Кабель АПвЭмПг 20 кВ 50 мм

Кабель АПвЭмПг 20 кВ 50 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвЭмПг 20 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 50 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевой жилой, экранированной медной лентой и внешней оболочкой из полимерной композиции, не распространяющей горение. Данный тип кабеля является современной и высокоэффективной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБл) и широко применяется в электросетевом хозяйстве.

Расшифровка маркировки АПвЭмПг

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Э – наличие экрана: экран по изоляции жилы.
• м – материал экрана: медная лента.
• П – материал наружной оболочки: полиэтилен.
• г – обозначение гибкости (в данном контексте чаще трактуется как отсутствие в конструкции наружного защитного покрова (брони) – «голый»). В современных стандартах «г» в конце маркировки часто указывает на то, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
• 20 кВ – номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель.
• 50 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвЭмПг 20 кВ 50 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и безопасной работы в высоковольтных сетях.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 50 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной (как правило, в соответствии с классом гибкости 1 или 2 по ГОСТ 22483). Алюминий обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.
• 2. Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 20 кВ составляет, как правило, 5,5-6,0 мм. Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенные температурные и механические характеристики по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и в кратковременном режиме до 130°C.
• 4. Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с первым слоем создает равномерное радиальное электрическое поле в изоляции.
• 5. Поясная изоляция. Выполняется в виде наложения медных лент (обычно толщиной 0,1-0,15 мм) с перекрытием. Медный экран является нулевой (заземляемой) точкой в кабельной линии. Он предназначен для пропускания токов утечки и, что критически важно, токов короткого замыкания. Экранирование обязательно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
• 6. Оболочка. Выполняется из полимерной композиции на основе полиэтилена или поливинилхлорида, не распространяющей горение (индекс «нг»). Цвет оболочки, как правило, черный. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (влаги, химикатов) и служит электрическим барьером.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвЭмПг 20 кВ 1х50 мм²

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ (база)
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)	ГОСТ 31996-2012, МЭК 60502-1
Число и сечение жил	1 x 50 мм²	—
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура при КЗ (не более 5 с)	+250 °C	ГОСТ 31996-2012
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля	ГОСТ 31996-2012
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~205 А (при прокладке в земле, +15°C грунта)	ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.16, 1.3.17
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.641 Ом/км	ГОСТ 22483-2012
Индуктивное сопротивление	~0.11-0.13 Ом/км	Расчетный параметр
Емкостной ток	~1.5-2.0 А/км	Расчетный параметр
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	30 кВ (для U0/U=12/20 кВ)	ГОСТ 31996-2012

• Точное значение I_доп зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта или воздуха, способа прокладки (в трубе, лотке, тоннеле, земле), количества рабочих кабелей вплотную и удельного теплового сопротивления грунта.

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвЭмПг 20 кВ 50 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением до 20 кВ с изолированной или эффективно заземленной нейтралью.

• Прокладка в кабельных сооружениях: тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях, производственных помещениях. Благодаря оболочке «нг» допускается групповая прокладка.
• Прокладка в земле (траншее): кабель может прокладываться непосредственно в грунте (за исключением грунтов с высокой коррозионной активностью), при условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, сигнальной лентой, кирпичом). Отсутствие брони требует оценки риска повреждения грызунами или землеройными работами.
• Прокладка в блоках и трубах: допустима, но требует учета снижения допустимого тока нагрузки из-за ухудшения теплоотвода.
• Использование: для питания мощных потребителей (насосных станций, заводских цехов), в распределительных сетях городской и промышленной инфраструктуры, для подключения трансформаторных подстанций 20/0.4 кВ.

Важно: Прокладка по воздуху (по фасадам, на тросах) без дополнительной защиты от УФ-излучения не рекомендуется, так как полиэтиленовая оболочка подвержена фотостарению. Для таких целей применяются кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (часто в маркировке добавляется индекс «с»).

