Кабель АПвВнг(А) 20 кВ

Кабель АПвВнг(А) 20 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвВнг(А) 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевыми жилами, с медными экранами по жилам и в общей оболочке, не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в современных электрических сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-20 кВ

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести.
В – внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
нг(А) – исполнение, не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наивысшие требования к нераспространению горения).
20 кВ – номинальное напряжение 20000 Вольт.

Конструкция кабеля АПвВнг(А) 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет критически важную функцию.

Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марок А5, А6 или А7 по ГОСТ 22483). Жилы могут быть однопроволочными (секторными или круглыми) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторными) для больших сечений. Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля и эффективно использовать монтажное пространство.
Экран по жиле (полупроводящий экран): Наносится поверх изолированной жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.
Экран по изоляции (полупроводящий): Аналогичен экрану по жиле. Вместе они создают коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
Медный экран (поясной): Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально, или в виде медной оплетки. Служит для защиты от внешних электромагнитных помех, является нулевой точкой для протекания замыкающих токов и обеспечивает безопасность при касании оболочки. Сечение медного экрана нормируется.
Разделительный слой: Как правило, выполнен из электроизоляционной пленки или битумированной бумаги, наложенной поверх поясного экрана. Предотвращает взаимодействие экрана с внешней оболочкой.
Внутренняя оболочка: Из ПВХ пластиката пониженной горючести. Заполняет межжильное пространство, придает кабелю круглую форму и обеспечивает дополнительную защиту.
Наружная оболочка: Из ПВХ пластиката, не распространяющего горение по категории А (нг(А)). Обеспечивает механическую и химическую защиту, а также стойкость к распространению пламени при групповой прокладке.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель АПвВнг(А) 20 кВ соответствует требованиям ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ».

Таблица 1. Условия эксплуатации и монтажа

Параметр	Значение или условие
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	12/20 (24) кВ
Максимальная длительная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура жилы при коротком замыкании (не более 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля
Допустимая температура эксплуатации	от -50°C до +50°C
Относительная влажность воздуха при +35°C	до 98%
Прокладка	В земле (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, помещениях, на специальных эстакадах. Не предназначен для прокладки в воде.

Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритные параметры (ориентировочные)

Количество и сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Максимальный наружный диаметр по ГОСТ, мм
3×50	48-52	2500-2800	55.0
3×120	62-66	4200-4600	70.0
3×150	67-71	5100-5600	75.0
3×185	72-76	6100-6700	80.0
3×240	79-83	7600-8300	87.0

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель АПвВнг(А) 20 кВ является одним из наиболее востребованных в классе среднего напряжения. Важно понимать его отличия от других марок.

АПвВнг(А) vs. АПвПнг(А): Основное отличие – материал внешней оболочки. У АПвПнг(А) оболочка из полиэтилена, что обеспечивает лучшую стойкость к влаге и агрессивным средам, но полиэтилен горюч. Кабель АПвВнг(А) с ПВХ оболочкой применяется там, где приоритетом является нераспространение горения.
АПвВнг(А) vs. АСБл-20 кВ: Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по разности уровней) и морально устарел. Кабель с XLPE (АПвВнг(А)) более легкий, удобный в монтаже, имеет большую пропускную способность и не требует обслуживания.
АПвВнг(А) vs. ПвПнг(А)-20 кВ: Буква «А» в начале маркировки указывает на алюминиевую жилу, «П» (отсутствие буквы) – на медную. Медный кабель имеет меньший диаметр при том же сечении, большую пропускную способность и стойкость к механическим нагрузкам, но значительно дороже. Выбор зависит от экономического расчета и условий проекта.

Области применения кабеля АПвВнг(А) 20 кВ

Кабель предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 20 кВ.

Основные и распределительные сети электроснабжения городов и населенных пунктов.
Питание мощных промышленных предприятий, заводов, фабрик.
Устройство вводов и разводки на территории крупных объектов (порты, аэропорты, железнодорожные станции).
Питание тяговых подстанций городского электрического транспорта.
Кабельные линии в многоэтажных зданиях для питания трансформаторных подстанций, расположенных на технических этажах или в подвалах (с обязательным соблюдением требований ПУЭ к прокладке).
Прокладка в кабельных коллекторах и туннелях при групповом размещении.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвВнг(А) 20 кВ должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.

Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м до верха кабеля. Защита от механических повреждений (кирпич, бетонные плиты, сигнальная лента). Дно траншеи должно быть очищено от камней и засыпано песчаной подушкой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм.
Прокладка в кабельных сооружениях: Допускается групповая прокладка. Кабель крепится на конструкциях с помощью скоб, хомутов, подвесов. Необходимо обеспечить свободный доступ для осмотра и ремонта.
Монтаж концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходимо использовать комплекты муфт, соответствующие напряжению, сечению и типу изоляции кабеля. Работы проводятся в условиях чистоты, без пыли и влаги.
Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Преимущества и недостатки кабеля АПвВнг(А) 20 кВ

Преимущества:

Высокая надежность и долгий срок службы (не менее 30 лет).
Отличные диэлектрические и механические свойства изоляции XLPE.
Стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
Не распространяет горение при групповой прокладке (категория А), что повышает пожарную безопасность объектов.
Относительно малый вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, что облегчает монтаж.
Не требует сложного обслуживания в процессе эксплуатации.

Недостатки:

Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами при нарушении технологии прокладки.
Необходимость применения специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.
Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на напряжение 6-10 кВ, но экономически оправдана для сетей 20 кВ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается исполнение нг(А) от нг(В), нг(С) и нг(D)?

Отличие заключается в категории испытаний на нераспространение горения при групповой прокладке. Категория А – самая строгая: испытание проводится на образце, состоящем из нескольких кабелей с суммарным тепловыделением 7 кВт/м. Исполнения нг(В), нг(С), нг(D) испытываются с меньшим тепловыделением (3.5, 1.5, 0.5 кВт/м соответственно). Кабель с индексом нг(А) гарантирует, что он не распространит горение даже в самых плотных пучках.

Можно ли проложить кабель АПвВнг(А) 20 кВ открыто по фасаду здания?

Да, можно, но с учетом следующих условий: кабель должен быть защищен от прямых солнечных лучей (УФ-излучения), так как ПВХ оболочка со временем может терять эластичность под их воздействием. Рекомендуется прокладка в гофротрубах, коробах или кабель-каналах, либо применение кабеля с УФ-стабилизированной оболочкой (обычно обозначается дополнительно). Также необходимо надежное крепление.

Какое сечение медного экрана является достаточным?

Сечение медного экрана нормируется ГОСТ 31996-2012 и зависит от сечения токопроводящей жилы. Например, для жил сечением 50-120 мм² минимальное сечение экрана составляет 25 мм², для 150-300 мм² – 35 мм², для 400-500 мм² – 50 мм². Это обеспечивает способность проводить токи короткого замыкания в течение установленного времени.

Допускается ли совместная прокладка с кабелями более низкого напряжения (0.4 кВ)?

Совместная прокладка в одной траншее или на одних конструкциях допускается, но с выполнением требований ПУЭ (п. 2.3.86). Кабели напряжением выше 1 кВ следует, как правило, прокладывать выше кабелей напряжением до 1 кВ. Между силовыми кабелями 20 кВ и другими кабелями должны быть обеспечены расстояния и разделительные перегородки, указанные в проектной документации, для исключения механических повреждений и влияния в аварийных режимах.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля АПвВнг(А) 20 кВ, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения температурных режимов, отсутствия перегрузок, корректности монтажа (особенно муфт), агрессивности окружающей среды (почвы), механических воздействий. Регулярный мониторинг и диагностика (например, измерение частичных разрядов) позволяют прогнозировать остаточный ресурс.

Что означает маркировка U₀/U (U_m) = 12/20 (24) кВ?

Это стандартное обозначение номинального напряжения для кабелей среднего класса:

U₀ = 12 кВ – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном).
U = 20 кВ – номинальное междуфазное напряжение.
U_m = 24 кВ – максимальное допустимое рабочее междуфазное напряжение, при котором кабель может работать в течение всего срока службы (в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где возможно длительное превышение напряжения).

Заключение

Кабель АПвВнг(А) 20 кВ представляет собой современное, технологичное и безопасное решение для построения и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и алюминиевых жилах, обеспечивает оптимальное соотношение стоимости, надежности и удобства монтажа. Соответствие высшей категории нераспространения горения нг(А) делает его предпочтительным выбором для объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности. Корректный подбор сечения, соблюдение нормативов прокладки и монтажа, а также квалифицированное проведение высоковольтных испытаний являются залогом многолетней и безаварийной эксплуатации кабельной линии на основе АПвВнг(А) 20 кВ.