Кабель АПвПг 20 кВ 630 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПг 20 кВ 630 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвПг 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения долговечной и надежной работы в современных электрических сетях.

Расшифровка маркировки АПвПг

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• П – Защитная броня из плоских стальных оцинкованных проволок (по ГОСТ 23286).
• г – Защитный покров (наружная оболочка) из ПВХ пластиката. Буква «г» указывает на то, что кабель не распространяет горение и является гибким в отношении брони.
• 20 кВ – Номинальное напряжение 20 000 Вольт.
• 630 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПг 20 кВ 630 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
• Сечение: 630 мм².
• Класс гибкости: 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная). Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля) и может быть как однопроволочной, так и многопроволочной в зависимости от требований к гибкости.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

• Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, наложенный экструзионным способом непосредственно на жилу.
• Назначение: Выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Изоляция

• Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE).
• Толщина: Нормируется ГОСТ 15150 или ТУ завода-изготовителя. Для кабеля на 20 кВ типичная минимальная толщина изоляции составляет 5,5 – 6,0 мм.
• Назначение: Основной диэлектрический барьер. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допускает длительную работу при температуре жилы до +90°C и перегрузки до +130°C), стойкостью к термоциклированию и влаге.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

• Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции экструзионным способом.
• Назначение: В паре с экраном на жиле создает идеально гладкое цилиндрическое электрическое поле внутри изоляции, исключая искажения и концентрацию напряжений.

5. Поясная изоляция

• Выполняется из полупроводящих или медных лент, наложенных поверх экрана на изоляции.
• Назначение: Дополнительное выравнивание потенциала и механическая защита экрана.

6. Медный экран (заземляющий)

• Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции, или в виде медной ленты. Для сечения 630 мм² часто применяется комбинация: медная лента + медные проволоки.
• Сечение медных проволок нормируется. Для кабелей на 20 кВ типичное суммарное сечение составляет от 25 до 50 мм².
• Назначение: Защита от электромагнитных помех, создание пути для тока короткого замыкания, безопасность персонала (заземляется с двух сторон).

7. Внутренняя оболочка (Внутренний шланг)

• Материал: ПВХ пластикат.
• Назначение: Защита медного экрана от коррозии и механических повреждений, а также обеспечение скользящей поверхности для наложения брони.

8. Броня

• Тип: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. В маркировке «Пг» указывает на плоские проволоки, но чаще для данного типа кабеля применяются именно стальные ленты.
• Назначение: Защита кабеля от механических воздействий (растягивающие усилия, удары, грызуны).

9. Наружная оболочка

• Материал: ПВХ пластикат пониженной горючести.
• Цвет: Как правило, черный.
• Назначение: Защита брони от коррозии, внешних атмосферных и химических воздействий. Обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1: Ключевые параметры кабеля АПвПг 20 кВ 630 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	24
Частота, Гц	50
Количество и сечение жил	1 x 630 мм2 (чаще одножильное исполнение)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C (не более 100 ч/год)
Температура при коротком замыкании	+250°C (макс. продолжительность 5 с)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0451 (для однопроволочной)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ	45 (в течение 10 мин. после монтажа)
Испытательное постоянное напряжение, кВ	65 (альтернатива переменному)

Таблица 2: Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд.)

Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А	Примечания
В земле (траншее)	~ 580 — 620 А	Зависит от удельного теплового сопротивления грунта, глубины прокладки, температуры земли и количества работающих кабелей вплотную.
В воздухе	~ 640 — 680 А	Зависит от температуры воздуха, солнечной радиации и расположения кабелей.

Важно: Точные значения токовых нагрузок определяются расчетом для конкретных условий прокладки в соответствии с актуальными нормативными документами (ПУЭ, ГОСТ Р 50571, МЭК 60287).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПг 20 кВ 630 мм² применяется для создания магистральных и распределительных линий в сетях 6-10-20 кВ. Основные сферы использования:

• Кабельные линии в городских распределительных сетях (КЛ).
• Питание мощных трансформаторных подстанций 20/0.4 кВ.
• Вводы на промышленные предприятия, крупные торговые центры, жилые микрорайоны.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при наличии блуждающих токов, в грунтах с повышенной коррозионной активностью, а также при риске механических повреждений. Броня обеспечивает защиту от грунтовых смещений и деятельности грызунов.

