Кабель АПвП 20 кВ 50 мм

Кабель АПвП 20 кВ 50 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвП 20 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 50 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов современных распределительных сетей среднего класса напряжения благодаря своим высоким технико-эксплуатационным характеристикам.

Расшифровка маркировки АПвП 20 кВ 50 мм²

Маркировка кабеля выполняется в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет следующую информацию:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – материал изоляции – полиэтилен.
• в – материал оболочки – винил (поливинилхлоридный пластикат).
• П – тип защитного покрова – п</strongлоско-параллельные проволоки (броня).
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
• 50 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Таким образом, полная расшифровка обозначает: Кабель силовой с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из ПВХ пластиката, с броней из плоских стальных оцинкованных проволок, на напряжение 20 кВ, сечением 50 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля АПвП 20 кВ 50 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабельных изделий) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, выполняется секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жила может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2.

2. Экранирующий слой над жилой (полупроводящая экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила-изоляция.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами. Для кабеля на 20 кВ она составляет, как правило, 5.5 – 6.0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура в режиме перегрузки может достигать +130°C.

4. Экранирующий слой под оболочкой (полупроводящий экран)

Второй экструдированный полупроводящий слой, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном жилы образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с экранами может накладываться поясная изоляция в виде лент или экструдированного слоя.

6. Медные экраны (заземляющие проводники)

Поверх каждого изолированного и экранированного сердечника (для трехжильного кабеля) накладывается экран в виде медных лент, проволок или их комбинации. Основное назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля и проведение токов короткого замыкания на землю.

7. Оболочка

Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки нормирована. Она обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги и агрессивных сред.

8. Броня

Выполнена в виде двух плоских стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх оболочки. Броня типа «П» (плоско-параллельные проволоки) обеспечивает высокую стойкость к механическим воздействиям, в частности, к растяжению, что критически важно для прокладки в грунтах с высокой вероятностью смещений и в условиях вибрационных нагрузок.

9. Наружный защитный шланг

Поверх брони накладывается дополнительный защитный слой из ПВХ пластиката или другого материала для защиты стальной брони от коррозии.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Для кабеля АПвП 20 кВ 50 мм² ключевые электрические параметры следующие:

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 кВ (24 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное рабочее напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 30 кВ (для новых кабелей после прокладки) в течение 5 минут.
• Испытательное постоянное напряжение: 48 кВ в течение 15 минут (при послеаварийных испытаниях и диагностике).
• Допустимый длительный ток нагрузки: Зависит от условий прокладки. Для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +15°C и глубине 0.7 м, с тепловым сопротивлением 1.0 К·м/Вт, допустимый ток составляет примерно 180-200 А.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.
• Емкость: Приблизительно 0.3 – 0.4 мкФ/км.
• Индуктивное сопротивление: Около 0.1 Ом/км.

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 – для трехжильных.
• Диапазон рабочих температур: От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева до -15°C).
• Допустимая температура нагрева жилы:
  • Длительно: +90°C
  • В режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в год, 8 часов подряд)
  • В режиме короткого замыкания: +250°C (не более 4 секунд)
• Стойкость к распространению горения: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвП 20 кВ 50 мм² предназначен для передачи электроэнергии в сетях трехфазного переменного тока. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10/20 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при наличии условий, требующих усиленной механической защиты (броня типа «П»).
• Участки с повышенным риском механических повреждений, вибраций, смещений грунта.

Важно: Кабель с броней из плоских проволок не рекомендуется для прокладки на вертикальных и наклонных трассах с большим перепадом высот без специальных креплений, так как возможно сползание брони.

Сравнение с аналогами и выбор

При выборе кабеля на 20 кВ необходимо учитывать его отличия от других распространенных марок.

