Кабель АПвЭаПг 1-х жильный 20 кВ

Кабель АПвЭаПг 1-х жильный 20 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвЭаПг 1х жильный на напряжение 20 кВ 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. Данный тип кабеля является современной, высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется для создания надежных и эффективных кабельных линий.

Расшифровка маркировки АПвЭаПг

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и раскрывает его конструкцию:

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из Полиэтилена вулканизированного (сшитого).
• в – Обозначение, указывающее на наличие внутреннего водонепроницаемого экрана (в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена поверх изоляции).
• Э – Наличие Экрана из медных проволок (поверх изоляции).
• а – Алюминиевая армирующая оболочка.
• П – Наружная защитная оболочка из Полиэтилена.
• г – Отсутствие в конструкции защитного герметизирующего слоя («голый»). Водозащита обеспечивается алюминиевой оболочкой.
• 1х жильный – Одна токопроводящая жила.
• 20 кВ – Номинальное напряжение 20 кВ.

Конструкция кабеля АПвЭаПг 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и долговечность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или А97 по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечений от 120 мм² и выше, как правило, применяется секторная форма для компактности. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной.

2. Внутренний полупроводящий экран

Экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, накладываемый непосредственно на токопроводящую жилу. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля. Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокую электрическую прочность, термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическую прочность.

4. Внешний полупроводящий экран (водоблокирующий)

Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена, но часто с добавлением влагопоглощающих материалов (например, суперабсорбента). Его задача – выравнивание электрического поля на внешней поверхности изоляции и, что критически важно, продольная герметизация кабеля. При повреждении оболочки влага, проникая внутрь, вызывает набухание этого слоя, блокируя дальнейшее распространение воды вдоль кабеля.

5. Экран из медных проволок

Выполнен в виде оплетки из медных проволок малого диаметра или в виде медных лент. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания.

6. Алюминиевая герметизирующая оболочка

Гладкая или гофрированная алюминиевая лента, наложенная продольной или спиральной обмоткой и сваренная по шву. Обеспечивает абсолютную герметичность кабеля от проникновения влаги, газов и химических веществ из окружающей среды, а также служит механической защитой и элементом армирования.

7. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) высокого давления. Защищает алюминиевую оболочку от механических повреждений и коррозионного воздействия агрессивных сред (щелочей, кислот, солей). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (при температуре +20°C)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 (24) кВ.
• Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C.
• Допустимый радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.

Таблица 1. Весогабаритные и электрические данные для основных сечений (ориентировочно)

Сечение жилы, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки*, А
50	38-42	1800-2100	0.641	190
95	45-49	2500-2900	0.320	280
150	50-54	3300-3800	0.206	350
240	57-62	4600-5300	0.125	440
400	68-73	6800-7800	0.0778	580

• Токовые нагрузки приведены для прокладки в земле (траншее), при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0.7 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт. Точные значения определяются расчетом согласно ПУЭ и зависят от условий прокладки.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭаПг 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках.

• Прокладка в земле (траншеях): Является основным способом. Алюминиевая оболочка обеспечивает надежную защиту от влаги и механических нагрузок. Кабель укладывается на песчаную подушку, присыпается песком и защищается сигнальной лентой или плитами.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Применяется в условиях высокой плотности кабельных трасс на территории промышленных предприятий, в городской инфраструктуре.
• Прокладка в помещениях и частично заболоченных местностях: Благодаря герметичной конструкции кабель устойчив к повышенной влажности.
• Использование в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью: Конструкция экранов и изоляции рассчитана на работу в таких сетях.

Важно: Прокладка в воздухе (по опорам) без дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения не рекомендуется, так как полиэтиленовая оболочка подвержена его воздействию. Для воздушных линий применяются кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «с») или с тросом.

Преимущества и недостатки кабеля АПвЭаПг 20 кВ

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30-40 лет.
• Абсолютная герметичность: Алюминиевая оболочка полностью исключает проникновение влаги и газов, что предотвращает развитие водных древовидных образований в изоляции.
• Высокие токовые нагрузки: Допустимая температура работы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией.
• Удобство монтажа и прокладки: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с аналогами (АСБл, ААБл).
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с системой подпитки маслом: Монтаж концевых и соединительных муфт проще и быстрее.
• Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл), однако это компенсируется меньшими эксплуатационными затратами.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям оболочки: При повреждении алюминиевой оболочки возможно возникновение коррозии и потеря герметичности.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии разделки и монтажа для обеспечения надежности соединения.

Сравнение с аналогами (АПвПу, АСБл)

Таблица 2. Сравнительная характеристика кабелей на 20 кВ

Кабель АПвПу с медной оболочкой обладает еще более высокой коррозионной стойкостью и лучшей проводимостью оболочки для токов КЗ, но его стоимость существенно выше. Кабель АСБл, несмотря на низкую стоимость, морально устарел, имеет ограничения по току, температуре, сложен в монтаже и требует постоянного контроля за уровнем пропитки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвЭаПг от АПвПу?

Основное отличие – материал герметизирующей оболочки. У АПвЭаПг – алюминиевая, у АПвПу – медная. Медная оболочка дороже, но обладает более высокой электропроводностью (что важно для токов короткого замыкания) и коррозионной стойкостью в некоторых агрессивных средах. Алюминиевая оболочка – экономичное и надежное решение для большинства условий прокладки.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭаПг в земле без дополнительной защиты?

Да, можно. Алюминиевая оболочка и полиэтиленовая наружная оболочка обеспечивают достаточную защиту от коррозии и механических воздействий при правильной укладке на подготовленное ложе (подушку из песка). Однако в каменистых грунтах или при риске повреждения копкой рекомендуется дополнительная защита сигнальными лентами, плитами или гофротрубами.

Какой минимальный радиус изгиба у этого кабеля?

Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля (15D). После монтажа и фиксации радиус может быть уменьшен до 12D. Для кабеля сечением 240 мм² с диаметром ~60 мм радиус изгиба при прокладке составит не менее 900 мм.

Требуется ли специальный инструмент для разделки кабеля АПвЭаПг?

Да, для качественной разделки необходимы специализированные инструменты: кольцевые ножи для снятия оболочек, калиброванные шаблоны для ступенчатой разделки изоляции, термоусадочные муфты или муфты холодной усадки, рассчитанные именно на кабели с изоляцией из СПЭ. Ручной разделки ножом недостаточно.

Как маркируются фазы при прокладке трех одножильных кабелей АПвЭаПг?

Каждая жила в трехфазной системе должна быть идентифицирована. Это достигается либо нанесением цветной маркировки на концевые муфты, либо использованием кабелей с цветными полосами на наружной оболочке (согласно ТУ), либо применением бирок и маркеров. Стандартная расцветка: фаза A – желтый, фаза B – зеленый, фаза C – красный. Ноль и земля – синий и желто-зеленый соответственно.

Каков срок службы кабеля АПвЭаПг 20 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации при соблюдении условий прокладки, нагрузок и отсутствии внешних повреждений может превышать 40-50 лет.

Заключение

Кабель АПвЭаПг 1-х жильный 20 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, водоблокирующих экранов и герметичной алюминиевой оболочки, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной безопасности, долговечности и минимальных потерь. Несмотря на более высокую первоначальную стоимость по сравнению с кабелями старых типов, его выбор экономически оправдан за счет снижения затрат на монтаж, обслуживание и ремонт в течение всего жизненного цикла энергообъекта.