Кабель АПвПуг 20 кВ 240 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвПуг 20 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным покровом в виде усиленной полиэтиленовой оболочки. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля широко применяется в электросетевом хозяйстве для сооружения магистральных линий, ответвлений к трансформаторным подстанциям, а также для прокладки в кабельных сооружениях, туннелях, коллекторах и по эстакадам, в условиях, где требуется высокая стойкость к механическим воздействиям и агрессивным средам.
Расшифровка маркировки АПвПуг
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
- П – наружный защитный покров в виде полиэтиленовой оболочки (в данном контексте «П» после «в» и «уг» указывает на тип защитного покрова).
- уг – усиленная защита (гофрированная стальная лента, поверх которой наложена оболочка). Буква «г» часто указывает на наличие гидроизоляционного слоя.
- 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
- 240 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Полупроводящей ленты или экструдированного слоя.
- Медных проволок, наложенных продольно или в виде спиральной оплетки. Сечение медных проволок суммарно обычно составляет не менее 25 мм². Этот экран выполняет функцию заземления и отвода емкостных токов, а также обеспечивает защиту при коротком замыкании.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня из гофрированной стальной ленты и полиэтиленовая оболочка защищают от коррозии, давления грунта, растягивающих усилий и точечных ударов. Рекомендуется укладка на песчаную подушку с защитой сигнальной лентой или плитами.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, эстакады, этажи. Кабель устойчив к воздействию влаги и химических веществ, которые могут присутствовать в таких сооружениях.
- Прокладка в агрессивных грунтах: Засоленные, болотистые почвы, грунты с повышенной кислотностью или щелочностью, где кабели с традиционной броней из стальных лент (АВБбШв) могут подвергаться ускоренной коррозии.
- Участки с повышенными механическими рисками: Трассы, проходящие под дорогами, в зонах возможных смещений грунта.
- АПвПуг vs АПвПу: Кабель АПвПу имеет пластмассовую оболочку поверх брони, но без указания «г» (усиленной), что часто подразумевает гладкую стальную ленту или иную конструкцию брони. Гофрированная лента в АПвПуг обеспечивает лучшее сопротивление на раздавливание и большую гибкость.
- АПвПуг vs АПвБбШп: Кабель АПвБбШп имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (Бб) и полиэтиленовый шланг (п). Броня из лент хуже защищает от точечных ударов и менее гибкая. АПвПуг с ГСЛ часто предпочтительнее в сложных грунтах.
- АПвПуг vs АСБл: Кабель АСБл — бумажно-масляная изоляция, свинцовая оболочка, броня. Устаревшая, но надежная технология. АПвПуг легче, не требует сложных муфт для остановки масла, допускает большие перепады по высоте трассы, но более чувствителен к качеству монтажа концевых заделок.
- Разделка кабеля должна производиться по технологии, рекомендованной производителем муфт, с использованием шаблонов.
- Необходимо обеспечить абсолютную чистоту поверхности изоляции из сшитого полиэтилена и полупроводящих слоев.
- Для соединения и оконцевания применяются специальные комплекты муфт (соединительные, концевые) на 20 кВ, рассчитанные на кабели с изоляцией из XLPE и экраном из медных проволок.
- Обязательным является качественное заземление брони и экрана с двух сторон. Сечение заземляющих проводников должно соответствовать ПУЭ.
- При прокладке в траншеях необходимо соблюдать нормируемые расстояния до параллельных коммуникаций и обеспечить защиту от повреждений механизмами (укладка плит).
Конструкция кабеля АПвПуг 20 кВ 240 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.
1. Токопроводящая жила
Жила изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой многопроволочной конструкции, что обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Класс гибкости 1 или 2.
2. Экранирование жилы
Поверх жилы накладывается экран в виде полупроводящего сшитого полиэтилена. Он выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения. Для 20 кВ она составляет, как правило, 5.5-6.0 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам.
4. Экран изоляции
Поверх изоляции наложен экран, состоящий из двух элементов:
5. Разделительный слой
Между экраном и броней может находиться битумный слой или полимерная лента для предотвращения коррозии брони.
6. Броня
Броня выполнена в виде гофрированной стальной ленты (ГСЛ), что обеспечивает высокую механическую прочность на раздавливание и растяжение, а также гибкость. Гофрирование позволяет сохранить гибкость кабеля при значительной толщине металла.
7. Защитный шланг (оболочка)
Наружная оболочка из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке) накладывается поверх брони. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям), а также к солнечному излучению (если используется светостабилизированный полиэтилен). Оболочка имеет характерный черный цвет.
