Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПу2г 20 кВ 70 мм²: полный технический анализ

Кабель марки АПвПу2г на напряжение 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 70 мм² представляет собой современное высокотехнологичное решение для стационарной прокладки в электрических сетях среднего класса напряжения. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и соответствие жестким требованиям современных энергосистем.

Расшифровка маркировки АПвПу2г

Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных профилированных лент.
• 2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие гидроизоляционного слоя в виде продольной герметизации алюмополимерной лентой, «г» – отсутствие защитного покрова (геотекстиля) поверх брони («голый»).
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
• 70 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу2г 20 кВ 70 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 70 мм² жила, как правило, выполняется многопроволочной (по 5 или 6 классу гибкости по ГОСТ 22483), что обеспечивает кабелю необходимую гибкость для транспортировки и укладки. Жила имеет круглую форму и компактирована для уменьшения общего диаметра кабеля.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх токопроводящей жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его ключевая функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной изолирующий слой. Выполняется из полиэтилена, подвергнутого процессу сшивания (вулканизации) химическим или радиационным способом. Этот процесс создает поперечные связи между молекулами полимера, что кардинально повышает его термостойкость, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 20 кВ она составляет, как правило, 5,5 – 6,0 мм.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Поверх основного изоляционного слоя наносится второй экструдированный полупроводящий слой. Он, совместно с внутренним экраном, создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и изолирующую ее от внешних воздействий.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил с экранами накладывается поясная изоляция, обычно в виде полупроводящей ленты. Она служит для выравнивания поля в межжильном пространстве.

6. Медные экраны

Каждая изолированная жила поверх внешнего полупроводящего экрана имеет экран из медных проволок или медной ленты. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.

Для сечения 70 мм² экран часто выполняется в виде медной ленты или комбинации ленты и проволок.

7. Разделительный слой и заполнитель

Поверх экранов накладывается поясная обмотка из полимерных лент. Пространство между экранированными жилами заполняется жгутом из эластичного материала (например, ПЭТ-ленты) для придания кабелю круглой формы.

8. Герметизирующий слой (индекс «2»)

Одна из ключевых особенностей кабеля АПвПу2г. Под броней располагается слой алюмополимерной ленты (АПЛ), наложенной продольным перекрытием. Этот слой создает непрерывный барьер, предотвращающий продольное распространение влаги внутри кабеля в случае повреждения внешней оболочки. Это критически важно для обеспечения долговечности.

9. Броня из стальных профилированных лент (индекс «Пу»)

Выполняется из оцинкованных стальных лент особого профиля (чаще всего гофрированных), наложенных с перекрытием. В отличие от плоских лент, профилированные обеспечивают кабелю большую гибкость и стойкость к многократным изгибам без потери защитных свойств. Броня защищает кабель от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны).

10. Наружная оболочка из ПВХ пластиката (индекс «в»)

Внешний защитный слой. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката, стойкого к ультрафиолету, маслам, агрессивным средам и распространению горения. Оболочка наносится непосредственно поверх брони (индекс «г» – «голый»), что упрощает конструкцию и снижает диаметр и вес кабеля.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2г 20 кВ 1х70

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)	ГОСТ 31996-2012
Количество и сечение жил	1 x 70 мм² (возможны исполнения 3 x 70 мм²)	—
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250 °C	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15 °C	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Dнар. (наружный диаметр кабеля)	Рекомендация производителя
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0,443 Ом/км	ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки	30 кВ (на фазное U0 = 12 кВ), продолжительность 5 мин.	ПУЭ, ГОСТ Р 50571.16
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл) для 1-жильного кабеля в земле*	~215 А	Расчет по ПУЭ гл. 1.3
Стойкость к короткому замыканию (Iкз на 1 сек)*	~6.5 кА	Расчет по формуле

• Точные значения зависят от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, глубины заложения, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения. Необходим детальный тепловой расчет.

Области применения

Кабель АПвПу2г 20 кВ 70 мм² применяется для создания и модернизации распределительных сетей 6-10-20 кВ. Основные сферы использования:

• Воздушные линии на опорах (СИП-эффект): Подвеска на опорах ЛЭП с использованием диэлектрических несущих тросов. Броня обеспечивает защиту от внешних воздействий.
• Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Броня и герметизирующий слой защищают от механических повреждений и влаги грунта. Требуется песчаная подушка и защита сигнальной лентой.
• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах: Оболочка из ПВХ пластиката обеспечивает стойкость к коррозии и распространению горения.
• Вводы на территории промышленных предприятий, распределительных подстанций (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Питание мощных электроприемников: Например, двигателей насосных станций, горнодобывающего оборудования.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвПу2г:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ не гигроскопичен, не стареет под воздействием влаги, обладает высокой стойкостью к тепловым перегрузкам и токам КЗ.
• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) аналогичного напряжения и сечения, что упрощает транспортировку и прокладку.
• Допустимость прокладки на вертикальных участках с большим перепадом высот: Отсутствие миграции пропиточного состава.
• Удобство и безопасность монтажа: Не требует сложных технологий заделки концов и систем постоянного давления масла.
• Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Наличие гидроизоляционного слоя и брони: Комплексная защита от механических повреждений и влаги.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже: Требует аккуратного обращения, контроля радиуса изгиба.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
• Необходимость использования специальных аксессуаров: Термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, концевые заделки, соответствующие классу напряжения и материалу изоляции.
• Ограничение по минимальной температуре монтажа.

