Кабель АПвВнг(А) 20 кВ 240 мм
Кабель АПвВнг(А) 20 кВ 240 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель АПвВнг(А) 20 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность применения в условиях повышенных требований к пожарной безопасности. Данный тип кабеля является современной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко используется для создания магистральных линий, питания крупных промышленных предприятий и объектов инфраструктуры.
Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-20 кВ 1х240/35-ож
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (в данном контексте – методом пероксидной сшивки).
- В – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- нг(А) – исполнение пониженной пожарной опасности с индексом «А», что означает нераспространение горения при групповой прокладке по категории А (наибольшее тепловыделение).
- 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.
- 1х240/35 – одна токопроводящая жила сечением 240 мм² с экраном сечением 35 мм².
- ож – исполнение жилы: однопроволочная (ожилованная).
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, является однопроволочной (монолитной), что упрощает монтаж концевых муфт. Класс жилы – 1 или 2.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх изолированной жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает электрическое поле и предотвращает локальные концентрации напряженности.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (СПЭ) методом пероксидной сшивки. Номинальная толщина изоляции для напряжения 20 кВ составляет 8.0 мм (в соответствии с ГОСТ 15150). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допускает длительную работу при температуре жилы до 90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Аналогичен внутреннему экрану. Служит для создания равномерного электрического поля вокруг изоляции.
- Металлический экран: Выполнен в виде медной ленты или проволочных спиралей. В кабеле 1х240/35 сечение медного экрана нормировано и составляет 35 мм². Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении, использование в качестве заземляющего проводника при однофазных КЗ.
- Поясная изоляция: Лента из полимерного материала, накладываемая поверх металлического экрана для его защиты от контакта с оболочкой.
- Оболочка: Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг(А)). Оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также отвечает за стойкость кабеля к распространению горения. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Точное значение Iдоп зависит от конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.
- Распределительные сети 6-20 кВ: Создание кабельных линий от шин РУ 20 кВ подстанций к центрам питания городских и промышленных районов.
- Питание мощных потребителей: Непосредственное подключение крупных заводов, насосных станций, компрессорных установок, котельных.
- Вводы на территории с повышенными требованиями пожарной безопасности: Благодаря исполнению «нг(А)» кабель допускается к групповой прокладке в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах, этажах), на электростанциях и в промышленных зданиях без применения дополнительных противопожарных барьеров.
- Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки траншеи, песчаной подушки, защиты кирпичом или плитами от механических повреждений.
- Прокладка в кабельных сооружениях: В лотках, коробах, по эстакадам и в галереях. Исполнение «нг(А)» является обязательным для таких способов.
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
- Отсутствие ограничений по перепаду уровней прокладки, так как изоляция СПЭ не подвержена стеканию пропиточного состава.
- Меньший вес и внешний диаметр, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Более высокая стойкость к влаге и агрессивным средам.
- Упрощенный монтаж муфт, отсутствие необходимости герметизации концов.
- Большая длина строительных отрезков (до 1000 м и более).
- Принципиально более высокий класс напряжения (СПЭ-кабели работают на среднее напряжение, ПВХ – только до 1 кВ).
- Лучшие диэлектрические и температурные характеристики.
- Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-пропитанными кабелями.
- Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами (требует аккуратной укладки).
- Необходимость применения специального инструмента и технологий для монтажа соединительных и концевых муфт.
- Радиус изгиба: Категорически запрещено изгибать кабель с радиусом менее 15 его наружных диаметров. Для кабеля 1х240/35 это обычно 1000-1200 мм.
- Раскрой и разделка: Требуется аккуратность для предотвращения повреждения полупроводящих экранов и основной изоляции. Рекомендуется использовать специальные разделочные ножи и шаблоны.
- Заземление: Металлические экраны кабелей должны быть заземлены с двух сторон для обеспечения протекания токов КЗ и защиты персонала. В схемах с эффективно заземленной нейтралью это является обязательным требованием ПУЭ.
- Монтаж муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Качество их монтажа критически важно для надежности всей линии.
- Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (постоянным током) величиной 60 кВ (2U0) в течение 15 минут, согласно СО 153-34.20.507-2003.
- Кабели на 0.4 кВ также должны иметь исполнение «нг(А)» или выше.
- Должны быть выполнены требования по разделению силовых кабелей разных напряжений (например, установкой несгораемых перегородок или соблюдением расстояний, регламентированных проектом).
- Необходимо учитывать взаимный нагрев, который может потребовать снижения токовой нагрузки.
Конструкция кабеля АПвВнг(А) 20 кВ 1х240/35
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвВнг(А) 20 кВ 1х240/35
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 кВ (24 кВ) | ГОСТ 31565-2012 |
| Максимальная длительно допустимая температура жилы | +90°C | ГОСТ 31565-2012 |
| Максимальная температура при КЗ (длительность до 5 с) | +250°C | ГОСТ 31565-2012 |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C | Рекомендации производителей |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля | ГОСТ 31565-2012 |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.125 Ом/км | ГОСТ 22483 |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин. | 30 кВ | ГОСТ 15150 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~360 А (при прокладке в земле, +25°C в траншее) | ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.16, 1.3.23 |
Таблица 2. Сравнение условий прокладки и влияния на токовую нагрузку
| Условие прокладки | Влияние на допустимый длительный ток (Iдоп) | Поправочные коэффициенты (ориентировочно) |
|---|---|---|
| В земле (траншее), глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт | Базовое (номинальное) значение | 1.00 |
| Повышение температуры грунта до +25°C | Снижение Iдоп | 0.96 |
| Прокладка в воздухе (на лотках, по конструкциям) | Значительно зависит от температуры окружающего воздуха и солнцезащиты | 0.90 — 1.05 (может быть как ниже, так и выше, чем для земли) |
| Групповая прокладка в одной траншее (несколько кабелей) | Существенное снижение Iдоп для каждого кабеля из-за взаимного нагрева | 0.85 — 0.90 (для 2-3 кабелей с расстоянием 100 мм) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвВнг(А) 20 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвВнг(А) перед кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (АСБл, ААБл):
Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляции (АВВГ):
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвВнг(А) от АПвПуг?
Кабель АПвПуг имеет герметизированную конструкцию: под оболочкой находится гидрофобный заполнитель, а экран выполнен из алюмополимерной ленты. Это позволяет ему длительно работать при полном погружении в воду и в условиях высокой влажности. АПвВнг(А) такой стойкостью не обладает и предназначен для прокладки в обычных земле, воздухе или кабельных сооружениях.
Почему сечение экрана нормируется (35 мм²) и как его проверить?
Сечение экрана нормируется для обеспечения его термической и динамической стойкости при коротком замыкании. Оно должно быть достаточным для отключения КЗ защитой без расплавления. Проверить сечение можно документально (сертификат) или физически, измерив диаметр медных проволок или толщину и ширину медной ленты и рассчитав площадь.
Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(А) в одном лотке с кабелями на 0.4 кВ?
Да, это допускается при соблюдении условий:
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвВнг(А), заявленный производителями и ГОСТ, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, нагрузочного режима и отсутствия внешних повреждений.
Что означает буква «ж» в маркировке АПвВнг(А)-20 кВ 1х240/35-ож?
Буква «ж» (или обозначение «ож» – однопроволочная жила) указывает на конструкцию токопроводящей жилы. В данном случае жила выполнена из одной цельной алюминиевой проволоки (монолит). Для такого сечения это допустимо и часто применяется, так как упрощает оконцевание. Альтернатива – многопроволочная жила (мн), которая более гибкая.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Да, согласно ПУЭ (Глава 2.3), кабели напряжением выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений на всем протяжении. Защита осуществляется путем укладки в траншее сигнальной ленты, а на участках с повышенным риском (под дорогами, вводах в здания) – защитными плитами или кирпичом.