Кабель АПвП 20 кВ 150 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвП 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной и высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в электросетевом строительстве.
Расшифровка маркировки АПвП 20 кВ 150 мм²
Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и расшифровывается следующим образом:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – проводящий (полупроводящий) экран по изолированной жиле.
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- П – проводящий (полупроводящий) экран поверх скрученных изолированных жил (общий экран).
- 1. Токопроводящая жила. Выполняется из алюминия марки АЕ (А999, А995) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (150/25) или многопроволочной (150/26), что указывается в обозначении.
- 2. Полупроводящий экран по жиле. Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
- 3. Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартом. Для напряжения 20 кВ она составляет, как правило, 5.5-6.0 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания) и механическую прочность.
- 4. Полупроводящий экран по изоляции. Наносится поверх изоляции, аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено однородное радиальное электрическое поле.
- 5. Поясная изоляция. В трехжильных кабелях экранированные изолированные жилы скручиваются с заполнением промежутков. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или нетканых материалов.
- 6. Общий экран (проводящий слой). Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при касании оболочки. Является заземляемым элементом.
- 7. Внутренняя оболочка (разделительный слой). Изготавливается из ПВХ пластиката. Защищает общий экран от коррозии и механических повреждений, а также служит барьером между экраном и броней.
- 8. Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Обеспечивает защиту кабеля от механических воздействий (растяжения, удары, грызуны).
- 9. Наружная оболочка. Изготавливается из ПВХ пластиката. Защищает броню от коррозии и обеспечивает стойкость кабеля к воздействию окружающей среды (УФ-излучение, влага, агрессивные среды).
- Питающие и распределительные линии от подстанций 35/10(6) кВ до городских и промышленных распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
- Устройство вводов на территории промышленных предприятий, крупных торговых центров, жилых микрорайонов.
- Прокладка в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях, эстакадах, галереях).
- Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, при условии отсутствия значительных растягивающих усилий.
- Использование в районах с умеренным и холодным климатом (оболочка из ПВХ пластиката стойка к морозам).
- Высокая надежность и долговечность: Срок службы достигает 30-40 лет. Изоляция из XLPE не подвержена старению из-за миграции пропитки, как у бумажно-масляных кабелей.
- Большая пропускная способность: Более высокие допустимые температуры нагрева жилы (+90°C против +70°C у АСБ) позволяют передавать большие токи при том же сечении.
- Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке. Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с АСБл аналогичного сечения и напряжения.
- Пожаро- и экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск растекания и возгорания. При горении ПВХ оболочки выделение дыма и токсичных веществ выше, чем у кабелей в негорючей оболочке (АПвПнг), но в целом безопасность выше, чем у маслонаполненных кабелей.
- Ремонтопригодность: Возможность выполнения муфт и концевых заделок с использованием современных комплектных изделий, время монтажа которых значительно меньше, чем для свинцовых муфт.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Задиры, вмятины на изоляции могут стать очагами частичных разрядов и привести к пробою.
- Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходимость абсолютной чистоты, обезжиривания и точного соблюдения технологии при установке соединительных и концевых муфт.
- Относительно высокая стоимость: Цена кабеля АПвП выше, чем у АСБ, однако совокупные затраты на транспортировку, монтаж и эксплуатацию часто оказываются ниже.
- Водопродольное распространение: При повреждении оболочки и брони влага может распространяться вдоль кабеля по межпроволочному пространству экрана. Для ответственных трасс рекомендуется использовать модификации с гидрофобным заполнением (АПвПг).
Таким образом, полное обозначение: Кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном по жиле, в оболочке из ПВХ пластиката, с общим экраном. Номинальное напряжение – 20 кВ. Сечение основной жилы – 150 мм².
Конструкция кабеля АПвП 20 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
Основные технические характеристики и параметры
Ниже приведены ключевые параметры для кабеля АПвП 20 кВ 150 мм², основанные на типовых технических условиях.