Особенности монтажа и эксплуатации

Успешная работа кабеля на 90% определяется качеством монтажа. Ключевые требования:

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Подготовка к прокладке: Обязательная проверка целостности оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В). При температуре ниже -15 °C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м (0,5 м при защите плитами). Песчаная подсыпка и засыпка толщиной не менее 100 мм. Защита сигнальной лентой или плитами. Расстояние между несколькими кабелями – не менее 100 мм.
• Затяжка в кабельные конструкции: Избегать острых кромков. Использовать ролики и направляющие. Не превышать допустимое тяговое усилие (регламентируется производителем).
• Монтаж муфт и концевых заделок: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и комплектующих. Чистота и обезжиривание поверхностей – критически важны.
• Испытания после монтажа: Обязательное высоковольтное испытание выпрямленным напряжением (постоянным током) или переменным напряжением 50 Гц повышенной величины согласно ПУЭ и ведомственным нормам.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу2г отличается от АПвПуг?

Индекс «2» в маркировке АПвПу2г указывает на наличие под броней гидроизоляционного слоя из алюмополимерной ленты. В марке АПвПуг (без «2») такого слоя нет. Наличие этого слоя значительно повышает стойкость кабеля к продольному проникновению влаги и рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой влажностью или в условиях возможного подтопления.

Какое сечение жилы выбрать: 70 мм² или следующее по шкале (95 мм²)?

Выбор сечения определяется исключительно расчетом по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагрев).
• По потере напряжения (для протяженных линий).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.
• По экономической плотности тока (для объектов с большим количеством часов использования максимума нагрузки).

Сечение 70 мм² обычно применяется для фидеров с токовой нагрузкой до ~215 А в стандартных грунтовых условиях. Если расчетный ток превышает это значение или требуется запас, выбирают сечение 95 мм².

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Наружная оболочка из ПВХ пластиката устойчива к ультрафиолетовому излучению. Однако при открытой прокладке в зонах, доступных для посторонних лиц, необходимо учитывать механическую защиту (кабельные короба, лотки) и меры защиты от прямого воздействия солнечной радиации (может привести к дополнительному нагреву).

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, заявленный производителями и нормируемый стандартами (ГОСТ 31996-2012), составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше при соблюдении всех условий монтажа, эксплуатации (непревышение температурных режимов) и отсутствии внешних механических повреждений.

Как правильно выбрать муфты для кабеля АПвПу2г 20 кВ?

Для соединения и заделки необходимо использовать муфты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 20 кВ. Муфты должны быть:

• Типа «СТП» (соединительная) или «НСТП» (концевая) для СПЭ-кабелей.
• Рассчитаны на соответствующее сечение жилы (70 мм²).
• Иметь экран и изоляцию, соответствующие классу напряжения.
• Предпочтительно использовать муфты того же производителя, что и кабель, или системных поставщиков (3M, Raychem, Pfisterer и др.).

Категорически запрещено использовать муфты, предназначенные для кабелей с бумажной изоляцией.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабель, прокладываемый в земле, должен быть защищен от механических повреждений. При глубине заложения 0,5-0,7 м над кабелем укладывается сигнальная лента из пластика с предупредительной надписью. В местах с повышенной нагрузкой (под дорогами, въездами) кабель должен прокладываться в трубах (ПНД, ПВХ, асбоцементных) или защитных блоках.

Как проверить целостность кабеля перед прокладкой?

Обязательные проверки:

1. Визуальный осмотр барабана и наружной оболочки на отсутствие вмятин, разрывов.
2. Измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500 В (для кабелей до 35 кВ). Сопротивление изоляции жилы относительно экрана и брони должно быть не менее 1000 МОм*км (фактические значения нового кабеля обычно составляют десятки тысяч МОм).
3. Проверка целостности и проводимости экранов и брони (омметром).

Заключение

Кабель АПвПу2г 20 кВ 70 мм² является типовым и надежным элементом современных распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, усиленную броню и продольную гидроизоляцию, делает его универсальным решением для прокладки в земле, кабельных сооружениях и по воздуху. Корректный выбор, профессиональный монтаж с применением соответствующих аксессуаров и соблюдение правил эксплуатации гарантируют его безотказную работу на протяжении всего заявленного срока службы, обеспечивая устойчивое и экономичное электроснабжение потребителей.