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей

Преимущества:

• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции XLPE. По сравнению с бумажно-пропитанной изоляцией имеет более высокую допустимую температуру нагрева (90°C против 70°C), меньшие диэлектрические потери, не требует сложных концевых муфт с фарфоровыми изоляторами для вертикальной трассы.
• Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных электрических параметрах, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам.
• Отсутствие ограничений по перепаду уровней вдоль трассы прокладки, в отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, где существует риск стекания пропиточного состава.
• Простота монтажа и монтажа соединительных и концевых муфт. Технология монтажа муфт на кабели с изоляцией XLPE отработана и менее трудоемка.
• Длительный срок службы – не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки/Особенности:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (вмятинам, надрезам) при монтаже, которые могут стать центрами инициирования электрического дерева и привести к пробою. Требуется аккуратная работа.
• Отсутствие брони в маркоисполнении «Пг» требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле в местах с высокой вероятностью механических воздействий.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл), но более низкая по сравнению с медными аналогами (ПвПг).
• Необходимость тщательного заземления медного экрана с двух сторон (для однофазных и трехфазных систем) для обеспечения нормального режима работы и безопасности.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Прокладка должна производиться при температуре окружающей среды не ниже -15°C (при более низких температурах кабель требует предварительного прогрева).
• Радиус изгиба кабеля при прокладке не должен быть менее 15 его наружных диаметров.
• Медные экраны кабелей должны быть надежно заземлены с обоих концов. В случае большой длины линии (когда наводимая ЭДС в замкнутом контуре экрана может привести к чрезмерным токам) применяют специальные схемы заземления, в том числе с попеременным заземлением или установкой защитных аппаратов.
• При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и засыпку, а также защитное покрытие (плиты, лента). Глубина прокладки – не менее 0,7 м до верха кабеля.
• Запрещается совместная прокладка в одной траншее с кабелями на напряжение до 1 кВ, если они не отделены огнестойкой перегородкой.
• Монтаж концевых и соединительных муфт должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов, строго по инструкции производителя муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвЭмПг и АПвПуГ?

Основное отличие – в конструкции экрана. В кабеле АПвЭмПг экран выполнен из медных лент (индекс «м»). В кабеле АПвПуГ экран выполнен из медных проволок, наложенных повивом (индекс «у»), поверх которых может накладываться медная лента. Кабель с проволочным экраном (ПуГ) имеет лучшее сопротивление токам короткого замыкания и часто применяется для прокладки в земле, так как проволочный экран выполняет и функцию брони от механических воздействий. Кабель с ленточным экраном (ЭмПг) более гибкий и имеет меньший внешний диаметр.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг 20 кВ в земле без защиты?

Прямая прокладка в земле допускается, но не рекомендуется без механической защиты (бронеплит, кирпича, труб в местах повышенного риска), так как оболочка из полиэтилена или ПВХ не рассчитана на значительные механические воздействия (удар лопатой, давление камней). Предпочтительнее для прокладки в земле использовать бронированные исполнения, например, АПвБбШв или АПвПуГ.

Какой максимальный ток нагрузки для этого кабеля?

Для кабеля 1х50 мм², проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +15°C, глубине 0,7 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт, допустимый длительный ток составляет приблизительно 205 Ампер. При прокладке в воздухе (на лотке) при температуре воздуха +25°C этот ток будет ниже – около 175 Ампер. Для точного расчета необходимо использовать методики ПУЭ гл. 1.3 или специализированное ПО, учитывающее все реальные условия.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель заземление экрана?

Да, обязательно. Концевые муфты для кабелей на 20 кВ имеют специальные лепестки или контактные площадки для подключения заземляющего проводника к медному ленточному экрану. Корректное заземление экрана с обоих концов линии необходимо для безопасности персонала, снятия потенциала, обеспечения работы релейной защиты и отвода токов утечки.

Что означает буква «г» в конце маркировки? Это «голый» или «гибкий»?

В контексте современных кабелей с полимерной изоляцией по ГОСТ 31996-2012 буква «г» трактуется как «отсутствие защитного покрова (брони) поверх экрана», то есть кабель имеет упрощенную конструкцию. Фактически, это синоним «голого» в смысле отсутствия брони. Параметр гибкости жилы обозначается отдельным классом (1, 2, 3 и т.д.) и в маркировку кабеля напрямую не входит.

Какой аналог у этого кабеля в медном исполнении?

Прямым медным аналогом по конструкции и назначению является кабель ПвПг 20 кВ 1х50 мм² (ранее мог маркироваться как ПвВ). Он имеет медную жилу, изоляцию из сшитого полиэтилена и аналогичную конструкцию экрана и оболочки. Его электрическая проводимость выше, масса больше, а стоимость значительно выше.

Каков срок службы кабеля АПвЭмПг?

Номинальный срок службы кабеля при соблюдении условий транспортировки, монтажа, эксплуатации и в пределах допустимых нагрузок, установленных заводом-изготовителем и ПУЭ, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от реальных условий работы (перегрузок, состояния заземления экрана, воздействия внешней среды).