Таблица 1. Электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 (24) кВ |
| Сечение основной жилы | 150 мм² |
| Количество и форма жил | 3 жилы, секторные/сегментные |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (до 5 сек) | +250°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 15 x D (наружного диаметра кабеля) |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.206 Ом/км (ГОСТ 22483) |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (5 мин.) | 30 кВ |
| Испытательное постоянное напряжение (15 мин.) | 48 кВ |
Таблица 2. Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд.)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (Iдоп) | Ток односекундного КЗ, кА |
|---|---|---|
| В земле (траншее), при температуре земли +15°C | 330 | ~12-15 кА (зависит от конструкции и материала экрана) |
| В воздухе, при температуре воздуха +25°C | 300 | |
| В туннеле, канале | 285 |
Примечание: Фактические значения Iдоп должны уточняться по расчетным таблицам с учетом всех поправочных коэффициентов (группирования, температуры среды и др.).
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвП 20 кВ 150 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение 20 кВ. Основные сферы применения:
Запрещается прокладка кабеля АПвП в блоках, заполненных кабельным желе, а также в условиях, где возможны частые деформации (вибрация, смещения грунта без компенсирующих мероприятий).
Преимущества и недостатки кабеля АПвП по сравнению с кабелями старых типов
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвП от АПвПу?
Буква «у» в маркировке АПвПу означает «усиленная» наружная оболочка, как правило, из полиэтилена. Кабель АПвПу имеет оболочку из полиэтилена (PE) вместо ПВХ (PVC). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге, агрессивным средам и истиранию, но менее гибкая и имеет худшие показатели по распространению горения. АПвП с ПВХ оболочкой более распространен для внутренней прокладки и в коллекторах.
Какое сечение экрана должно быть у кабеля АПвП 20 кВ 150 мм²?
Сечение экрана (медных проволок или ленты) нормируется стандартами. Для кабелей на напряжение 20 кВ с сечением жилы 150 мм² типовое сечение экрана составляет 25 мм² или 35 мм². Точное значение указывается в технических условиях производителя и должно учитываться при расчете токов короткого замыкания и выборе сечения заземляющего проводника.
Можно ли прокладывать кабель АПвП 20 кВ 150 мм² в одном лотке с кабелями низкого напряжения?
Согласно ПУЭ (Глава 2.1, п. 2.1.16), совместная прокладка силовых кабелей до и выше 1 кВ в одном лотке, коробе, на одном эстакаде разрешается. Однако рекомендуется разделять их перегородкой или расстоянием. Для кабелей на напряжение 20 кВ обязательным условием является наличие металлического экрана, который должен быть заземлен с двух сторон. Это минимизирует электромагнитное влияние на низковольтные цепи.
Какой срок службы у кабеля АПвП?
Номинальный срок службы кабеля АПвП, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40 лет при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и отсутствии внешних механических повреждений.
Что означает маркировка «150/25» на бирке кабеля?
Маркировка «150/25» указывает на конструкцию токопроводящей жилы: 150 мм² – номинальное сечение жилы по ГОСТ, 25 – класс гибкости по ГОСТ 22483. Класс 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) часто указывается именно таким образом. «150/25» обычно означает многопроволочную жилу (класс 2), но для точной интерпретации необходимо сверяться с паспортом изделия.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Броня из стальных оцинкованных лент (обозначается в полной маркировке как АПвПб) сама по себе является защитой от механических воздействий. Однако при прокладке в траншее обязательна защита сверху сигнально-предупредительной лентой или кирпичом/плитами на глубине менее 1 метра. В грунтах с высокой коррозионной активностью или блуждающими токами необходимо выполнять катодную защиту.
Заключение
Кабель АПвП 20 кВ 150 мм² является типовым и востребованным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивает высокие технико-экономические показатели, надежность и соответствие современным требованиям энергетики. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля с учетом всех нюансов, изложенных в технической документации и правилах устройства электроустановок, являются залогом долговечной и бесперебойной работы энергетического объекта.