Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПугж 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвПугж 3х… 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) с низкой, средней и высокой коррозионной активностью, включая болотистые местности, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) при условии отсутствия растягивающих усилий. Расшифровка его буквенно-цифровой маркировки является ключом к пониманию конструкции и области применения: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого (полиэтилена); в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; П – наружный защитный покров в виде пластмассовой гофрированной ленты; уг – усиленная защита от механических повреждений (стальная оцинкованная проволока); ж – заполнение жил упрочняющими жгутами (водоблокирующими). Цифры обозначают количество основных жил (3) и номинальное напряжение 35 кВ.

Конструкция кабеля АПвПугж 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240-300 мм²) или многопроволочными.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизацию у поверхности жилы.
• Изоляция: Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокое номинальное напряжение (35 кВ). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенную термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкость к деформациям и трекингу по сравнению с обычным полиэтиленом.
• Экран по изоляции (полупроводящий слоистый экран): Наносится поверх изоляции. Обычно представляет собой комбинацию экструдированного полупроводящего слоя и медных или алюминиевых лент, наложенных спирально или продольно. Обеспечивает симметричное радиальное электрическое поле вокруг жилы, является элементом, отводящим токи утечки и емкостные токи.
• Поясная изоляция: Обмотка из полупроводящей или крепированной бумаги, полимерной ленты, накладываемая поверх экранов всех трех жил, собранных в скрутку. Выравнивает межфазное поле и фиксирует конструкцию.
• Заполнение: Пространство между скрученными жилами заполняется жгутами из гидрофобного материала (упрочняющими жгутами с водоблокирующим эффектом), что предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения оболочки.
• Внутренняя оболочка: Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает сердечник от увлажнения и механических воздействий, служит основой для бронепокрова.
• Бронепокров (армирование): Состоит из двух элементов. Сначала накладывается пластмассовая гофрированная лента (индекс «П» в маркировке), обеспечивающая дополнительную механическую защиту и гибкость. Поверх нее навивается броня из стальных оцинкованных проволок круглого сечения (индекс «уг» – усиленная броня). Эта броня предназначена для защиты от механических повреждений (напр., при раскопках), растягивающих нагрузок и грызунов.
• Наружная оболочка: Внешний слой из ПВХ-пластиката черного цвета, наносимый поверх брони. Защищает броню от коррозии и агрессивного воздействия почвы.

Основные технические и электрические характеристики

Кабель соответствует требованиям таких стандартов, как ГОСТ 31996-2012 (для кабелей с пластмассовой изоляцией) и ТУ 16.К71-304-2001. Ниже приведены ключевые параметры для кабеля АПвПугж с сечением жил 120-240 мм².

Таблица 1. Основные технические характеристики кабеля АПвПугж 3х120-240 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	35 кВ
Система напряжения	С изолированной или эффективно заземленной нейтралью
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки (5 мин)	65 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	Зависит от сечения, способа прокладки и температуры грунта. Например, для 3х150 мм² в земле (+15°C в траншее) – ок. 300 А.

• Точные значения определяются по расчетным таблицам ПУЭ 7 изд. или каталогам производителей с учетом всех поправочных коэффициентов.

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвПугж предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:

• Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым подстанциям крупных промышленных предприятий (металлургия, машиностроение, химические комбинаты).
• Вывод мощности с генераторного напряжения на повышающие трансформаторы в энергетике.
• Межпоселковые распределительные сети 35 кВ.
• Питание мощных двигателей и другого электрооборудования на напряжение 6-10 кВ через понижающие трансформаторы.

Особенности монтажа и прокладки: Прокладка осуществляется в земле (траншеях) с обязательной подготовкой песчаной подушки и засыпкой, а также в кабельных сооружениях. При прокладке в одной траншее нескольких кабелей необходимо соблюдать нормативные расстояния между ними и применять разделительные слои или защитные плиты. Броня кабеля подлежит обязательному заземлению на обоих концах. При монтаже муфт и концевых заделок требуется тщательная зачистка и восстановление всех экранов и изоляции с соблюдением технологии производителя соединительной арматуры.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Выбор конкретной марки кабеля для проекта определяется условиями прокладки и экономическими соображениями.

