Кабель АПвБПу 20 кВ

Кабель АПвБПу 20 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвБПу 20 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных оцинкованных проволок, с защитным покровом и предназначен для стационарной прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в условиях с высокой механической нагрузкой, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах). Номинальное напряжение 20 кВ (класс напряжения 20 кВ) соответствует фазному напряжению 12 кВ в сетях с изолированной нейтралью или сетях, компенсированных дугогасящим реактором.

Расшифровка маркировки АПвБПу 20 кВ

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).

в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).

Б – броня из стальных оцинкованных проволок.
П – наружная оболочка (защитный покров) из полиэнилхлоридного пластиката.
у – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в грунтах с низкой и средней коррозионной активностью.
20 кВ – номинальное напряжение между фазами.

Конструкция кабеля АПвБПу 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВЕФ по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Использование алюминия обеспечивает меньшую массу и стоимость кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Экранирование жилы

Каждая токопроводящая жила имеет экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Это необходимо для выравнивания электрического поля вокруг жилы и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические характеристики кабеля. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) повышает его термостойкость, стойкость к тепловым ударам и механическую прочность по сравнению с ПВХ или обычным полиэтиленом. Номинальная толщина изоляции для напряжения 20 кВ стандартизирована.

4. Поясная изоляция

Поверх изолированных жил накладывается поясная изоляция, как правило, из электропроводящих лент или экструдированного электропроводящего материала. Она служит для выравнивания электрического поля в пространстве между жилами.

5. Внутренняя оболочка (под броней)

Изготавливается из ПВХ-пластиката. Ее назначение – защита изоляции жил от механических повреждений при наложении брони, а также обеспечение герметичности и дополнительной защиты от влаги. Оболочка также служит барьером между алюминиевыми экранами и стальной броней для предотвращения электрохимической коррозии.

6. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх внутренней оболочки. Это основной элемент механической защиты от растягивающих усилий, сдавливания грунтом, повреждений при раскопках, грызунов. Использование проволок (а не лент) обеспечивает повышенную стойкость к растяжению, что критично для прокладки в грунтах с возможными просадками.

7. Наружная оболочка (защитный покров)

Наружная оболочка из ПВХ-пластиката накладывается поверх брони. Она защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (кислотным, щелочным), а также к воздействию ультрафиолета при прокладке на открытом воздухе. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 (24) кВ.
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин: 45 кВ.
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний): 52 кВ.
Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C (длительно), +130°C (при коротком замыкании, не более 5 сек), +250°C (при перегрузке).
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.

Механические и климатические параметры

Стойкость к растягивающему усилию: определяется конструкцией брони, обеспечивает прокладку в грунтах с просадками.
Радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
Стойкость к удару: подтверждается испытаниями по ГОСТ.
Климатическое исполнение: УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, на открытом воздухе и в земле).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБПу 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

Прокладка в земле (траншеях): Основной способ монтажа. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта в траншее глубиной не менее 0,7 м (до защитного покрова). Обязательна защита сигнальной лентой или кирпичом. Применение брони из проволок делает его предпочтительным для участков с риском просадок грунта, в болотистой местности, на пересечениях с дорогами.
Прокладка в кабельных сооружениях: В тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях. Наличие брони и нераспространение горения (при использовании ПВХ пластиката пониженной горючести) позволяет применять его в таких сооружениях.
Прокладка в помещениях и туннелях: Допускается, но с учетом массы и габаритов кабеля. Важно обеспечить крепление и отсутствие механических напряжений.
Использование в сетях 6-10 кВ: Кабель на напряжение 20 кВ может применяться в сетях 6 и 10 кВ с соответствующим пересчетом допустимых токовых нагрузок. Это повышает резерв по электрической прочности и надежности.

