Кабель АПвЭгаПу 20 кВ

Кабель АПвЭгаПу 20 кВ: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвЭгаПу 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в современных электрических сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвЭгаПу

Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и отражает ключевые особенности его конструкции:

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
Э – экран на основе медных проволок (обозначение по ГОСТ 16442-80, где «Э» – экран общий из медных проволок и электропроводящей бумаги или ленты; в современных интерпретациях подразумевает экран из медных проволок).
га – наличие герметизации продольной и поперечной: гидрофобные ленты в экране и алюмополимерная лента поверх герметизированного экрана.
Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена.
20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.

Таким образом, полное название описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из СПЭ, с медным экраном, герметизированный, в усиленной полиэтиленовой оболочке.

Конструкция кабеля АПвЭгаПу 20 кВ

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для больших сечений. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Электропроводящий (полупроводящий) экран на жиле

Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Представляет собой сшитый полиэтилен, модифицированный сажей. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной диэлектрический слой. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства. Рабочая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки допускается +130°C. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения.

4. Электропроводящий (полупроводящий) экран на изоляции

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх основного изоляционного слоя. Вместе с экраном на жиле формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля.

5. Поясная изоляция

Выполняется из электропроводящих полупроводящих лент. Объединяет три изолированные жилы в единую конструкцию, обеспечивая симметричность и дополнительную стабильность электрического поля.

6. Герметизированный экран (заземляющий)

Состоит из двух ключевых элементов:

Медные проволоки, наложенные продольно или в виде спиральной оплетки. Обеспечивают проводимость экрана и способность отводить токи короткого замыкания.
Гидрофобные ленты (например, на основе алюминиево-полимерного материала). Обеспечивают продольную герметизацию кабеля от проникновения влаги. При наличии обозначения «га» обязательна алюмополимерная лента, наложенная поверх экрана с перекрытием.

7. Заполнитель и разделительный слой

Межжильное пространство заполняется эластичными ПВХ-жгутами или экструдированным полиэтиленом для придания кабелю круглой формы. Может применяться разделительный слой из ПВХ-ленты.

8. Защитная оболочка

Внешняя оболочка из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, ультрафиолетовому излучению, механическим повреждениям и влаге. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	12/20 кВ (24 кВ)	U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное длительно допустимое
Частота	50 Гц
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C	Не более 100 часов в год, 8 часов подряд
Температура при коротком замыкании	+250°C	Длительность КЗ не более 5 сек.
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D_нар.	Где D_нар. – наружный диаметр кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м	По согласованию с заказчиком возможны отрезки короче

Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для прокладки в земле)

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А	Примечание: условия прокладки
50	205	175	Грунт с теплопроводностью 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, температура грунта +15°C, температура жилы +90°C.
95	300	255
150	380	325
240	480	410

Внимание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (группировка, температура грунта, теплопроводность грунта).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭгаПу 20 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение 10-20 кВ и применяется в следующих случаях:

Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке и герметизации.
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
Прокладка в помещениях, включая влажные и с химически активной средой (при условии отсутствия растягивающих усилий).
Использование в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом.
Подключение трансформаторных подстанций, распределительных устройств, крупных промышленных предприятий.

Запрещена прокладка по воздуху (на опорах) без несущего троса, так как кабель не рассчитан на значительные растягивающие механические нагрузки.

Преимущества и недостатки кабеля АПвЭгаПу 20 кВ

Преимущества:

Высокая надежность изоляции: СПЭ обладает отличными диэлектрическими свойствами, стойкостью к тепловому старению.
Герметичность: Конструкция с алюмополимерной лентой и заполнителем надежно защищает от продольного распространения влаги.
Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке (АСБл).
Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи.
Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка не подвержена коррозии.
Экономичность: Использование алюминия снижает стоимость кабельной линии.

Недостатки:

Чувствительность к механическим повреждениям оболочки: При рытье траншей требуется осторожность. Рекомендуется сигнальная лента или защитные плиты.
Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима идеальная зачистка и обезжиривание изоляции, строгое соблюдение технологии.
Ограниченная стойкость к растяжению: По сравнению с кабелями, имеющими броню.

