Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП2г 3-х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвБП2г 3х… на напряжение 20 кВ представляет собой современную силовую кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частоты 50 Гц. Данный тип кабеля является ключевым элементом в сетях среднего класса напряжения и широко применяется для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в условиях возможного подтопления, включая участки с повышенной коррозионной активностью. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности в эксплуатации.

Расшифровка маркировки АПвБП2г

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

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – наружная защитная оболочка (покров) из полиэтилена.
• 2г – индекс, указывающий на низкое горение и отсутствие галогенов в дыму при пожаре («нг(А)-HF» по современной классификации). Материалы оболочки и изоляции не распространяют горение при групповой прокладке и выделяют минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов.
• 3-х жильный – три изолированные жилы в одном кабеле.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.

Конструкция кабеля АПвБП2г 3х… 20 кВ

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ по ГОСТ 22483), что обеспечивает легкость и экономичность по сравнению с медными аналогами. Жилы могут быть секторной или сегментной формы для компактности итогового диаметра кабеля. Класс гибкости – 1 или 2 (однопроволочная или многопроволочная для сечений от 240 мм²).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращение возникновения частичных разрядов.

3. Изоляция жилы

Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный путем вулканизации, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме, до +250°C при КЗ). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции каждой жилы наносится экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он служит для создания равномерного цилиндрического контура, на который будет наложен металлический экран.

5. Поясная изоляция и заполнение

Три экранированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется жгутами из полимерных материалов или резиновой смеси для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или пленки.

6. Медный экран (металлизированный экран)

Общий для всех жил экран, выполняемый в виде медных лент, наложенных спирально или продольно, или в виде медной проволоки, навитой поверх поясной изоляции. Его функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание симметричного емкостного поля вокруг каждой жилы.
• Обеспечение пути для тока утечки и тока короткого замыкания.

7. Внутренняя оболочка (Внутренний защитный шланг)

Изготавливается из ПВХ пластиката. Защищает металлический экран от коррозии и механических повреждений, а также служит демпферным слоем под броней.

8. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с перекрытием. Назначение – защита кабеля от механических воздействий (растяжения, сдавливания, грызунов) при прокладке в земле.

9. Наружная оболочка

Внешний покров из полиэтилена (в маркировке «П») черного цвета. Обеспечивает превосходную защиту от влаги, агрессивных химических сред (кислот, щелочей, солей) и почвенной коррозии. Индекс «2г» означает, что полиэтилен специального состава, обладающий свойствами низкого горения и малодымообразования без галогенов.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/20 кВ (24 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей/экраном, U – между жилами.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 45 кВ, продолжительность 10 мин.
• Испытательное постоянное напряжение: 65 кВ, продолжительность 15 мин.
• Максимальная допустимая температура жилы:
  • в длительном режиме: +90°C
  • при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • при перегрузке: +130°C
• Минимальная температура прокладки: -15°C (без предварительного подогрева).
• Допустимый радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.

Таблица 1. Примерные данные по сечениям, весу и наружному диаметру (на основе типовых ТУ)

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	Максимально допустимый ток в земле, А (справочно)*
3х50	55-60	3500-4000	190-210
3х95	65-70	5000-5500	270-300
3х150	75-80	6500-7200	340-380
3х240	85-90	8500-9500	430-480

*Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го изд., гл. 1.3, с учетом конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление и т.д.).

Области применения и условия прокладки

Кабель АПвБП2г предназначен для прокладки:

• В земле (траншеях) с низкой и высокой коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности и грунтах с блуждающими токами.
• В кабельных каналах, блоках, туннелях, коллекторах.
• В помещениях, в том числе с повышенной пожарной опасностью, благодаря свойствам «нг(А)-HF».
• На кабельных эстакадах и в галереях.
• В условиях возможного подтопления.

Запрещена прокладка по воздуху (подвесным способом) без дополнительной защиты от УФ-излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена фотостарению.

Преимущества и недостатки кабеля АПвБП2г по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ обладает высокой стойкостью к тепловому старению, влаге, термомеханическим нагрузкам.
• Пожарная безопасность: Соответствие категории «нг(А)-HF» позволяет прокладывать кабель группами без ограничений по горючести, а отсутствие галогенов минимизирует риск для людей и оборудования при пожаре.
• Коррозионная стойкость: Комбинация брони из оцинкованных лент и полиэтиленовой оболочки обеспечивает долговечность в агрессивных грунтах.
• Высокие допустимые токи нагрузки: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБ) при тех же сечениях.
• Простота монтажа и соединения: Меньший вес и радиус изгиба, чем у АСБ. Возможность изготовления муфт и концевых заделок с применением современных термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов.
• Отсутствие необходимости в масляном хозяйстве и постоянном контроле давления.