Основные технические характеристики и параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 кВ (24 кВ) |
| Количество и сечение жил | 1 x 240 мм², 3 x 240 мм² |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура при КЗ (макс. 5 сек) | +250°C |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.125 Ом/км (для одной жилы) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц | 30 кВ (на протяжении 10 мин. после монтажа) |
| Испытательное постоянное напряжение | 48 кВ (на протяжении 15 мин.) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~360-420 А (зависит от условий прокладки) |
*Точное значение Iдоп определяется по ПУЭ 7 изд. гл. 1.3 с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха и количества работающих кабелей вплотную.
| Параметр | Примерное значение |
|---|---|
| Наружный диаметр | 75-85 мм |
| Масса 1 км кабеля | 7000-9000 кг |
| Строительная длина | Не менее 250 м (по согласованию с заказчиком) |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПуг 20 кВ 240 мм² предназначен для эксплуатации в сетях среднего класса напряжения. Его ключевые преимущества — высокая надежность изоляции, стойкость к влаге и механическим повреждениям — определяют основные сферы применения:
Запрещена прокладка кабеля АПвПуг по воздуху (подвесным способом) без дополнительных несущих элементов, так как его конструкция не рассчитана на значительные постоянные растягивающие нагрузки.
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор между кабелями разных марок определяется условиями прокладки и эксплуатации.
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля АПвПуг 20 кВ требует специальной подготовки и инструмента. Критически важным является правильное выполнение концевых заделок (концевиков) и соединительных муфт.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвПуг от АПвПуг?
Буква «в» в маркировке АПвПуг указывает на наличие поливинилхлоридной (ПВХ) оболочки под броней. В маркировке АПвПуг «в» также присутствует, что может указывать на схожую внутреннюю конструкцию. На практике современная маркировка для кабеля с изоляцией из XLPE, медным экраном, броней из гофрированной стали и полиэтиленовым шлангом часто унифицируется. Необходимо всегда уточнять конструкцию по техническим условиям (ТУ) или стандарту на конкретный кабель. Различие может быть в материале внутренней оболочки (ПВХ или полиэтилен) под броней.
Можно ли прокладывать кабель АПвПуг 20 кВ в воде?
Конструкция кабеля (броня из ГСЛ, полиэтиленовая оболочка) обеспечивает высокую стойкость к длительному воздействию влаги. Однако прокладка в водоемах (реках, озерах) считается специальным условием и требует кабеля с дополнительными усилиями против проникновения воды (гидробарьер) — обычно это обозначается буквой «г» в маркировке. АПвПуг может быть пригоден для прокладки в затопляемых кабельных коллекторах или грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, но для постоянной прокладки под водой следует выбирать кабель, специально предназначенный для этих целей (например, с алюминиевой герметичной оболочкой).
Какой допустимый ток нагрузки для данного кабеля при прокладке в земле?
Для точного расчета необходимо использовать ПУЭ Глава 1.3 или методики ГОСТ Р МЭК 60287. Приблизительно, для трехжильного кабеля АПвПуг 20 кВ 240 мм², проложенного в земле (траншее) на глубине 0.7-1.0 м, при температуре грунта +15°С и удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт, с расстоянием между кабелями 250 мм, допустимый длительный ток (Iдоп) составляет около 400 Ампер. При прокладке в воздухе (на лотках) этот ток может быть ниже (~360 А) из-за худших условий теплоотдачи. Любое изменение условий (температура, количество рядом проложенных кабелей, тепловое сопротивление грунта) требует пересчета.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?
Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабель, прокладываемый в земле, должен быть защищен от механических повреждений на всем протяжении. Для кабелей напряжением выше 1 кВ, к которым относится АПвПуг 20 кВ, допускается прокладка без защиты (кирпич, плиты) на глубине 1.0-1.2 м. Однако на практике, особенно при прокладке под дорогами, в местах с вероятностью раскопок, рекомендуется защита сигнальной лентой из пластика на глубине 0.4-0.5 м от поверхности, а в зонах повышенного риска — железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм.
Как правильно выбрать сечение экрана заземления для этого кабеля?
Сечение заземляющего проводника, присоединяемого к экрану (броне) кабеля, нормируется ПУЭ п.1.7.126-1.7.127. Для кабелей на напряжение 20 кВ сечение должно быть не менее: 50 мм² — для медного проводника и 70 мм² — для алюминиевого при соединении с заземляющим устройством с сопротивлением не более 0.5 Ом. На практике для присоединения к контуру подстанции часто используют медную оплетку сечением не менее 50-70 мм². Точный расчет должен учитывать токи однофазного КЗ и время срабатывания защиты.
Каков срок службы кабеля АПвПуг 20 кВ?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, установлен ГОСТом и составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянная перегрузка по току (повышение температуры), термические и электродинамические воздействия при коротких замыканиях, повреждение оболочки при монтаже или эксплуатации, приводящее к коррозии брони, а также некачественно изготовленные муфты и концевые заделки.
Комментарии