Сравнение с аналогами (АПвПу, АПвЭг, АСБл)

Марка кабеля	Ключевые отличия	Рекомендуемое применение
АПвЭгаПу	Наличие герметизации («га») – алюмополимерная лента. Усиленная полиэтиленовая оболочка («Пу»).	Прокладка в грунтах с высокой влажностью, в агрессивных средах, при риске повреждения грызунами. Наиболее защищенная конструкция среди СПЭ-кабелей.
АПвПу	Отсутствие медного экрана («Э») и герметизации («га»). Может иметь экран из проводящих лент.	Сети с изолированной нейтралью, где не требуется высокая стойкость к токам КЗ. Более дешевое решение для сухих помещений.
АПвЭг	Наличие медного экрана и герметизации, но оболочка из ПВХ («в»), а не полиэтилена («Пу»).	Прокладка в кабельных сооружениях, туннелях. ПВХ оболочка менее стойка к УФ и агрессивным грунтам по сравнению с ПЭ.
АСБл	Бумажная пропитанная изоляция, свинцовая оболочка, броня. Классическая, тяжелая конструкция.	Трассы с риском значительных механических воздействий (броня). Требует сложного монтажа из-за больших радиусов изгиба и необходимости герметизации концов.

Монтаж и соединение. Особенности работы с кабелем АПвЭгаПу

Монтаж должен производиться в соответствии с СО 153-34.20.504-2003 «Инструкция по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20 и 35 кВ».

Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с транспортного средства. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов. Радиус изгиба – не менее 15 наружных диаметров кабеля.
Подготовка к монтажу муфт: Конец кабеля должен быть герметично запечатан заводской заглушкой. Перед установкой муфты необходимо проверить отсутствие влаги в изоляции.
Установка соединительных и концевых муфт: Используются только специализированные муфты для кабелей с СПЭ-изоляцией на соответствующее напряжение. Критически важным является точное соблюдение размеров зачистки изоляции и полупроводящих слоев, а также абсолютная чистота поверхности изоляции.
Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и обеспечения нормального режима работы сети.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвЭгаПу принципиально отличается от АПвПу?

Главное отличие – наличие в АПвЭгаПу медного проволочного экрана («Э») и системы герметизации («га»). АПвПу, как правило, имеет экран из проводящих лент (полупроводящих) и не имеет алюмополимерной ленты, обеспечивающей продольную гидроизоляцию. АПвЭгаПу рассчитан на сети с эффективно заземленной нейтралью, где возможны большие токи КЗ, и рекомендован для влажных грунтов.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭгаПу 20 кВ в одном лотке с кабелями 0.4 кВ?

Прямого запрета в ПУЭ нет, но это не рекомендуется. Согласно ПУЭ, п. 2.1.16, силовые кабели до и выше 1 кВ допускается прокладывать вместе, но при условии, что они будут защищены от повреждения, вызванного КЗ в кабеле более высокого напряжения. На практике совместная прокладка усложняет обслуживание, повышает пожарную нагрузку и риск взаимных повреждений. При необходимости совместной прокладки между группами кабелей разных напряжений следует устанавливать несгораемые разделительные перегородки.

Каков срок службы кабеля АПвЭгаПу и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, качества монтажа (особенно муфт), режимов работы (температурные перегрузки), отсутствия механических повреждений и коррозионного воздействия. Регулярный мониторинг частичных разрядов и диагностика состояния изоляции позволяют прогнозировать остаточный ресурс.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле (траншее)?

Усиленная полиэтиленовая оболочка (Пу) обеспечивает хорошую защиту, однако в траншеях с наличием строительного мусора, камней или в местах с активностью грызунов обязательно применение защитных мероприятий. Согласно ПУЭ, рекомендуется: укладка кабеля на подушку из просеянного песка или мягкого грунта, засыпка сверху таким же слоем, укладка сигнальной ленты. При высоких рисках – применение защитных плит (бетонных, керамических, полимерных) или гофротруб.

Как правильно выбрать сечение жилы для конкретного объекта?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

По допустимому длительному току нагрузки (нагрев): Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного сечения с учетом всех поправочных коэффициентов (группировка, температура грунта).
По потере напряжения: Для удаленных потребителей необходимо проверить, что потеря напряжения в кабельной линии не превышает нормированных значений (обычно ±5% от номинального).
По току короткого замыкания (термическая стойкость): Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при прохождении тока КЗ без повреждения.

Окончательный выбор, особенно для ответственных объектов, должен быть выполнен на основе проектного расчета в соответствии с ПУЭ и другими нормативными документами.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвЭгаПу 20 кВ?

Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (заливные) муфты, специально предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией на напряжение 20 кВ. Популярные типы: стоп-муфты (разделительные), соединительные муфты, концевые муфты (внутренней или наружной установки). Важно, чтобы муфта была рассчитана на герметизацию экрана (имела контакт для соединения медных проволок экрана) и соответствовала диаметру конкретной марки кабеля.