Кабель АПвПугж 15 кВ
Кабель АПвПугж 15 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвПугж 15 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 15 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для прокладки в земле (в траншеях), включая районы с высокой коррозионной активностью грунтов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, производственных помещениях). Расшифровка маркировки АПвПугж является ключом к пониманию его конструкции: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок, уг – усиленная защитная оболочка, ж – заполнение жил уплотняющим составом (гидрофобный заполнитель).
Конструкция кабеля АПвПугж 15 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в тяжелых условиях эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и более рационально использовать пространство в кабельных линиях. Жила может быть однопроволочной (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 15 кВ составляет 4,5 мм (в соответствии с ГОСТ 31996-2012 или ТУ 16.К71-335-2004). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики и стойкость к деформациям.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану по жиле и служит для симметрирования электрического поля.
- Поясная изоляция: Выполняется в виде обмотки из полупроводящих лент или экструдированного слоя, объединяющего экраны всех фаз в единый узел.
- Медные проволоки (дренажные жилы): Неизолированные медные проволоки, наложенные поверх поясной изоляции. Предназначены для выравнивания потенциала и обеспечения возможности заземления экранов с двух сторон кабельной линии. Сечение дренажных жил нормируется.
- Разделительный слой: Как правило, выполняется из поливинилхлоридной или полиэтилентерефталатной ленты. Защищает внутренние элементы от возможного повреждения броней.
- Внутренняя оболочка: Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Герметизирует сердечник, предохраняет от воздействия влаги и служит подушкой под броню.
- Броня: Выполняется из плоских стальных оцинкованных проволок (Пп), наложенных с малым зазором. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов. Плоская форма проволок создает более плотный и гибкий покров по сравнению с круглыми проволоками.
- Наружная оболочка (усиленная): Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) повышенной толщины. Маркируется буквами «уг». Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции и предохраняет от агрессивных воздействий среды (почв, химикатов). Имеет отличительную расцветку (обычно черный) и нанесенную маркировку с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска и завода-изготовителя.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня из плоских проволок и усиленная оболочка надежно защищают от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих усилий. Заполнение жил гидрофобным составом препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения оболочки.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Кабель может быть проложен в тоннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях. Броня обеспечивает защиту от вибраций и случайных воздействий.
- Коррозионно-активные среды: Оцинкованная броня и оболочка из стойкого ПВХ-пластиката позволяют прокладывать кабель в грунтах с высокой степенью коррозионной активности (блуждающие токи, повышенная кислотность/щелочность).
- Взрывоопасные зоны: Кабель может применяться во взрывоопасных зонах классов В-Iб, В-Iг, В-IIа по ПУЭ при условии соблюдения правил монтажа и заземления брони и экранов.
- Высокие электрические характеристики: Сшитый полиэтилен имеет низкие диэлектрические потери, высокую электрическую прочность и стойкость к тепловым старению.
- Отсутствие риска течи пропиточного состава: В отличие от маслонаполненных кабелей, СПЭ-кабели не требуют сложных систем подпитки и могут прокладываться на вертикальных участках без ограничений.
- Высокая допустимая температура: Длительно допустимая температура +90°C позволяет передавать большую мощность по сравнению с кабелями с ПВХ-изоляцией.
- Механическая прочность: Броня из плоских проволок обеспечивает отличную защиту от механических повреждений.
- Удобство монтажа и меньший вес: Кабель легче и гибче аналогов со свинцовой оболочкой, что упрощает транспортировку и укладку.
- Длительный срок службы: Расчетный срок службы превышает 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
- Чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Требует высокой культуры монтажа и специального оборудования для разделки и изоляции. Нарушение технологии – основная причина отказов.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям (проколам): При монтаже необходимо избегать ударов острыми предметами по изоляции.
- Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с изоляцией из ПВХ, но сопоставима или ниже стоимости кабелей со свинцовой оболочкой.
- Необходимость заземления брони и экранов с двух сторон: Требует организации системы заземления, что увеличивает сложность проектирования.
- Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания барабанов. Хранение на открытом воздухе должно быть минимизировано, кабель должен быть защищен от прямых солнечных лучей.
- Подготовка к прокладке: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении в течение не менее 24 часов.
- Прокладка в траншее: Глубина траншеи – не менее 0,7 м до верха кабеля. На дне – подушка из песка или просеянной земли толщиной 100 мм. После укладки – засыпка защитным слоем песка и укладка сигнальной ленты. Минимальное расстояние между параллельно проложенными кабелями 10-15 см. При пересечении с коммуникациями или дорогами кабель должен быть защищен трубами или плитами.
- Монтаж муфт: Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (соединительные, концевые) для кабелей с СПЭ-изоляцией на 15 кВ. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектов. Обязательна тщательная зачистка, обезжиривание и шлифовка изоляции, точное соблюдение геометрических размеров.
- Заземление: Броня из стальных проволок и медные экраны (дренажные жилы) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защит.
Основные технические характеристики и параметры
Эксплуатационные параметры кабеля АПвПугж 15 кВ определяются требованиями ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и более поздними редакциями, распространяющимися и на напряжение 10-35 кВ, а также техническими условиями производителей.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 8,7/15 |
| Максимальное рабочее напряжение Um, кВ | 17,5 |
| Частота, Гц | 50 |
| Количество и номинальное сечение жил | 1x[25-800 мм²], 3x[25-400 мм²] |
| Температурный класс работы изоляции (СПЭ) | 90°C (длительно), 130°C (в режиме перегрузки), 250°C (при коротком замыкании, не более 5 сек) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для одножильных), 10 наружных диаметров (для трехжильных) |
| Сопротивление изоляции при 20°C, не менее | 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, продолжительность 10 мин. | 30 кВ |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвПугж 15 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Его основное применение – создание магистральных и распределительных линий электропередачи в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к внешним воздействиям.
Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, а также для подвески на тросах (воздушной прокладки).
Преимущества и недостатки кабеля АПвПугж 15 кВ
По сравнению с кабелями старых типов, например, с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) или кабелями в свинцовой оболочке, АПвПугж обладает рядом существенных преимуществ, но также имеет и некоторые особенности.
Преимущества:
Особенности и недостатки:
Сравнение с аналогами (АПвПу, АПвБбШв, АПвВнг)
| Марка кабеля | Конструктивные отличия | Основная область применения | Ключевое преимущество/недостаток |
|---|---|---|---|
| АПвПугж | Броня из плоских стальных проволок (П), усиленная оболочка (уг), заполнение (ж). | Прокладка в земле (траншеях) с высокой механической нагрузкой, в коррозионных грунтах. | Максимальная механическая защита от сдавливания и растяжения. |
| АПвПу | Броня из круглых стальных проволок (К), усиленная оболочка (у). Без заполнения жил. | Прокладка в земле, в т.ч. с повышенными растягивающими нагрузками. | Защита от растяжения, но менее плотный покров, чем у плоских проволок. |
| АПвБбШв | Броня из двух стальных оцинкованных лент (Б), защитный шланг из ПВХ (Шв). | Прокладка в земле (при отсутствии растягивающих усилий), в кабельных сооружениях. | Защита от сдавливания и грызунов. Менее стойкий к растяжению, чем проволочная броня. |
| АПвВнг(А)-LS | Без брони. Оболочка из ПВХ пониженной горючести с низким дымогазовыделением. | Прокладка в кабельных сооружениях, помещениях, туннелях, где не требуется механическая защита броней. | Повышенная пожарная безопасность, меньший вес и стоимость. Требует защиты (труб, лотков) при риске механических повреждений. |
Монтаж и эксплуатационные рекомендации
Монтаж кабеля АПвПугж 15 кВ должен производиться в соответствии с требованиями ПУЭ 7-го издания, «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и инструкций заводов-изготовителей.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями АПвПугж и АПвБбШв на 15 кВ?
Основное отличие – в типе брони. АПвПугж имеет броню из плоских стальных проволок, которая лучше защищает от радиальных сдавливающих нагрузок и создает более плотный покров. АПвБбШв имеет броню из двух стальных лент, которая хуже противостоит растяжению, но эффективна против сдавливания и грызунов. АПвПугж рекомендуется для сложных грунтов с риском смещений и повышенных механических нагрузок.
Обязательно ли использовать кабель с заполнением (индекс «ж») для прокладки в земле?
Использование кабеля с заполнением жил гидрофобным составом («ж») является крайне рекомендуемой мерой для прокладки в земле. В случае локального повреждения наружной оболочки и брони, заполнитель препятствует продольному распространению влаги по кабелю, локализуя место повреждения. Это повышает надежность линии и упрощает ремонт.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвПугж 15 кВ?
Выбор сечения производится на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ, с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее) и проверки по потере напряжения. Для предварительных оценок можно ориентироваться на табличные значения: например, для одного кабеля, проложенного в земле, сечение 120 мм² рассчитано на ток около 300 А, а сечение 240 мм² – на 425 А. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
Можно ли использовать кабель АПвПугж для прокладки в воде (по дну водоемов)?
Нет, кабель АПвПугж не предназначен для постоянной прокладки в воде. Его конструкция (броня из оцинкованных стальных проволок) не обеспечивает долговременную защиту от проникновения воды под оболочку в условиях постоянного гидростатического давления. Для прокладки в воде применяются специальные кабели, например, с алюминиевой или свинцовой герметичной оболочкой.
Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвПугж при прокладке в траншее?
Да, согласно ПУЭ, кабель, проложенный в земле, должен быть защищен от механических повреждений на глубине 0,7 м и менее, а также в местах пересечений. Для этого применяются железобетонные плиты или полнотелые кирпичи (не силикатные) поверх защитной подсыпки. При пересечении автомобильных дорог или частом риске раскопок рекомендуется прокладка в асбестоцементных, полиэтиленовых или стальных трубах.
Какой мегомметр и с каким напряжением следует использовать для проверки изоляции кабеля АПвПугж 15 кВ?
Для измерения сопротивления изоляции жил относительно экрана и брони, а также между жилами, следует использовать мегомметр на напряжение 2500 В. Измерения проводятся до и после прокладки/монтажа муфт. Сопротивление изоляции приведенного к 1 км длины при температуре 20°C должно быть не менее 1000 МОм. Перед измерением кабель должен быть разряжен.
Каков порядок ввода кабельной линии в эксплуатацию после монтажа?
После завершения монтажа, включая установку муфт и заземления, проводятся:
1. Визуальный осмотр трассы и концевых заделок.
2. Измерение сопротивления изоляции мегомметром 2500 В.
3. Проверка целостности и фазировки жил.
4. Испытание повышенным напряжением переменного тока 50 Гц величиной 30 кВ в течение 10 минут. Это ключевое приемо-сдаточное испытание, выявляющее возможные дефекты монтажа.
5. Измерение сопротивления заземления брони и экранов.
Только после успешного прохождения всех испытаний кабельная линия может быть включена под напряжение.