Таблица 2. Сравнение кабеля АПвПугж с основными аналогами на напряжение 35 кВ

Марка кабеля	Материал жилы / Изоляция	Конструктивные отличия	Основная область применения	Ключевые преимущества и недостатки
АПвПугж	Алюминий / XLPE	Броня из стальных проволок, водоблокирующее заполнение, гофролента	Прокладка в земле (траншеях) с высокой механической опасностью, в болотистых грунтах	Высокая механическая прочность, защита от влаги, относительная легкость по сравнению с медными аналогами. Экономически выгоднее медных кабелей.
АПвПу	Алюминий / XLPE	Броня из стальных лент (две), водоблокирующее заполнение	Прокладка в земле с умеренной механической опасностью, в кабельных сооружениях	Защита от механических повреждений, но меньшая стойкость к растяжению по сравнению с проволочной броней. Чаще применяется для стандартных условий.
ПвПугж	Медь / XLPE	Аналогична АПвПугж, но с медной жилой	Те же условия, что и для АПвПугж, но при необходимости минимального сечения или высочайшей токовой нагрузки	Меньшее сечение при той же пропускной способности, высокая стойкость к коррозии жилы, большая гибкость. Существенный недостаток – высокая стоимость и увеличенный риск хищений.
АСБл	Алюминий / Бумажная, пропитанная вязким составом	Свинцовая оболочка, броня из стальных лент, защитный покров	Устаревшая технология, но еще встречается в эксплуатации. Прокладка в земле, воде, каналах.	Высокая надежность, но ограничения по перепадам высот (стекание пропитки), сложность монтажа, больший вес и диаметр, экологические проблемы при утилизации.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабелей с индексом «уг» от кабелей с индексом «л» в бронепокрове?

Индекс «уг» обозначает «усиленная броня из круглых стальных оцинкованных проволок». Она обеспечивает защиту от растягивающих усилий и точечных ударов. Индекс «л» обозначает броню из «стальных лент», которая защищает в основном от сдавливающих нагрузок. Для прокладки в грунтах с риском смещений или растягивающих нагрузок предпочтительнее «уг».

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

Да, прокладка в воздухе (открыто или по конструкциям) допустима, но с учетом отсутствия растягивающих усилий. Необходимо учитывать УФ-стойкость наружной оболочки из ПВХ – при длительной прямой инсоляции рекомендуется защита (например, гофротрубы, короба). Также важно обеспечить защиту от вибрации и соблюдение допустимых радиусов изгиба.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвПугж 35 кВ?

Выбор сечения – комплексная инженерная задача. Он производится по следующим критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По длительно допустимому току нагрузки (нагрев).
2. По экономической плотности тока.
3. По допустимой потере напряжения (для линий значительной длины).
4. По термической стойкости к токам короткого замыкания.
5. По условиям срабатывания защит (чувствительность). Окончательное сечение принимается по наибольшему из полученных результатов.

Требуется ли для кабеля АПвПугж дополнительная защита при прокладке в траншее?

Стандартная практика включает: песчаную подушку толщиной не менее 100 мм, укладку кабеля, засыпку слоем мягкого грунта или песка (100 мм) без камней, укладку сигнально-защитной ленты или кирпича/бетонных плит поверх кабеля, затем полную засыпку траншеи. Броня кабеля не отменяет необходимости механической защиты от раскопок ручным инструментом.

Как осуществляется контроль состояния изоляции кабеля 35 кВ в процессе эксплуатации?

Основными методами являются:
— Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на напряжение 2.5-5 кВ.
— Испытание повышенным выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП).
— Мониторинг частичных разрядов (ЧР) с помощью специализированных датчиков и систем.
— Диагностика коэффициента абсорбции и тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) для оценки старения изоляции.

Заключение

Кабель АПвПугж 3-х жильный 35 кВ представляет собой современное, технологичное решение для создания надежных кабельных линий высокого напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты и устойчивости к влаге. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, усиленной брони и водоблокирующих элементов, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30 лет) при соблюдении условий монтажа и эксплуатации. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж муфт и соблюдение правил прокладки являются обязательными условиями для безаварийной работы линии на протяжении всего жизненного цикла.