Кабель АПвПуг 15 кВ 500 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПуг 15 кВ 500 мм²: полный технический анализ

Кабель марки АПвПуг 15 кВ с номинальным сечением жилы 500 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 15 кВ частоты 50 Гц. Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 (и более ранним стандартам) является ключом к пониманию его конструкции и области применения: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – наружная оболочка из полиэтилена, уг – обозначение исполнения кабеля с защитным покровом в виде гофрированной стальной ленты (броня).

Конструкция кабеля АПвПуг 15 кВ 500 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность, безопасность и надежность.

• Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная или многопроволочная (как правило, секторной или сегментной формы для сечений от 240 мм²), номинальным сечением 500 мм². Алюминий марки АЕ (алюминий для электрических целей) по ГОСТ 22483. Жила может быть компактированной для улучшения электрических и механических характеристик.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или наложен в виде полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 15 кВ составляет, как правило, 5.5 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания), стойкость к механическим деформациям и растрескиванию.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор с равномерным радиальным электрическим полем внутри изоляции.
• Медные экранирующие проводники: Поверх экрана по изоляции наложены медные проволоки сечением не менее 25 мм² (часто 35 мм² для 500 мм²) или медная лента. Их функция – обеспечение симметрии электрического поля, отвод capacitive currents, а также выполнение роли нулевой жилы и проводника для токов короткого замыкания. Проволоки могут быть наложены спирально или продольно.
• Разделительный слой: Как правило, выполнен из лавсановой или полиэтилентерефталатной ленты, наложенной поверх экранирующих проводников для предотвращения их контакта с металлической броней.
• Внутренняя оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экраны от коррозии и механических повреждений, а также служит демпфирующим слоем под броней.
• Броневой покров: Выполнен в виде гофрированной стальной ленты (обозначение «уг» – усиленная защита, гофролента). Гофрирование придает броне гибкость и позволяет сохранить защитные функции при изгибах кабеля. Лента накладывается с перекрытием и обеспечивает защиту от механических воздействий (растяжения, удары, грызуны).
• Наружная оболочка: Из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), солнечному излучению (УФ) и перепадам температур. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвПуг 15 кВ 500 мм² регламентируются ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ) и ТУ производителей.

Таблица 1. Ключевые электрические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	8.7/15 кВ (17.5 кВ)
Число и сечение жил	1 x 500 мм²
Максимально допустимая рабочая температура жилы	90°C
Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек)	250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более	0.0601 Ом/км (по ГОСТ 22483)
Индуктивное сопротивление (50 Гц)	~0.11 – 0.13 Ом/км (зависит от конструкции)
Емкостное сопротивление	~0.15 – 0.18 МОм*км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)	~600 – 750 А (зависит от условий прокладки: в земле, воздухе, температуре среды)

Таблица 2. Примерные габаритные и весовые параметры (могут варьироваться у производителей)

Параметр	Примерное значение
Наружный диаметр кабеля	70 – 85 мм
Масса 1 км кабеля	5500 – 7500 кг

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПуг 15 кВ 500 мм² применяется для создания магистральных линий электропередачи, питания мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции), в сетях электроснабжения городов и объектов инфраструктуры. Благодаря броне и полиэтиленовой оболочке он предназначен для прокладки:

• В земле (траншеях): Является основным способом. Кабель укладывается на подготовленную подушку (песок), с защитой кирпичом или сигнальной лентой. Допускается прокладка в грунтах любой степени коррозионной активности, в том числе с наличием блуждающих токов.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от механических воздействий, а полиэтиленовая оболочка – стойкость к влаге и агрессивным средам, часто присутствующим в таких сооружениях.
• На открытом воздухе (по фасадам, опорам): Полиэтиленовая оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам.

Важно: Прокладка в воздухе внутри помещений (за исключением специальных кабельных сооружений) требует соблюдения дополнительных требований пожарной безопасности, так как материалы оболочки и изоляции горючи. В таких случаях могут применяться кабели с пониженной пожарной опасностью (исполнения «нг(А)-LS» и т.п.), но для марки АПвПуг это не является стандартным исполнением.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБ):

• Преимущества АПвПуг: Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C), отсутствие риска течи пропиточного состава, меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа и соединения, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по перепаду высот.
• Недостатки АПвПуг: Более высокая чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при ударе), необходимость тщательной подготовки и герметизации концевых муфт.