Недостатки/Особенности:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов, которые могут повредить изоляцию.
• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требуется высокая квалификация персонала, так как нарушение технологии заделки может привести к пробою.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
• Необходимость использования специального инструмента для разделки и заземления экрана.

Сравнение с другими типами кабелей на 20 кВ

АПвБП2г vs. АСБл (с бумажно-масляной изоляцией, в свинцовой оболочке, с броней):

• АПвБП2г легче, проще в монтаже, не требует сложных систем подпитки масла, экологичнее (нет свинца и масла), имеет лучшие пожарные характеристики.
• АСБл традиционно считается более устойчивым к длительным локальным перегрузкам и имеет многолетнюю историю эксплуатации, но морально устарел.

АПвБП2г vs. АПвПг (без брони):

• АПвБП2г имеет броню, что позволяет прокладывать его непосредственно в земле. АПвПг требует защиты (кабельных лотков, труб) при прокладке в грунте.

АПвБП2г vs. ПвПг (медный аналог):

• ПвПг с медными жилами имеет меньшее сечение при той же пропускной способности и несколько лучшие механические свойства жилы, но существенно дороже. Алюминиевый кабель более экономичен по материалу.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие кабеля АПвБП2г от АПвБбШп?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвБбШп наружный покров из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. У АПвБП2г – из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает значительно более высокой стойкостью к влаге и химической агрессии, что делает кабель АПвБП2г предпочтительным для прокладки в сильноагрессивных средах (засоленные грунты, болота, районы с химическими производствами). Однако ПВХ-оболочка кабеля АПвБбШп, как правило, более устойчива к распространению горения в стандартном исполнении (без индекса «2г»).

2. Можно ли прокладывать кабель АПвБП2г в помещениях?

Да, можно и часто это требуется. Благодаря индексу «2г» (нг(А)-HF) кабель не распространяет горение при групповой прокладке и выделяет низкое количество дыма без галогенов, что соответствует строгим требованиям пожарной безопасности для общественных зданий, метро, электростанций и т.д.

3. Как правильно заземлять металлический экран и броню этого кабеля?

Медный экран и стальная броня подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения безопасности и нормальной работы защит. Заземление выполняется с помощью специальных соединителей или хомутов, обеспечивающих надежный электрический контакт. Для брони часто используются бандажи из медной ленты, соединяемые с контуром заземления. Требования детально изложены в инструкциях по монтажу муфт и ПУЭ (гл. 2.3 и 1.7).

4. Каков срок службы кабеля АПвБП2г?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами (ГОСТ 31996-2012), составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.

5. Что означает цифра «2» в индексе «2г»?

Цифра «2» в данном контексте является частью кода пожарной безопасности по старой системе обозначений (до введения ГОСТ 31565-2012). Она указывает на то, что изоляция и оболочка выполнены из материалов, не распространяющих горение при групповой прокладке и с пониженным дымо- и газовыделением. В современной классификации это соответствует высшей категории пожарной опасности «П1б.8.2.2.2» и маркировке «нг(А)-HF».

6. Требуется ли для прокладки кабеля АПвБП2г в траншее песчаная подушка и защита кирпичом или плитами?

Да, это стандартное требование ПУЭ (гл. 2.3). На дно траншеи насыпается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной не менее 100 мм. После укладки кабеля его также засыпают слоем мягкого грунта без камней толщиной 100-200 мм, а затем для защиты от механических повреждений укладывают сигнальную ленту или, в местах с повышенным риском, защитные плиты или кирпич. Только после этого траншея засыпается полностью.

7. Какой аналог у этого кабеля по международным стандартам (МЭК)?

Ближайшим аналогом по конструкции и свойствам является кабель типа XLPE-Insulated, Wire Screen, Steel Tape Armoured, LSZH Sheathed Cable (если оболочка соответствует LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Конкретное обозначение по стандартам МЭК (например, IEC 60502-2) может варьироваться в зависимости от страны-производителя.

Заключение

Кабель АПвБП2г 3-х жильный на 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, стойкой брони и химически инертной полиэтиленовой оболочки с огнезащитными свойствами, делает его универсальным для применения в самых сложных условиях: от агрессивных грунтов до объектов с высокими требованиями пожарной безопасности. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом многолетней и безотказной службы данной кабельной линии.