Кабель АПвВ 20 кВ 95 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвВ 20 кВ 95 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвВ 20 кВ сечением 95 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 20 кВ частоты 50 Гц. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 следующая: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ); в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; В – наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Цифры обозначают номинальное напряжение (20 кВ) и номинальное сечение основной жилы (95 мм²). Данный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.

Конструкция кабеля АПвВ 20 кВ 95 мм²

Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 95 мм² жила, как правило, секторной или круглой многопроволочной конструкции, что обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Класс гибкости 1 или 2.
• Экран по жиле. Полупроводящий экструдированный слой, накладываемый непосредственно на токопроводящую жилу. Выравнивает распределение электрического поля и предотвращает микроскопические частичные разряды на границе жила-изоляция.
• Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения. Для 20 кВ это, как правило, 8,0 мм или 9,0 мм (в зависимости от конкретных технических условий). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ.
• Экран по изоляции. Также представляет собой полупроводящий экструдированный слой. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрическое концентрическое электрическое поле в изоляции, исключая опасные тангенциальные составляющие.
• Медная экранирующая лента. Накладывается поверх экрана по изоляции. Обычно применяется медная лента в виде спиральной намотки или продольной укладки. Ее назначение – обеспечение симметрии поля, защита от внешних электромагнитных влияний, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и токов утечки.
• Поясная изоляция. Выполняется из полупроводящей ленты или экструдированного полупроводящего слоя. Служит для выравнивания потенциалов между экранами отдельных жил в трехжильных кабелях. В кабелях на напряжение 20 кВ с поясной изоляцией, как правило, применяется бронирование.
• Разделительный слой. Битумированная бумага, крепированная лавсановая лента или полимерная пленка. Предотвращает адгезию оболочки к нижележащим слоям и защищает их от повреждения.
• Внутренняя оболочка. Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экраны от коррозии и механических повреждений, а также служит дополнительным изоляционным барьером.
• Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Назначение брони – защита кабеля от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов) при прокладке в земле (траншеях).
• Наружная оболочка. Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и обеспечивает стойкость кабеля к внешним воздействиям (влаге, ультрафиолету, агрессивным средам). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические параметры

Параметры кабеля АПвВ 20 кВ 95 мм² регламентируются ГОСТ, ТУ и проектом прокладки. Приведенные данные являются типовыми.

Таблица 1. Основные электрические характеристики

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	24
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение, кВ	45	Продолжительность 10 мин.
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме
Максимальная температура при КЗ, °C	+250	Продолжительность не более 5 с
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x Dнар.	Dнар. – наружный диаметр кабеля
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 1000	При температуре +20°C

Таблица 2. Токовые нагрузки (ориентировочные, согласно ПУЭ 7 изд.)

Условие прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток односекундного КЗ, кА
В земле (в траншее), грунт с тепловым сопротивлением 1,2 К·м/Вт	~235 – 260	~8,5 – 10,5 (зависит от конструкции и ТУ)
В воздухе	~215 – 240

Примечание: Фактические токовые нагрузки должны определяться расчетом с учетом конкретных условий прокладки: температуры грунта или воздуха, количества работающих кабелей в траншее, глубины заложения, наличия тепловых мостов и т.д.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвВ 20 кВ 95 мм² применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10/20 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Вводы на территории промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов, портов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) при наличии брони.
• Прокладка в земле (траншеях) при отсутствии значительных растягивающих усилий и риска механических повреждений.

Способы прокладки:

• В земле (траншее). Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты сигнальной лентой. Глубина заложения – не менее 0,7 м от планировочной отметки. При пересечении с коммуникациями и дорогами кабель прокладывается в защитных футлярах (трубах).
• В кабельных сооружениях. Прокладка на лотках, в коробах, по конструкциям. Броня обеспечивает защиту от случайных механических воздействий.
• В воздухе (по фасадам, эстакадам). Допускается при условии защиты от прямых солнечных лучей (например, в гофротрубе или коробе) и отсутствия риска значительных механических воздействий.

Прокладка в агрессивных грунтах (с повышенной кислотностью, щелочностью, содержанием блуждающих токов) требует дополнительных мер защиты, таких как применение кабелей с усиленной наружной оболочкой из полиэтилена (марка АПвПу) или прокладка в асбоцементных/полимерных трубах с последующей заделкой.

Сравнение с аналогами и ключевые преимущества

Основным историческим аналогом кабеля АПвВ является кабель с бумажно-масляной изоляцией (АСБ, ААБл и т.п.) на то же напряжение. Сравнение с кабелем в свинцовой оболочке (ААШв) также является показательным.

