Кабель ААГ 1-х жильный 20 кВ

Кабель ААГ 1-х жильный 20 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ААГ 1х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, бумажной изоляцией, пропитанной вязким или нестекающим составом, в алюминиевой оболочке, без защитных покровов. Данный тип кабеля относится к классу кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги, которые исторически и до настоящего времени широко применяются в стационарных электроустановках на номинальное переменное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля ААГ проверена десятилетиями эксплуатации и характеризуется высокой надежностью и долговечностью при соблюдении условий монтажа и эксплуатации.

Расшифровка маркировки кабеля ААГ 1х жильный 20 кВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• А – материал оболочки кабеля – алюминий.
• Г – «голый», означает отсутствие защитных покровов (бронепокрова и наружного защитного шланга) поверх алюминиевой оболочки.
• 1х – количество токопроводящих жил (одна).
• 20 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (между фазой и землей для сети с изолированной нейтралью – 20/√3 ≈ 12 кВ, между фазами – 20 кВ).

Детальное описание конструкции

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечений от 25 до 240 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная). Для сечений от 300 мм² и выше жила может быть многопроволочной для обеспечения необходимой гибкости. Жила имеет круглую форму.

2. Фазная изоляция

Выполняется из бумажных лент кабельной марки, пропитанных вязким маслоканифольным или нестекающим (например, на основе полиизобутилена) составом. Бумажная изоляция накладывается на жилу послойно с определенным перекрытием. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения (20 кВ). Основное назначение – обеспечение высокого электрического сопротивления и стойкости к частичным разрядам.

3. Поясная изоляция

Поверх изолированных жил (в трехжильных кабелях) или поверх фазной изоляции (в одножильных) также накладываются слои бумажной изоляции, формируя поясную изоляцию. В одножильном кабеле ААГ разделение на фазную и поясную изоляцию является условным, но общая толщина изоляционного слоя соответствует требованиям стандартов.

4. Алюминиевая оболочка

Выполняется из алюминия марки не ниже А5, А6 или А7 по ГОСТ 13843. Оболочка накладывается поверх изоляции методом прессования (горизонтальным или вертикальным). Она выполняет несколько ключевых функций:

• Герметизация изоляции, защита от проникновения влаги и воздуха.
• Экран для выравнивания электрического поля.
• Защита от механических воздействий (ограниченно, так как покровов нет).
• Нулевой провод в системах с заземленной нейтралью (при определенных схемах прокладки).

5. Отсутствие защитных покровов

Буква «Г» в маркировке указывает на отсутствие брони из стальных лент или оцинкованных проволок и наружного защитного шланга (поливинилхлоридного, полиэтиленового). Это определяет условия прокладки – только в условиях отсутствия механических повреждений и растягивающих усилий.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 20 кВ (для сетей с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение между фазой и землей не превышает 20/√3 кВ).
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 50 Гц в течение 10 минут после монтажа. Значение зависит от типа сети и регламентируется ПУЭ. Для кабеля 20 кВ оно обычно составляет 50-55 кВ.
Допустимая температура нагрева жилы:

• В продолжительном режиме работы: +80°C.
• В режиме перегрузки: +90°C.
• В режиме короткого замыкания (до 4 сек): +200°C.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля ААГ 1х жильный 20 кВ при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +15°C, термическое сопротивление почвы 1.2 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями в траншее 100 мм.

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А
50	165
70	200
95	240
120	275
150	315
185	355
240	410
300	465

Примечание: При прокладке в воздухе токовые нагрузки могут отличаться. Точные значения определяются по расчетным таблицам ПУЭ и ГОСТ 18410-73 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру воздуха/грунта, группировку и т.д.).

Механические и геометрические параметры

Минимальный радиус изгиба: Не менее 25 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с алюминиевой оболочкой. Это критически важный параметр при прокладке трасс с поворотами.
Масса и наружный диаметр: Зависят от сечения жилы. Например, кабель ААГ 1х120/20 кВ имеет наружный диаметр примерно 33-35 мм и массу около 1300 кг/км.

Область применения и особенности прокладки

Кабель ААГ 1х жильный 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10-20 кВ (воздушные линии, переустройство ВЛ в КЛ).
• Вводы на территории промышленных предприятий, шахт, нефтебаз.
• Питание мощных электроприемников (трансформаторов, двигателей).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где исключено прямое механическое воздействие.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и механических нагрузок, в неподвижных грунтах.

Особенности прокладки: Одножильные кабели требуют особого внимания при проектировании и монтаже из-за явления наведения токов в металлической оболочке. При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей одной фазы необходимо учитывать взаимное расположение, чтобы минимизировать циркулирующие токи, ведущие к дополнительным потерям и нагреву оболочки. Рекомендуется применение схемы прокладки «в треугольник» или «транспозиция» оболочек. Оболочка кабеля ААГ подлежит обязательному заземлению с двух сторон для безопасности и обеспечения нормального режима работы.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

При выборе между кабелем ААГ и современными аналогами необходимо учитывать следующие аспекты:

ААГ vs. ААБл (бронированный)

Кабель ААБл имеет те же алюминиевую жилу и оболочку, но поверх оболочки наложена броня из двух стальных лент и защитный шланг. Это позволяет прокладывать его в земле с повышенным риском механических повреждений, в том числе в несвязных грунтах. Кабель ААГ для таких условий не подходит.