Способы прокладки: В земле (траншеях), в кабельных сооружениях, по конструкциям в помещениях и туннелях. Запрещена прокладка по воздуху (по опорам) без дополнительных несущих элементов, так как кабель не имеет несущего троса.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение с кабелем с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, СБл):

• Преимущества АПвПг:
  • Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
  • Отсутствие риска протекания масла, нет ограничений по перепаду высот.
  • Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении и напряжении.
  • Проще монтаж и соединение муфтами, не требуется контроль уровня масла.
  • Большая длина строительных отрезков (ограничена только возможностями транспортировки).
• Недостатки АПвПг:
  • Более высокая чувствительность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт (требуется абсолютная чистота и герметичность).
  • Чувствительность к дендритным трещинам («водным деревьям») при длительном контакте с влагой в случае повреждения оболочек. Современные материалы (тройной сшитый полиэтилен) минимизируют этот риск.

Сравнение с кабелем АПвПу (без брони): Кабель АПвПг имеет броню, что обеспечивает механическую защиту, но увеличивает вес, стоимость и требует большего радиуса изгиба.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Должна производиться с помощью кабельных роликов, не допуская рывков, перекручивания и превышения минимального радиуса изгиба.
• Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Поверхности изоляции и экрана должны быть подготовлены с особой тщательностью. Обязательна проверка герметичности термоусаживаемых компонентов.
• Заземление: Медные экраны (броня при наличии) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для обеспечения безопасности и протекания токов короткого замыкания.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного или переменного тока в соответствии с ПТЭЭП.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвПг от АПвПуг?

Буква «П» в четвертой позиции (АПвПг) обозначает броню из плоских стальных проволок. Буква «У» в этой позиции (АПвУг) обозначает броню из круглых стальных проволок. Проволочная броня (У) лучше противостоит растягивающим нагрузкам, ленточная (П) – в основном механическим ударам и защите от грызунов. Для кабеля 20 кВ 630 мм² чаще применяется ленточная броня.

Можно ли прокладывать кабель АПвПг в воде?

Нет. Конструкция кабеля АПвПг не является герметизированной для работы в воде под давлением. Для прокладки в водоемах или в условиях постоянного затопления необходимо применять специальные кабели в свинцовой оболочке (например, АПвПу), либо обеспечивать полную герметизацию линии специальными муфтами и подводными вводами.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвПг с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше.

Как правильно выбрать сечение заземляющего проводника (медного экрана)?

Сечение медных проволок экрана нормируется стандартами. Для кабеля на 20 кВ 630 мм² оно, как правило, составляет 25-50 мм² и является достаточным для протекания токов короткого замыкания в течение установленного времени. Проверочный расчет по току КЗ должен быть выполнен в проекте.

Что означает «не распространяет горение» в маркировке «г»?

Это означает, что кабель соответствует категории пожарной безопасности «нг(А)-LS» или аналогичной по ГОСТ 31565. При одиночной прокладке или групповой прокладке по категории А (более 3-х несущих токовых элементов в пучке) он не распространяет горение. Материал оболочки и изоляции при пожаре выделяет пониженное количество дыма и газа (Low Smoke).

Какие муфты применяются для монтажа кабеля АПвПг 20 кВ?

Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) соединительные и концевые муфты на напряжение 20 кВ, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Выбор зависит от условий эксплуатации и предпочтений монтажной организации.

В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена перед бумажно-масляной?

Ключевых преимуществ несколько: более высокая рабочая температура, что позволяет пропускать больший ток через то же сечение; отсутствие текучего диэлектрика (масла), что упрощает монтаж и эксплуатацию; меньший вес и габариты; экологическая безопасность.