Сравнение кабеля АПвП 20 кВ 50 мм² с аналогами

Параметр / Марка кабеля	АПвП	АПвПу	АПвПг	АСБл 20 кВ (с бумажной изоляцией)
Материал жилы	Алюминий	Алюминий	Алюминий	Алюминий
Изоляция	СПЭ	СПЭ	СПЭ	Бумажная, пропитанная
Броня	Плоские проволоки	Круглые проволоки	Ленты стальные	Ленты стальные
Защитный покров	ПВХ шланг	Усиленный (часто для прокладки в земле)	Герметичный (водоблокирующие ленты)	ПВХ или битумный состав
Ключевое преимущество	Высокая стойкость к растяжению	Универсальность, защита от грызунов	Гибкость, герметичность	Низкая стоимость, долгая история применения
Недостаток	Большой вес, сложность укладки на сложных трассах	Менее устойчив к растяжению, чем АПвП	Менее устойчив к механическим повреждениям, чем с проволочной бронёй	Ограничения по перепаду высот, старение пропитки, пожароопасность

Монтаж и эксплуатация

Монтаж кабеля АПвП должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 2.3.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов. Запрещается сбрасывать барабаны, волочить кабель по земле. Минимальный радиус изгиба должен строго соблюдаться.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне – песчаная подушка толщиной 10 см. После укладки – засыпка песком и укладка сигнальной ленты. Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с двух сторон.
• Концевые и соединительные муфты: Для монтажа применяются специальные муфты (кабельная арматура) на 20 кВ, предназначенные для кабелей с изоляцией из СПЭ. Требуется тщательная зачистка и обезжиривание изоляции, точное позиционирование полупроводящих экранов.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным постоянным напряжением (например, 48 кВ в течение 15 минут) и измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие АПвП от АПвПу?

Основное отличие – в конструкции брони. У АПвП броня выполнена из плоских стальных оцинкованных проволок, что обеспечивает повышенную стойкость к растягивающим нагрузкам. У АПвПу броня из усиленных (круглых) стальных оцинкованных проволок, что обеспечивает лучшую защиту от механических повреждений (например, от лопаты) и грызунов, но несколько меньшую стойкость к растяжению.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвП в воде?

Нет, кабель марки АПвП не предназначен для прокладки непосредственно в воде. Его конструкция (ПВХ оболочка и шланг) не обеспечивает долговременную герметизацию под давлением воды. Для прокладки в водных преградах или в условиях постоянного подтопления следует применять кабели с алюминиевой герметичной оболочкой, например, АПвПг или специальные подводные исполнения.

3. Какой допустимый ток нагрузки для данного кабеля при прокладке в воздухе?

Допустимый длительный ток для кабеля АПвП 20 кВ 50 мм² при прокладке в воздухе (на открытом воздухе или в кабельном сооружении) при температуре воздуха +25°C составляет примерно 165-185 А. Точное значение зависит от конкретных условий: температуры окружающей среды, количества кабелей в пучке, расстояния между ними и солнечной радиации. Для точного расчета необходимо использовать методики, приведенные в ПУЭ или ГОСТ 31996-2012.

4. Требуется ли заземление брони, и если да, то как его выполнить?

Да, броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии в соответствии с ПУЭ. Это необходимо для электробезопасности и отвода токов короткого замыкания. Заземление выполняется с помощью специальных заземляющих проводников, присоединяемых к броне (и медным экранам) посредством бандажа или контактных лепестков в концевых и соединительных муфтах. Эти проводники затем подключаются к контуру заземления.

5. Что означает «сшитый полиэтилен» и чем он лучше бумажной изоляции?

Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого соединены поперечными связями («сшиты») в процессе производства. Это придает материалу свойства термореактивного пластика: высокая стойкость к тепловой деформации (рабочая температура до +90°C против +70°C у бумажной), высокая влагостойкость (не требует поддержания давления масла или пропитки), меньший вес и диаметр кабеля при том же сечении, простота монтажа и обслуживания. Кабели с СПЭ-изоляцией практически вытеснили бумажно-масляные в новых проектах.

6. Как определить необходимое сечение 50 мм² для конкретного объекта?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки и потере напряжения. Для предварительной оценки на напряжении 20 кВ сечение 50 мм² часто используется для фидеров с мощностью нагрузки примерно 6-8 МВА (при токе 180-230 А). Окончательный расчет должен выполнять проектировщик с учетом всех факторов: мощности подстанции, конфигурации сети, режима работы, условий прокладки и экономической плотности тока.