Кабель АПвПу2гж 35 кВ 70 мм²: полный технический обзор

Кабель марки АПвПу2гж 35 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 70 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения долговечной и надежной работы в распределительных сетях среднего класса напряжения 35 кВ (до 42 кВ в продолжительном режиме). Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его устройства: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), Пу – защитная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты + алюмополимерная лента), ж – наличие желоба для контроля целостности внешней оболочки (встроенный проводник-индикатор).

Конструктивное устройство кабеля АПвПу2гж 35 кВ 70 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Последовательность слоев от центра к периферии следующая:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал А5Е или А7Е по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечения 70 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Жила уплотненная, что уменьшает межпроволочное пространство и улучшает стабильность формы.
• Экран на жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы экструзионным способом в виде слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях токопроводящей жилы, что критически важно для кабелей на напряжение 35 кВ.
• Изоляция. Основной диэлектрический барьер, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 18410 или ТУ 16-705.500-2006) и для напряжения 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм. Материал обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловым перегрузкам (допускает нагрев до 90°C в продолжительном режиме) и отличными диэлектрическими характеристиками.
• Экран на изоляции (полупроводящей экран). Второй слой полупроводящего сшитого полиэтилена, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле он создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Металлический экран. Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно с перекрытием, или в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана на изоляции. В кабеле АПвПу2гж чаще применяется ленточный экран. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания. Сечение медного экрана нормируется.
• Герметизация. Система «2г» включает два элемента:
  • Слой гидрофобных (водоблокирующих) лент или нитей. При контакте с влагой материал разбухает, герметизируя возможные повреждения.
  • Алюмополимерная лента (ЛАП), состоящая из алюминиевой фольги и полимерной пленки. Она служит барьером для продольной диффузии влаги и обеспечивает дополнительную механическую защиту.
• Защитная оболочка. Внешний слой из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвенным средам (кислоты, щелочи), коррозии и механическим воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.
• Встроенный проводник-индикатор (желоб «ж»). Под оболочкой вдоль кабеля располагается медный проводник малого сечения. Его предназначение – обнаружение механических повреждений внешней оболочки. При пробое оболочки и контакте этого проводника с землей или влагой срабатывает система мониторинга, сигнализируя о необходимости ремонта.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвПу2гж 35 кВ 70 мм² регламентируются техническими условиями производителей, разработанными на основе ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 30 и 35 кВ) и других стандартов.

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	20/35 кВ (42 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее
Сечение основной жилы	70 мм²	Согласно ГОСТ 22483
Максимально допустимая температура жилы	+90°C (длительно), +130°C (при КЗ, до 4 сек), +250°C (при перегрузке)	Характеристики изоляции XLPE
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-15°C	При более низкой температуре требуется прогрев
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x (наружный диаметр кабеля)	Для многожильных кабелей с секторными жилами
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,443 Ом/км	Для алюминиевой жилы
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)	~200-220 А*	*Зависит от условий прокладки (грунт, воздух, температура)
Емкость	~0,30 мкФ/км	Приблизительное значение
Индуктивное сопротивление	~0,15 Ом/км	Приблизительное значение

Таблица 2. Условия прокладки и эксплуатации

Фактор	Требования и допуски
Способ прокладки	В земле (траншеях) с защитой от механических повреждений (песчаная подсыпка, сигнальная лента, кирпич или плиты), в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам. Не предназначен для прокладки в воде.
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного макроклиматических районов).
Высота над уровнем моря	До 4500 м.
Окружающая среда	Не распространяет горение при одиночной прокладке. Стойкость оболочки к агрессивным грунтам.

Области применения и особенности проектирования

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 70 мм² применяется для создания и модернизации участков распределительных сетей 35 кВ. Основные объекты использования:

• Отходящие линии от подстанций 110/35 кВ к распределительным подстанциям 35/6(10) кВ.
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, горно-обогатительные комбинаты).
• Кабельные вставки на ВЛ 35 кВ в условиях сложной городской застройки или пересечений с инженерными сооружениями.
• Соединение распределительных устройств (ОРУ) на территории крупных энергоемких объектов.

При проектировании трассы необходимо выполнить расчет допустимой токовой нагрузки с учетом конкретных условий: температуры грунта, его теплового сопротивления, наличия других кабелей в одной траншее (коэффициент снижения нагрузки при параллельной прокладке). Для кабеля 70 мм² при прокладке в земле (глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, тепловое сопротивление 1.2 К·м/Вт) I_доп составляет около 200 А. При прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C) значение может быть выше (~220 А).