Сравнение с кабелями в ПВХ изоляции (АВВГ и др.): Кабели на напряжение 15 кВ с ПВХ изоляцией практически не применяются, так как сшитый полиэтилен обладает несравнимо лучшими диэлектрическими и термическими характеристиками для средних напряжений.

Сравнение с кабелем АПвПу (без брони): Наличие брони (индекс «г») существенно повышает механическую стойкость при прокладке в земле и защиту от грызунов, но увеличивает вес, стоимость и несколько уменьшает гибкость кабеля.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка и изгиб: Запрещается раскатывать кабель с барабана сбрасыванием его витков. Минимальный радиус изгиба должен строго соблюдаться. При низких температурах (ниже -15°C) требуется предварительный подогрев.
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная ступенчатая зачистка изоляции и экранов, обработка поверхности изоляции, точная установка полупроводящих и изоляционных элементов. Для кабеля 15 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты.
• Заземление: Медные экранирующие проводники и броневая лента должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабеля. Это критически важно для безопасности и нормальной работы кабельной линии.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным током (как правило, напряжением 60-75 кВ в течение 10-15 минут) для проверки состояния изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвПуг от АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие гофрированной стальной бронеленты. Кабель АПвПу имеет только оболочки (внутреннюю и наружную) без брони, что делает его пригодным для прокладки в кабельных сооружениях, где исключены механические повреждения, но не в земле (траншеях) без дополнительной защиты (например, в трубах).

Каков реальный длительно-допустимый ток (I_доп) для этого кабеля в земле?

Точное значение зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта (нормальный/сухой), глубины прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения. Для ориентировки: при прокладке одиночного кабеля в траншее на глубине 0.7-1.0 м в нормальном грунте (+15°C) I_доп может составлять 650-720 А. Для точного расчета необходимо использовать методики, изложенные в ПУЭ 7 изд. или стандарте МЭК 60287.

Можно ли использовать кабель АПвПуг для прокладки по воздуху между опорами?

Да, можно. Полиэтиленовая наружная оболочка обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям и УФ-излучению. Однако необходимо учитывать значительный вес кабеля (более 5.5 кг/м) и обеспечивать соответствующий прочный несущий крепеж. Также важно правильно подбирать и монтировать концевые муфты для наружной установки.

Как правильно выбрать сечение экранирующих проводников?

Сечение медных проводников экрана нормируется стандартом. Для кабеля 500 мм² на 15 кВ оно обычно составляет 35 мм². Этого достаточно для проведения токов короткого замыкания в течение стандартного времени отключения (до 1 секунды) и обеспечения стойкости к термическим воздействиям. В проектной документации этот параметр проверяется расчетом.

Требуется ли для кабеля АПвПуг дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня из гофрированной стальной ленты является достаточной защитой от механических повреждений при засыпке траншеи и от грызунов. Однако, согласно ПУЭ, при прокладке в траншеях с повышенной внешней нагрузкой (например, под дорогами) или в грунтах с риском повреждения, рекомендуется дополнительная защита в виде плит, кирпича или защитных труб на участке повышенного риска. Сигнальная лента обязательна для обозначения трассы.

Каков срок службы кабеля АПвПуг 15 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется условиями эксплуатации (режимы нагрузки, воздействие внешней среды, качество монтажа муфт).

Как маркируется кабель, и как определить его характеристики на барабане?

На наружной оболочке кабеля через каждые 300-500 мм наносится несмываемая маркировка, включающая: товарный знак завода-изготовителя, марку кабеля (АПвПуг), номинальное напряжение (15 кВ), количество и сечение жил (1х500), год изготовления, длину в метрах. На бирке барабана дублируется эта информация, а также указывается масса барабана с кабелем, номер барабана и ГОСТ/ТУ.