Кабель АПвПуг 20 кВ 400 мм
Кабель АПвПуг 20 кВ 400 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвПуг 20 кВ сечением 400 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из ключевых элементов современных распределительных сетей среднего класса напряжения благодаря своей надежности, высокой пропускной способности и адаптации к сложным условиям прокладки.
Расшифровка маркировки АПвПуг
Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок.
- уг – внешняя защитная оболочка из полиэтилена, предназначенная для прокладки в грунте (усиленная).
- 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
- 400 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящей ленты – для контакта с изоляцией.
- Медных проволок сечением не менее 25 мм², наложенных спирально или в виде оплетки. Данный слой служит для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при коротком замыкании, создавая путь для тока КЗ.
- Точное значение зависит от условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и рассчитывается по ПУЭ 7 изд., гл. 1.3.
- Прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности, в грунтах с повышенной влажностью.
- Прокладки в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях – везде, где присутствует риск механических воздействий.
- Использования в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.
- Подключения мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции).
- Прокладки в сейсмически активных районах (благодаря броне).
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
- Отсутствие риска течи пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений.
- Меньший вес и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Более простая и чистая процедура монтажа муфт, отсутствие необходимости в специальном заземлении концевых муфт для стока тока утечки.
- Высокая стойкость к термическим и электродинамическим нагрузкам при КЗ.
- Полиэтиленовая оболочка («уг») обладает более высокой стойкостью к влаге и химической агрессии, что продлевает срок службы в неблагоприятных грунтах.
- Более высокая чувствительность к точечным механическим воздействиям (удары острыми предметами) по сравнению с АСБл, что компенсируется наличием брони.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на базе ПВХ изоляции для более низких классов напряжения.
- Необходимость использования специального инструмента и обученного персонала для разделки и монтажа соединительных и концевых муфт.
- Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне – подушка из песчаного или просеянного грунта толщиной 100-150 мм. После укладки кабель засыпается таким же слоем песка, затем укладывается сигнальная лента и производится обратная засыпка грунтом. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм.
- Соединение и ответвление: Осуществляются только с помощью специальных соединительных и ответвительных муфт для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 20 кВ. Требуют тщательной зачистки, фазеровки и герметизации.
- Заземление: Медные экраны и броня кабеля подлежат обязательному заземлению с двух сторон для обеспечения безопасности и нормального функционирования защит. Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ.
- Приемо-сдаточные испытания: После монтажа кабельная линия испытывается повышенным выпрямленным напряжением 60 кВ в течение 10 минут (для линий 20 кВ) или проводится испытание переменным напряжением 30 кВ частотой 50 Гц.
- U0 – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/броней) – 12 кВ.
- U – номинальное междуфазное напряжение сети, для которой предназначен кабель – 20 кВ.
- Um – максимальное допустимое рабочее напряжение в сети (highest system voltage) – 24 кВ. Это напряжение, при котором кабель может работать в течение ограниченного времени.
Конструкция кабеля АПвПуг 20 кВ 400 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую безопасность и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей в трехжильном исполнении), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Жила может быть как однопроволочной (для сечений до 400 мм² включительно, если позволяет стандарт), так и многопроволочной, что повышает гибкость.
2. Экранирующий слой над жилой
Поверх токопроводящей жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный методом поперечной сшивки молекул полиэтилена под высоким давлением, обладает превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Толщина изоляции строго нормирована стандартами.
4. Экранирующий слой под оболочкой
Поверх изоляции накладывается экран, состоящий из двух элементов:
5. Разделительный слой (поясная изоляция)
В трехжильных кабелях поверх каждого экранированного изолированного сердечника может накладываться поясная изоляция из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты для фиксации конструкции перед скруткой.
6. Внутренняя оболочка
Изготавливается из ПВХ пластиката. Ее функция – защита экранов от повреждения и скрепление изолированных жил в единый сердечник перед наложением брони.
7. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент (ГОСТ 3565-75), наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает защиту кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны) при прокладке в земле и в кабельных сооружениях.
8. Наружная оболочка
Выполнена из полиэтилена (в маркировке «уг»). Этот материал обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам (кислотным, щелочным), грибкам и бактериям. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПуг 20 кВ 1х400/25
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 кВ (24 кВ) |
| Сечение основной жилы / экрана | 400 мм² / 25 мм² |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90 °C |
| Допустимая температура при КЗ (не более 5 с) | +250 °C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15 °C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 x D (наружного диаметра кабеля) |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 1000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин. | 30 кВ |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)* | ~550-600 А |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.0774 Ом/км |
Таблица 2. Габаритные и весовые показатели (ориентировочно)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля, мм | 55 — 65 |
| Масса 1 км кабеля, кг | 4500 — 5500 |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвПуг 20 кВ 400 мм² предназначен для:
Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия (например, при прокладке по мостам с большими пролетами без дополнительных мер).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл):
Преимущества перед кабелем АПвПу (в ПВХ оболочке):
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвПуг и АПвПу?
Разница заключается в материале внешней защитной оболочки. У кабеля АПвПу оболочка из ПВХ пластиката, что ограничивает его применение в грунтах с высокой химической агрессивностью и влажностью. Кабель АПвПуг с полиэтиленовой оболочкой («уг» – усиленная для грунта) предназначен специально для прокладки в земле и обладает повышенной стойкостью к таким воздействиям.
Можно ли проложить кабель АПвПуг 20 кВ 400 мм² в воздухе (по фасаду, по эстакаде)?
Да, можно. Наличие брони и полиэтиленовой оболочки обеспечивает защиту от атмосферных воздействий и механических повреждений. Однако необходимо учитывать дополнительную ветровую и гололедную нагрузку, а также обеспечить поддержку кабеля с допустимым интервалом между креплениями, указанным в технических условиях производителя.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвПуг, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, нормативных нагрузок и отсутствии внешних повреждений.
Как правильно выбрать сечение экрана (25, 35, 50 мм²)?
Сечение экрана (медных проволок) выбирается исходя из ожидаемого тока короткого замыкания в точке установки кабеля и его длительности. Сечение 25 мм² является стандартным для данного класса напряжения и сечения жилы, но при проектировании сетей с высокими токами КЗ (например, вблизи мощных подстанций) требуется расчет по методике ПУЭ или стандарта МЭК 60949. В этом случае может потребоваться кабель с экраном 35 или 50 мм².
Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель заземляющий проводник с изоляцией зеленого цвета?
Да, обязательно. Согласно актуальным требованиям ПУЭ и правилам безопасности, для присоединения заземляющего проводника к броне и экрану кабеля на концевых муфтах должен использоваться изолированный проводник с желто-зеленой маркировкой сечением, соответствующим проекту (обычно не менее 16 мм² по меди).
Что означает обозначение U0/U (Um) = 12/20 (24) кВ?
Это система обозначения номинального напряжения для кабелей среднего класса напряжения по ГОСТ и МЭК:
Таким образом, кабель рассчитан для работы в сети 20 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью.
Какой документ является основным для определения требований к кабелю?
Основополагающим документом является ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ». Все технические параметры, конструкция, методы испытаний и приемки должны соответствовать этому стандарту или более строгим техническим условиям (ТУ) конкретного производителя.