Кабель АПвП2г 20 кВ 400 мм

Кабель силовой АПвП2г 20 кВ 400 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвП2г 20 кВ сечением 400 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является современной, высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется в магистральных сетях, ответвлениях к крупным потребителям, а также в сетях промышленных предприятий.

Расшифровка маркировки АПвП2г

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – поверхностная внутренняя изоляция из сшитого полиэтилена (обозначение по ГОСТ 31565-2012).
• П – поверх защитной оболочки (внешний покров).
• 2г – обозначение бронепокрова: 2 – двойная броня из оцинкованных стальных лент, г – «голый», означает отсутствие наружного защитного покрова (джутовой пряжи) поверх брони.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.
• 400 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвП2г 20 кВ 400 мм²

Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.

• Токопроводящая жила: Алюминиевая, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля), однопроволочная или многопроволочная, соответствующая классу 1 или 2 по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм², как правило, применяется многопроволочная жила.
• Экран по жиле (полупроводящей экран): Слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный непосредственно на жилу. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 20 кВ составляет 8,0 мм (по ГОСТ 15150). Материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C) и стойкостью к тепловым ударам.
• Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй слой экструдированного полупроводящего материала. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, обеспечивая равномерное радиальное электрическое поле.
• Поясная изоляция: Полупроводящая лента, наложенная поверх экрана по изоляции.
• Медные экраны (заземляющие проводники): Представлены в виде медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или в виде медной ленты. Предназначены для пропускания токов короткого замыкания и выравнивания потенциала. Для кабеля 20 кВ 400 мм² сечение медных экранов нормируется и обычно составляет не менее 25 мм².
• Разделительный слой: Полимерная или битумизированная лента, наложенная поверх экранов для защиты их от коррозии при контакте с броней.
• Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов. Буква «г» в маркировке указывает на отсутствие наружного покрова поверх брони.
• Защитная оболочка: Наружный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), наложенный непосредственно на броню. Защищает броню от коррозии и обеспечивает стойкость к агрессивным средам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвП2г 20 кВ 400 мм²

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)	ГОСТ 15150, ГОСТ 31565
Число и сечение жил	1 x 400 мм²	—
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C	ГОСТ 31565
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля	ГОСТ 31565
Допустимый нагрев при длительном режиме работы (Iдл.доп.)	~520-560 А (зависит от условий прокладки)	ПУЭ 7 изд., Расчетные таблицы
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,0778 Ом/км	ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после монтажа	2U0 = 24 кВ в течение 15 мин.	ПУЭ 7 изд., гл. 1.8
Стойкость к короткому замыканию (Iкз на мм²)	~120 А/мм² (расчетное значение)	—

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвП2г 20 кВ 400 мм² предназначен для эксплуатации в следующих условиях:

• Климатическое исполнение: УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150. Может эксплуатироваться в умеренном и холодном макроклиматических районах.
• Температура окружающей среды: При монтаже без предварительного подогрева — не ниже -15°C. Допустимая эксплуатация в диапазоне от -50°C до +50°C.
• Способы прокладки: Кабель бронированный, что позволяет прокладывать его в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. Прокладка в воздухе возможна при условии отсутствия растягивающих нагрузок. Запрещена прокладка в блоках.
• Условия монтажа: Требуется соблюдение минимального радиуса изгиба. При прокладке в траншеях необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, АСБ2л):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
• Большая пропускная способность при одинаковом сечении.
• Отсутствие технологических ограничений по перепадам высот при прокладке.
• Меньший вес и наружный диаметр.
• Более высокая стойкость к тепловым ударам и влаге.
• Упрощенный монтаж и соединение (применение термоусаживаемых муфт).

Преимущества перед кабелями в ПВХ изоляции: Более высокий класс напряжения, superior термостойкость и стойкость к короткому замыканию.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с бумажно-пропитанными кабелями на низкие и средние напряжения.
• Чувствительность концов кабеля к частичным разрядам, требующая качественного монтажа концевых муфт.
• Необходимость использования специального инструмента и обученного персонала для монтажа соединительной и концевой арматуры.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвП2г требует профессионального подхода. Ключевые этапы:

• Раскатка: Без рывков, с контролем радиуса изгиба. Использование роликов.
• Подготовка конца кабеля: Послойная разделка с точным снятием экранов и изоляции с помощью специальных шаблонов.
• Монтаж муфт: Установка соединительных или концевых муфт. Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются преимущественно термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Критически важно обеспечить чистоту поверхностей, полную герметизацию и отсутствие воздушных включений.
• Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормального режима работы.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвП2г от АПвПу2г?

Маркировка «у» в АПвПу2г означает усиленную защитную оболочку, как правило, из полиэтилена (ПЭ). АПвП2г имеет оболочку из ПВХ. ПЭ оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам, что актуально для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью или в воде.

Какое сечение медного экрана должно быть у кабеля 20 кВ 400 мм²?

Согласно ГОСТ 31565-2012, сечение медных экранов (проволок) для кабелей на напряжение 6-35 кВ должно быть не менее 16 мм². Однако на практике для кабеля 400 мм² часто применяют экраны сечением 25 мм² для обеспечения лучшей стойкости к токам КЗ. Точное значение должно быть указано в технических условиях завода-изготовителя.

Можно ли прокладывать кабель АПвП2г в земле без дополнительной защиты?

Да, броня и внешняя ПВХ оболочка предназначены для прямой прокладки в траншеях. Однако ПУЭ и СНиП регламентируют обязательные мероприятия: подушка из песка, засыпка сверху слоем песка, защита кирпичом или бетонными плитами в местах с повышенной нагрузкой, укладка сигнальной ленты.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвП2г, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше при соблюдении условий эксплуатации, проектных токовых нагрузок и качественном монтаже.

Что означает «2г» в маркировке и можно ли прокладывать такой кабель на открытом воздухе?

«2г» — двойная броня из стальных лент без наружного покрова (джутовой обмотки для защиты от коррозии). Прокладка на открытом воздухе (по эстакадам, стенам зданий) допустима, так как сама броня оцинкована, а поверх нее наложена ПВХ оболочка, стойкая к ультрафиолету. Однако при длительной прокладке на солнечном свете рекомендуется использование кабелей с УФ-стабилизированной оболочкой или защитных кожухов.

Как рассчитать ток короткого замыкания, который выдержит кабель?

Допустимый ток термической стойкости (I_терм) рассчитывается по формуле: I_терм = S √(K / t), где S — сечение жилы (400 мм²), t — время действия КЗ (обычно 1-5 с), K — коэффициент, зависящий от материала жилы и изоляции. Для алюминиевой жилы и изоляции из СПЭ K ≈ 120 А²·с/мм². Например, для t=1 с: I_терм = 400 √(120/1) ≈ 4380 А. Точные данные должны быть приведены в паспорте на кабель.

Какие муфты применяются для соединения и оконцевания?

Для кабеля АПвП2г 20 кВ применяются специализированные муфты: соединительные (СТП) и концевые (КНТП, КВТП) с изоляцией из термоусаживаемых или холодноусаживаемых материалов. Популярны муфты марок Raychem (Tyco), 3M, Nexans, а также отечественных производителей (КВТ, Рыбинсккабель). Выбор зависит от условий эксплуатации (внутри/снаружи помещений, в земле) и требований проекта.