Кабель АПвП2г 20 кВ 150 мм

Кабель АПвП2г 20 кВ 150 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвП2г 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения 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, долговечность и соответствие современным требованиям к распределительным сетям среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки АПвП2г 20 кВ 150 мм²

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

А – токопроводящая жила из алюминия.
Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
П – оболочка из полиэтилена.
2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие двойной экранировки (экран по жиле и экран по изоляции), «г» – герметизация продольная и поперечная водоблокирующими лентами.
20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.
150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвП2г 20 кВ 150 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая безопасность и стабильность работы.

Токопроводящая жила: Алюминиевая, однопроволочная или многопроволочная (в зависимости от требований гибкости), круглой формы, сечением 150 мм². Соответствует 1-му или 2-му классу по ГОСТ 22483.
Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или наложен в виде полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
Изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина для напряжения 20 кВ составляет 5,5 мм (по ГОСТ 31996-2012). Материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C) и стойкостью к трекингу.
Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Аналогичен внутреннему экрану. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяя электрическое поле исключительно в слое изоляции.
Медные экраны (заземляющие): Поверх внешнего полупроводящего слоя наложены экраны в виде медных проволок (спирально) и/или медной ленты. Их назначение – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве проводника для токов короткого замыкания и для системы мониторинга состояния изоляции.
Поясная изоляция: Обмотка из электроизоляционной или полупроводящей ленты, фиксирующая экраны.
Герметизация: Применение водоблокирующих талько-бентонитовых или гидрофобных лент под оболочкой. Предотвращает продольное распространение влаги в случае повреждения внешней оболочки.
Внешняя оболочка: Из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Толщина рассчитывается по ГОСТ. Обеспечивает механическую защиту, стойкость к ультрафиолету, агрессивным средам и влаге.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвП2г 20 кВ 150 мм² регламентируются ГОСТ 31996-2012 и техническими условиями производителей.

Таблица 1. Электрические параметры при длительной эксплуатации

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m), кВ	12/20 (24)	U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное
Допустимая длительная температура жилы	+90°C	В нормальном режиме
Максимальная температура при КЗ	+250°C	Длительность не более 5 сек
Допустимая температура перегрузки	+130°C	До 100 часов в году
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.206	Для однопроволочной жилы
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.1	Зависит от взаимного расположения жил
Емкостной ток, А/км	~1.2	Приблизительное значение
Допустимый длительный ток нагрузки, А	~320	При прокладке в земле, температуре грунта +15°C и глубине 0.7 м

Таблица 2. Механические и климатические характеристики

Параметр	Значение/Характеристика
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x (D + d), где D – наружный диаметр кабеля, d – диаметр жилы. Обычно не менее 800-1000 мм для 150 мм².
Диапазон температур монтажа	Не ниже -20°C (без предварительного подогрева)
Рабочий диапазон температур	От -50°C до +50°C (для окружающей среды)
Стойкость к тепловому удару	Выдерживает нагрев до +250°C в течение 5 сек
Испытательное переменное напряжение, 50 Гц	30 кВ в течение 10 мин после прокладки
Испытательное постоянное напряжение	48 кВ в течение 15 мин (альтернативный метод)

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвП2г 20 кВ 150 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

Воздушные линии электропередачи на напряжение 20 кВ (с подвеской на тросах или на опорах).
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронированные версии, например, АПвП2гп, для таких целей предпочтительнее).
Вводы на территории промышленных предприятий, городов, в распределительные устройства подстанций.
Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.

Важно: Кабель марки АПвП2г не имеет брони, поэтому при прокладке в земле (траншеях) без защитных труб или плит существует высокий риск повреждения от внешних механических воздействий. Для прямой прокладки в земле следует выбирать модификации с броней, например, АПвБ2г или АПвП2гп.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (кабелями с бумажной изоляцией)

Преимущества:

Высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, пропитанной вязким составом.
Большая пропускная способность: Более высокие допустимые токи нагрузки при одинаковом сечении.
Отсутствие ограничений по перепаду уровней: Не требует специальных муфт при прокладке на трассах с большим перепадом высот, в отличие от кабелей с вязкой пропиткой.
Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом или пропитки.
Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам: Благодаря полной герметизации конструкции.
Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки/Особенности:

Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При монтаже требуется аккуратность, чтобы не повредить изоляцию и экраны.
Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Необходима идеальная очистка и подготовка изоляции, строгое соблюдение технологии.
Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, но эксплуатационные преимущества часто компенсируют разницу.

Требования к монтажу, соединению и оконцеванию

Монтаж кабеля АПвП2г требует профессионального подхода. Ключевые этапы:

Раскатка: Избегать резких изгибов. Контролировать радиус изгиба (не менее 15-25 наружных диаметров).
Подготовка конца кабеля: Послойная разделка с использованием специального инструмента. Коническая стачивание изоляции и экрана (фаска) для плавного распределения электрического поля.
Монтаж соединительных и концевых муфт: Обязательно применение комплектных муфт, предназначенных для кабелей с изоляцией из СПЭ на 20 кВ. Технология включает: наложение полупроводящих и изоляционных лассо, установка геометрического и емкостного экранов, заполнение изоляционным компаундом или термоусадка.
Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и правильной работы релейной защиты.
Испытания после монтажа: Обязательное проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (48 кВ) или очень низкой частоты (VLF) для проверки целостности изоляции после монтажных работ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвП2г от АПвПу2г?

Буква «у» в маркировке АПвПу2г указывает на усиленную внешнюю оболочку, как правило, из полиэтилена повышенной прочности. Это не регламентировано ГОСТ напрямую, но часто используется производителями для обозначения кабеля с улучшенными механическими характеристиками оболочки, что актуально для сложных условий прокладки.

Можно ли прокладывать АПвП2г 20 кВ 150 мм² в земле без защиты?

Не рекомендуется. Отсутствие брони (стальных лент или проволок) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлении грунта, воздействии грызунов. Для прокладки в земле следует выбирать бронированные модификации: АПвБ2г (броня из стальных лент) или АПвП2гп (броня из оцинкованных стальных проволок). Допускается прокладка АПвП2г в земле только в защитных пластиковых или асбоцементных трубах, с сигнальной лентой и при условии отсутствия нагрузок на растяжение.

Какой допустимый длительный ток для этого кабеля при прокладке в воздухе?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от множества факторов: способа прокладки (одиночная/пучком), температуры окружающей среды, наличия солнцезащиты. Для ориентировочной оценки: при прокладке одиночного кабеля АПвП2г 20 кВ 150 мм² на воздухе при температуре +25°C допустимый ток составляет примерно 350-370 А. Точные значения необходимо брать из расчетных таблиц ПУЭ (Глава 1.3) или из технических каталогов производителя для конкретных условий.

Что означает индекс «2г» и зачем нужна герметизация?

Индекс «2г» – ключевая особенность кабеля. «2» означает наличие двух экранов: по жиле и по изоляции. «г» – герметизация. Под оболочкой расположены водоблокирующие ленты (на основе бентонита или гидрофобного геля). При повреждении оболочки и попадании влаги эти материалы набухают, блокируя продольное распространение воды вдоль кабеля. Это предотвращает выход из строя больших участков кабельной линии и локализует место повреждения.

Какие муфты необходимо использовать для соединения и оконцевания?

Для кабеля АПвП2г 20 кВ применяются только специализированные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на соответствующее напряжение. Существуют три основных типа:

Соединительные муфты (СТО) – для соединения двух отрезков кабеля. Могут быть термоусаживаемыми, холодноусаживаемыми (на основе EPDM) или заливными (эпоксидными).
Концевые муфты (наружной или внутренней установки) – для подключения кабеля к шинам РУ, трансформатору или воздушной линии. Имеют изоляторы (фарфоровые или полимерные) и элементы для крепления.
Стопорные муфты – для электрического разделения экранов при длинных линиях или в схемах с односторонним заземлением экранов.

Выбор конкретного типа и производителя муфт должен быть согласован с проектной документацией.

Как проводится приемо-сдаточные испытания кабеля после прокладки?

Согласно ПУЭ и ГОСТ 34.38, после монтажа кабельная линия 20 кВ испытывается повышенным напряжением постоянного тока. Для кабеля АПвП2г 20 кВ испытательное напряжение составляет 48 кВ, а длительность приложения – 15 минут. В качестве альтернативы все чаще применяются испытания напряжением очень низкой частоты (0.1 Гц) с амплитудой 2U₀ (24 кВ) или 3U₀ (36 кВ). Эти испытания считаются более щадящими для изоляции из СПЭ и диагностически более информативными.

В чем принципиальное отличие от кабеля ПвП2г?

Первая буква маркировки: «А» – алюминиевая жила, отсутствие «А» (как в ПвП2г) – медная жила. Кабель ПвП2г 20 кВ 150 мм² имеет медную токопроводящую жилу. Это влечет за собой: меньший диаметр и вес (при одинаковом сечении), меньшее электрическое сопротивление, более высокую стойкость к электромеханическим нагрузкам, но существенно более высокую стоимость. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета.

Кабель АПвП2г 20 кВ 150 мм