежной альтернативой маслонаполненным и кабелям с бумажной изоляцией и соответствует последним требованиям нормативной документации в области передачи и распределения электроэнергии.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж 35 кВ 300 мм²

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – по ГОСТ 31996, обозначает вулканизированный полиэтилен).
• 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 защитного покрова: «2» – броня из двух оцинкованных стальных лент, «г» – отсутствие защитного покрова (гидроизоляционной подушки) под броней. Конструкция «2г» подразумевает наложение брони непосредственно на экран.
• ж – наличие жилы для продольной герметизации. Это заполнитель в виде гидрофобного жгута, который препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения внешней оболочки.
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт (междуфазное). Кабель рассчитан на работу в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.
• 300 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвПу2гж является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную электротехническую или механическую функцию.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААЕ по ГОСТ 22483), секторной или сегментной формы для компактности. Жила может быть однопроволочной (при сечениях до 400-500 мм², в зависимости от ТУ) или многопроволочной. Для 300 мм², как правило, применяется многопроволочная уплотненная жила.
• 2. Экран по жиле. Полупроводящий экструдированный слой, накладываемый непосредственно на жилу. Выравнивает электрическое поле, устраняя микродефекты на поверхности жилы и предотвращая локальные концентрации напряженности.
• 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 35 кВ составляет 10,5 мм (согласно ГОСТ 31996-2012). Материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допускает длительную работу при температуре жилы до 90°C и перегрузки до 130°C) и стойкостью к трекингу.
• 4. Экран по изоляции. Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрическое концентрическое электрическое поле вокруг изоляции.
• 5. Медные экраны. Поверх экрана по изоляции наложены экранирующие элементы: медные ленты или проволоки, наложенные спирально. Их основная функция – обеспечение симметрии электрического поля, отвод емкостных токов, а также использование в системах защиты (например, для устройства продольной дифференциальной защиты). Для сечения 300 мм² экран, как правило, имеет минимальное сечение 25 мм².
• 6. Разделительный слой. Битумизированная лента или полимерная пленка, наложенная поверх медных экранов для защиты их от коррозии при контакте с броней.
• 7. Броня. Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Ленты наматываются встречно, что обеспечивает гибкость и устойчивость к механическим воздействиям (растяжение, сдавливание, точечные удары).
• 8. Наружная оболочка. Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке). Толщина оболочки для кабелей с броней составляет не менее 3,0 мм (для диаметра кабеля свыше 30 мм). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам, химическим веществам и обладает хорошими механическими свойствами.
• 9. Жила продольной герметизации («ж»). Располагается под броней или в межброневом пространстве. Представляет собой жгут из гидрофобного материала.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2гж 35 кВ 1х300 мм²

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)	ГОСТ 31996-2012
Система измерения напряжения	Переменный ток, частота 50 Гц	—
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90 °C	ГОСТ 31996-2012
Максимальная температура жилы при перегрузке	+130 °C (не более 100 ч/год, 8 ч/сут)	ГОСТ 31996-2012
Максимальная температура при коротком замыкании	+250 °C (длительность КЗ не более 5 с)	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15 °C	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	20 x D (наружного диаметра кабеля)	Рекомендация производителя
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км	ГОСТ 31996-2012
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) для прокладки в земле*	~ 450-520 А	ПУЭ 7 изд., расчетные данные
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C	Не более 0.0601 Ом/км	ГОСТ 22483-2012

• Точное значение зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, глубины заложения, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 300 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 35 кВ. Основные сферы применения:

• Создание кабельных вставок и линий в распределительных сетях 35 кВ.
• Питание мощных потребителей: промышленных предприятий, насосных и компрессорных станций, горно-обогатительных комбинатов.
• Вывод мощности с подстанций и распределительных пунктов.
• Прокладка в качестве вводов на территории объектов.
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях, при условии отсутствия риска механических повреждений (броня обеспечивает защиту).

Условия эксплуатации:

• Прокладка в земле (траншеях) с любой степенью коррозионной активности, включая блуждающие токи, при условии отсутствии растягивающих усилий.
• Прокладка в воде (по дну водоемов) не рекомендуется стандартной конструкцией, для этого существуют модификации с свинцовой оболочкой (АПвПу).
• Окружающая среда: от -50°C до +50°C.
• Относительная влажность воздуха при +35°C: до 98%.
• Монтаж кабеля должен производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах требуется предварительный подогрев.

Особенности монтажа и прокладки

Прокладка кабеля АПвПу2гж 35 кВ требует соблюдения строгих правил, изложенных в ПУЭ 7-е издание, СНиП 3.05.06-85 и инструкциях заводов-изготовителей.