ААГ vs. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, АПвП

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 20 кВ (например, АПвП) имеют существенные отличия:

• Материал изоляции: СПЭ вместо пропитанной бумаги. Это позволяет увеличить допустимую температуру жилы до +90°C в продолжительном режиме.
• Отсутствие пропитки: Исключается проблема стекания пропитки на наклонных участках, монтаж возможен при более низких температурах.
• Масса и габариты: Кабели с СПЭ изоляцией, как правило, легче и имеют меньший наружный диаметр при аналогичных параметрах.
• Монтаж: Более простые технологии монтажа муфт и концевых заделок.
• Стоимость и надежность: Кабели с бумажной изоляцией (ААГ) часто имеют более низкую стоимость и проверенную долговечность (более 40 лет при правильной эксплуатации). Надежность кабелей СПЭ также высока, но сильно зависит от качества изготовления и монтажа.

Монтаж, соединение и заделка

Монтаж кабеля ААГ требует высокой квалификации персонала. Основные этапы:

1. Раскатка: Осуществляется с соблюдением минимального радиуса изгиба. Запрещается ронять барабан, подвергать кабель ударам.
2. Заделка концов: Для предотвращения подсоса влаги в бумажную изоляцию концы кабеля после разделки должны быть немедленно загерметизированы с помощью кабельных воронок или концевых муфт.
3. Соединение: Выполняется с помощью соединительных муфт (стопорных, соединительно-разветвительных). Процесс включает ступенчатую разделку изоляции, соединение жил с помощью опрессовки или сварки, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и изоляционных гильз, заполнение муфты компаундом или маслонаполнение, монтаж металлического корпуса.
4. Заземление оболочки: Алюминиевая оболочка должна быть заземлена с обоих концов кабельной линии и на всех муфтах.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли прокладывать кабель ААГ 20 кВ в земле (траншее) без дополнительной защиты?

Да, можно, но с существенными оговорками. Прокладка допускается в неподвижных, неагрессивных грунтах, где исключены механические повреждения (растяжение, вибрация, удары), раскопки сторонними организациями. Рекомендуется прокладка в песчаной подушке и присыпка сверху слоем песка, укладка сигнальной ленты. При риске повреждений (например, в городских условиях) обязательна прокладка в асбоцементных или ПНД трубах, либо следует выбрать бронированный кабель (ААБл, ААШв).

Вопрос 2: Как бороться с наведенными токами в оболочке одножильного кабеля ААГ?

Для снижения потерь на наведенные токи применяют следующие методы:

• Прокладка фазных кабелей вплотную треугольником (если позволяет сечение и тепловой режим).
• Использование схемы «транспозиции» оболочек на трассе, когда взаимное расположение кабелей меняется через определенные интервалы.
• Применение одноточечного или разрезного (с установкой изолирующих вставок) заземления оболочек. Этот метод требует тщательного расчета и проектирования, так как влияет на безопасность и защиту от перенапряжений.

Выбор метода определяется проектом на основании расчета.

Вопрос 3: Каков главный недостаток кабеля ААГ по сравнению с кабелями с пластмассовой изоляцией?

Главный эксплуатационный недостаток – ограничения по монтажу на вертикальных и крутонаклонных участках из-за возможного стекания пропитывающего состава. Для кабелей с вязкой пропиткой угол наклона трассы ограничен (как правило, не более 15-20°). Для кабелей с нестекающей пропиткой (маркировка «ААГун» или «ААГн») это ограничение снимается.

Вопрос 4: Как определить необходимое сечение жилы кабеля ААГ 20 кВ?

Сечение выбирается по двум основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (см. Таблицу 1) с учетом всех поправочных коэффициентов на условия прокладки (температура, группировка).
2. По экономической плотности тока для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки (свыше 5000 ч/год). Этот расчет дает экономически оптимальное сечение с учетом капитальных затрат и потерь электроэнергии.

Окончательно выбранное сечение проверяется на термическую стойкость к токам короткого замыкания и на потерю напряжения.

Вопрос 5: Требуется ли для кабеля ААГ 20 кВ дополнительная защита от коррозии?

Алюминиевая оболочка обладает хорошей коррозионной стойкостью в большинстве грунтов и атмосфере. Однако в сильно агрессивных средах (щелочные грунты, блуждающие токи, районы химических производств) требуется защита. Для подземной прокладки в таких условиях применяют кабель с защитным шлангом из поливинилхлорида (ПВХ) поверх оболочки – кабель ААШв, либо обеспечивают прокладку в полиэтиленовых трубах с дополнительной коррозионной защитой.

Вопрос 6: Каков нормативный срок службы кабеля ААГ и от чего он зависит?

Нормативный (средний) срок службы кабеля ААГ при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и технического обслуживания составляет 40-50 лет. Фактический срок может быть как больше, так и меньше и зависит от:

• Качества изготовления и исходных материалов.
• Соблюдения токовых нагрузок и температурных режимов.
• Отсутствия повреждений оболочки и, как следствие, увлажнения изоляции.
• Качества монтажа муфт и заделок.
• Регулярности проведения профилактических испытаний (измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением).

Заключение

Кабель ААГ 1-х жильный 20 кВ остается востребованным продуктом для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего напряжения. Его ключевые преимущества – проверенная надежность, долговечность и относительно низкая стоимость. Выбор в пользу данного кабеля оправдан для стационарной прокладки в неагрессивных средах без значительных механических рисков. При проектировании необходимо уделять особое внимание вопросам заземления алюминиевой оболочки, компенсации наведенных токов и защите от увлажнения. Для современных проектов с высокими требованиями к токовым нагрузкам, гибкости монтажа и прокладке на сложных трассах следует также рассматривать альтернативы в виде кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.