Таблица 3. Сравнение кабеля АПвВ 20 кВ с аналогами

Параметр	АПвВ (СПЭ-изоляция)	АСБ (Бумажно-масляная изоляция)	ААШв (Бумажно-масляная, алюминиевая оболочка)
Допустимая температура жилы, °C	+90	+80	+80
Токовая нагрузка	Выше на 15-25%	Базовая	Базовая
Влияние перепадов высот	Отсутствует	Критично (стекание пропитки)	Менее критично
Монтаж при низких температурах	До -15°C без подогрева	Требует подогрева уже при 0°C	Требует подогрева
Радиус изгиба	15 диаметров	25-30 диаметров	25-30 диаметров
Обслуживание	Не требуется	Требует контроля давления масла/пропитки	Требует контроля
Экологичность	Высокая (нет масла)	Низкая (риск утечки масла)	Низкая
Вес	Значительно ниже	Высокий	Высокий

Преимущества кабеля АПвВ 20 кВ 95 мм²:

• Высокая пропускная способность: Благодаря повышенной допустимой температуре нагрева жилы (+90°C) по сравнению с бумажной изоляцией (+80°C).
• Отсутствие ограничений по перепадам высот: Твердая изоляция из СПЭ исключает проблему стекания пропиточного состава.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, меньший радиус изгиба, возможность прокладки при отрицательных температурах без подогрева.
• Высокая надежность и долговечность: Срок службы при соблюдении условий эксплуатации превышает 30 лет. Изоляция не подвержена старению от тепловых циклов.
• Повышенная стойкость к коротким замыканиям.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы и водоемов.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвВ требует соблюдения специфических правил, обусловленных свойствами СПЭ-изоляции.

• Раскрой кабеля. Должен производиться специальным кабельным ножом с регулируемым лезвием, чтобы не повредить нижележащие слои. Снятие изоляции и экранов выполняется с использованием шаблонов и размерных инструментов для обеспечения точной геометрии концевых заделок и соединительных муфт.
• Защита от влаги. СПЭ гигроскопичен. При хранении, транспортировке и монтаже необходимо герметизировать торцы кабеля специальными заглушками. Время между разделкой конца кабеля и установкой муфты должно быть минимизировано.
• Монтаж муфт. Для кабелей 20 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) соединительные и концевые муфты. Процесс монтажа включает:
  • Послойное восстановление полупроводящих экранов.
  • Восстановление основной изоляции.
  • Установка заземляющих проводников и крепление наконечников.
  • Герметизация узла и восстановление наружной оболочки.

  Качество монтажа муфт критически важно для надежности всей линии.

• Заземление экранов. Экраны кабелей на напряжение 20 кВ должны быть заземлены с двух концов линии. Это обеспечивает их нулевой потенциал и циркуляцию токов утечки, а также защиту от перенапряжений. В схемах с односторонним заземлением экранов необходимо применение защитных устройств (ограничителей перенапряжения).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВ и АПвПу?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвВ оболочка из ПВХ пластиката, у АПвПу – из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка (Пу) обладает более высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам и растрескиванию, что делает кабель АПвПу предпочтительным для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью, в заболоченной местности, а также в условиях возможного образования льда на оболочке.

Можно ли прокладывать кабель АПвВ 20 кВ в земле без брони?

Нет, для прокладки непосредственно в земле (траншее) кабель марки АПвВ должен иметь броню из стальных лент (обозначается как АПвБбШв или АПвБбШп). Буква «Б» в маркировке указывает на наличие брони. Прокладка небронированного кабеля АПвВ в земле допускается только в случае его размещения в защитных трубах (ПНД, асбоцементных, стальных) по всей длине, что обеспечивает механическую защиту.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвВ 20 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от условий эксплуатации: стабильности нагрузки, отсутствия перегрузок, коррозионной активности среды, качества монтажа соединительных муфт и концевых заделок.

Как правильно выбрать сечение 95 мм² для проекта?

Выбор сечения 95 мм² должен быть обоснован расчетом:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Расчетный ток линии должен быть меньше допустимого тока для конкретных условий прокладки (в земле/воздухе, с учетом поправочных коэффициентов).
• По потере напряжения. Для линий значительной длины необходимо проверить, что потери напряжения не превышают допустимых норм (обычно ±5-10% от номинального).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания. Проверяется, что кабель выдержит расчетный ток КЗ в течение времени срабатывания защиты.
• По экономической плотности тока. Для проектов с большим количеством часов использования максимальной нагрузки.

Сечение 95 мм² является стандартным и часто применяется для фидеров распределительных сетей 20 кВ со средней нагрузкой.

Требуется ли обслуживание кабельной линии из АПвВ?

Плановое обслуживание, в отличие от маслонаполненных линий, минимально. Оно включает:

• Визуальный осмотр открыто проложенных участков, концевых муфт в РУ.
• Контроль температуры в критичных точках с помощью тепловизоров.
• Периодические измерения сопротивления изоляции и испытания повышенным напряжением переменного или выпрямленного тока согласно нормам ПТЭЭП и СО 153-34.20.501-2003.

Профилактические испытания помогают выявить начальные стадии деградации изоляции или дефекты монтажа муфт.

Что означает маркировка «U₀/U 12/20 кВ»?

Это обозначение номинального напряжения кабеля по международной и российской классификации. U₀ = 12 кВ – это эффективное значение напряжения между любой жилой и землей (металлическим экраном или оболочкой). U = 20 кВ – эффективное значение напряжения между любыми двумя жилами (междуфазное напряжение). Таким образом, кабель рассчитан для работы в трехфазной сети с линейным напряжением 20 кВ и фазным напряжением 20/√3 ≈ 11,5 кВ, что соответствует классу напряжения ~10 кВ, но с запасом для сетей 20 кВ.