• Подготовка траншеи. Глубина заложения от планировочной отметки должна быть не менее 0,7-1,0 м. На дне траншеи устраивается песчаная или просеянная мягкая грунтовая подушка толщиной не менее 100 мм.
• Укладка кабеля. Кабель укладывается «змейкой» без натяжения. Радиус изгиба должен строго соблюдаться и составлять не менее 20 наружных диаметров кабеля. Для кабеля 300 мм² наружный диаметр составляет примерно 80-85 мм, следовательно, минимальный радиус изгиба – 1,6-1,7 м.
• Защита. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней слоем в 100-150 мм, после чего укладывается механическая защита – сигнальная лента или кирпич. Затем траншея засыпается полностью.
• Монтаж муфт. Для соединения и оконцевания используются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые) на 35 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена. Критически важна чистота и соблюдение технологии обдирки экранов при монтаже.
• Заземление. Медные экраны кабеля, а также броня должны быть заземлены с двух концов линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты. В случае большой длины линии (> 500-1000 м) требуется перекрестное заземление экранов для снижения наведенных напряжений.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвПу2гж 35 кВ:

• Высокая надежность: Сшитый полиэтилен не стареет, не впитывает влагу, обладает высокой стойкостью к тепловым перегрузкам.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие необходимости в системах подпитки маслом или поддержания давления, как у маслонаполненных кабелей.
• Более высокая допустимая температура: Длительно допустимая температура +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Устойчивость к механическим повреждениям: Броня из стальных лент и прочная полиэтиленовая оболочка надежно защищают от внешних воздействий.
• Продольная герметизация: Наличие гидрофобного жгута («ж») повышает надежность при локальных повреждениях оболочки.

Недостатки:

• Относительно высокая стоимость: Выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией (АСБл), но ниже, чем у маслонаполненных.
• Чувствительность к качеству монтажа: Требует высокой квалификации персонала при монтаже муфт, так как нарушение технологии приводит к пробою.
• Чувствительность к дендритным образованиям («древесным» разрядам): В случае наличия микроскопических включений или пустот в изоляции под действием электрического поля могут развиваться необратимые трекинговые разряды. Современные технологии производства свели этот риск к минимуму.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу2гж от АПвПу2г?

Буква «ж» в конце маркировки указывает на наличие элемента для продольной герметизации – гидрофобного жгута. В кабеле АПвПу2г такой жгут отсутствует. Наличие «ж» повышает стойкость кабеля к распространению влаги вдоль оси в случае локального повреждения оболочки.

Можно ли прокладывать данный кабель в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Полиэтиленовая оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению. Однако при открытой прокладке необходимо учитывать механические воздействия (ветровые нагрузки, обледенение) и предусматривать дополнительные крепления. Также необходимо выполнить расчет допустимого тока нагрузки для прокладки в воздухе, который будет отличаться от значения для прокладки в земле.

Какой ток короткого замыкания выдерживает кабель 300 мм² и как его рассчитать?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется по формуле: I = S √(K / t), где S – сечение жилы (300 мм²), t – время действия защиты (обычно 0,1-1 с), K – коэффициент, зависящий от материала жилы и допустимой температуры. Для алюминия при конечной температуре +250°C K ≈ 92. Например, за 1 с кабель выдержит Iкз = 300 √(92 / 1) ≈ 2877 А. Точные данные должны быть указаны в паспорте кабеля.

Требуется ли для данного кабеля система контроля изоляции?

Для кабельных линий 35 кВ, согласно ПУЭ, рекомендуется устройство систем постоянного контроля изоляции (например, с помощью устройств типа «Поиск» или аналогов). Это позволяет оперативно выявлять развивающиеся дефекты изоляции и планировать ремонтные работы, предотвращая аварийный выход линии из строя.

Что означает «усиленная оболочка из полиэтилена» (Пу)?

Это означает, что толщина наружной полиэтиленовой оболочки превышает стандартную толщину для кабелей общего назначения и соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 для кабелей, предназначенных для прокладки в земле без дополнительных защитных труб. Это обеспечивает повышенную стойкость к механическим повреждениям, истиранию и агрессивным средам.

Как правильно выбрать сечение 300 мм²? На чем основан этот выбор?

Выбор сечения 300 мм² является результатом комплексного расчета:

• По допустимому длительному току нагрузки: Ток нагрузки объекта должен быть меньше I_дл для конкретных условий прокладки.
• По потере напряжения: Падение напряжения в линии не должно превышать допустимых значений (обычно ±5% от номинального).
• По термической стойкости к току КЗ: Рассчитанное сечение должно быть не менее сечения, полученного из формулы термической стойкости.
• По экономической плотности тока: Для заданного числа часов использования максимума нагрузки определяется экономически целесообразное сечение (регламентировано ПУЭ).

Сечение 300 мм² часто является оптимальным для линий 35 кВ со средней и высокой мощностью (порядка 20-30 МВА).

Заключение

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 300 мм² представляет собой современное, технологичное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленной бронезащиты и системы продольной герметизации, обеспечивает высокий уровень надежности, долговечности и удобства эксплуатации. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля в строгом соответствии с ПУЭ и технической документацией являются залогом безаварийной работы энергетического объекта на протяжении всего срока службы, который составляет не менее 30 лет.