Обязательным является расчет потерь напряжения и токов короткого замыкания. Сечение 70 мм², при относительно небольшом токе нагрузки, часто выбирается из условия термической стойкости к току КЗ и обеспечения необходимой пропускной способности с учетом развития сети.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля АПвПу2гж требует соблюдения строгих правил:

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Раскатка: Запрещено сбрасывать барабан с транспортного средства. Радиус изгиба при раскатке не должен быть менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Прокладка в траншее: Глубина – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне – песчаная или просеянная мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. После укладки – засыпка тем же песком слоем 100 мм с последующей укладкой механической защиты (кирпич, бетонные плиты, полимерные щиты) и сигнальной ленты. Затем – обратная засыпка.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных (СТО) и концевых (КНт, КНвп). Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции и экранов, монтаж изоляционного корпуса, заполнение компаундом или термоусадку, восстановление электрической целостности экранов и заземление. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием инструмента для ВН-кабелей.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвПу2гж:

• Высокая надежность и долговечность (срок службы до 30-40 лет) благодаря изоляции из сшитого полиэтилена.
• Отличные диэлектрические и механические свойства изоляции XLPE.
• Наличие двойной системы герметизации («2г») обеспечивает высокую защиту от проникновения влаги даже при локальных повреждениях оболочки.
• Встроенный проводник-индикатор («ж») позволяет оперативно выявлять механические повреждения.
• Полиэтиленовая оболочка стойка к коррозии и агрессивным средам.
• Меньший вес и внешний диаметр по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией на то же напряжение.
• Допускает прокладку на трассах с большими перепадами уровней.

Недостатки и ограничения:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ (на низкое напряжение) или бумажно-масляными (на среднее напряжение).
• Чувствительность к точечным механическим воздействиям (удары, надрезы) при монтаже, требующая аккуратности.
• Необходимость применения специального инструмента и муфт для монтажа, высокая квалификация монтажников.
• Ограничение по минимальной температуре монтажа (-15°C).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу2гж от кабеля АПвПу2г?

Буква «ж» в маркировке указывает на наличие под оболочкой встроенного проводника-индикатора (желоба). В кабеле АПвПу2г такой проводник отсутствует. Его наличие упрощает мониторинг целостности внешней оболочки в процессе эксплуатации.

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

Да, кабель АПвПу2гж допускает прокладку в воздухе при условии защиты от прямых солнечных лучей (УФ-излучения), так как полиэтиленовая оболочка без стабилизаторов подвержена УФ-старению. Для открытой прокладки часто выбирают модификации с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (черный, с добавками сажи).

Как правильно заземлить металлический экран этого кабеля?

Металлический экран (медная лента) подлежит обязательному двухстороннему заземлению на концах линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит. Заземление осуществляется через концевые муфты. В некоторых схемах (при большой длине линии) применяют поперечное или продольное секционирование экрана с помощью специальных переходных муфт для снижения токов, наводимых в экране.

Какое сечение выбрать: 70 мм² или 95 мм² для тока нагрузки 180 А?

По допустимому току нагрузки (I_доп ~200 А) сечения 70 мм² достаточно для тока 180 А. Однако окончательный выбор должен основываться на технико-экономическом расчете, учитывающем потери электроэнергии, термическую стойкость к току КЗ, развитие нагрузки и стоимость кабеля. Часто сечение 70 мм² является минимально допустимым по условию термической стойкости для сетей 35 кВ.

Что означает «сшитый полиэтилен» и почему он лучше бумажно-масляной изоляции?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» в трехмерную сетку химическими или радиационными методами. Это резко повышает его термостойкость (до +90°C против +70°C у бумажно-масляной), механическую прочность, устойчивость к растрескиванию. Кабели с XLPE не имеют текущего диэлектрика (масла), что упрощает монтаж (нет ограничений по перепадам высот) и исключает риск утечки масла, они легче и требуют менее сложного обслуживания.

Какой документ является основным для заказа и приемки этого кабеля?

Основным документом, регламентирующим параметры, являются Технические условия (ТУ) конкретного производителя, например, ТУ 16-705.500-2006. В них указаны все конструктивные, электрические и эксплуатационные требования. Приемка ведется по паспорту на партию кабеля, в котором указаны результаты заводских испытаний (измерение сопротивления жилы, испытание изоляции повышенным напряжением и т.д.).

Заключение

Кабель АПвПу2гж 35 кВ 70 мм² представляет собой современное, технологичное решение для строительства и реконструкции кабельных линий среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной системе герметизации, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности и долгий срок службы в сложных условиях. Правильный выбор, проектирование и монтаж с соблюдением всех нормативных требований являются залогом безаварийной работы энергетического объекта на протяжении десятилетий.