Сравнительная таблица аналогов и выбор кабеля

Марка кабеля	Материал жилы	Изоляция	Броня	Ключевые отличия от АПвБПу	Основная сфера применения
АПвБПу	Алюминий	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Стальные оцинкованные проволоки	Базовая модель для тяжелых условий	Прокладка в земле с механическими нагрузками, в т.ч. с риском растяжения.
АПвБбШп	Алюминий	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Две стальные оцинкованные ленты	Броня из лент, меньшая стойкость к растяжению, но лучшая гибкость и защита от грызунов.	Прокладка в земле без значительных растягивающих усилий.
АПвПу	Алюминий	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Нет	Отсутствие брони, меньший вес и радиус изгиба.	Прокладка в кабельных сооружениях, где исключен механический риск.
ПвБПу	Медь	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Стальные оцинкованные проволоки	Медная жила, большая токовая нагрузка, высокая стоимость.	Ответственные участки сетей с высокими нагрузками, объекты с повышенными требованиями к пожарной безопасности (при исполнении «нг»).
ААБл	Алюминий	Бумажная, пропитанная вязким составом	Стальные ленты	Устаревшая конструкция, ограничение по углу прокладки, риск стекания пропитки.	Реконструкция старых сетей, где требуется замена «по трассе».

Расчет и выбор сечения кабеля АПвБПу 20 кВ

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки и по потере напряжения. Основным документом являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ, глава 1.3).

По допустимому току нагрузки: Используются таблицы ПУЭ или данные производителя с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения. Для кабеля 20 кВ, проложенного в земле, важным является удельное тепловое сопротивление грунта.
По экономической плотности тока: Для сетей 6-20 кВ с числом часов использования максимума нагрузки более 4000-5000 в год.
По термической стойкости к токам короткого замыкания: Проверяется, что выбранное сечение выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения.
По потере напряжения: Особенно актуально для протяженных линий.

Монтаж и соединение кабеля АПвБПу 20 кВ

Монтаж должен выполняться специализированными организациями с соблюдением техники безопасности для кабелей высокого напряжения.

Основные этапы монтажа:

Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, уложенных в траншее или сооружении. Запрещено волочение кабеля по грунту, сбрасывание с барабана. Радиус изгиба контролируется.
Подготовка концов: Послойная разделка конца кабеля для установки концевой муфты (концевой заделки).
Монтаж соединительных и концевых муфт: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена применяются специальные муфты (стержневые, заливные, термоусаживаемые). Критически важна чистота, отсутствие влаги и точное соблюдение технологии обжима соединителей и восстановления экранов.
Заземление: Обязательному заземлению подлежат броня, металлические экраны (если они не изолированы) и корпуса муфт. Заземление выполняется медными проводниками.
Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением (например, 52 кВ в течение 15 минут) для проверки целостности изоляции кабельной линии после монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвБПу принципиально отличается от АПвБбШп?

Основное отличие – в конструкции брони. АПвБПу имеет броню из стальных оцинкованных проволок, что обеспечивает высокую механическую прочность на растяжение. АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент, которая лучше защищает от продавливания и грызунов, но менее устойчива к растягивающим нагрузкам. Выбор зависит от условий прокладки: при риске просадок грунта предпочтителен АПвБПу.

Можно ли прокладывать АПвБПу 20 кВ в воде (по дну водоема)?

Нет, стандартная конструкция АПвБПу не предназначена для постоянной прокладки в воде. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с гидрофобными заполнителями и усиленной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, марки АПвП).

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвБПу с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки, качества монтажа и воздействия внешних факторов.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в одной траншее с кабелями связи?

Да, согласно ПУЭ, при параллельной прокладке силовых кабелей напряжением выше 1 кВ и кабелей связи необходимо соблюдать нормируемые расстояния (не менее 0,5 м) или применять разделительные защитные устройства (экраны, прокладку в отдельной трубе).

Как определить необходимое сечение жил для конкретного объекта?

Определение сечения – задача проектировщика. Она выполняется на основе расчета ожидаемой нагрузки (в кВт или А), длины линии, способа прокладки, категории надежности электроснабжения с использованием методик ПУЭ и справочных данных по допустимым токам нагрузок для конкретных условий.

Какие муфты применяются для соединения и оконцевания АПвБПу 20 кВ?

Применяются муфты, специально разработанные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 20 кВ. Наиболее распространены термоусаживаемые муфты (СТп, 3М и др.) и стержневые (заливные) муфты. Выбор зависит от условий монтажа, квалификации персонала и требований заказчика.

Заключение

Кабель АПвБПу 20 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена (высокие электрические и температурные характеристики) и брони из стальных проволок (механическая защита), делает его оптимальным выбором для прокладки в земле в условиях, где присутствуют риски механических повреждений и растягивающих нагрузок. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и квалифицированный монтаж с использованием соответствующих аксессуаров обеспечивают долговечную и бесперебойную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы.