Кабель АПвПу 20 кВ 70 мм

Кабель силовой АПвПу 20 кВ 70 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвПу 20 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 70 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на напряжение 20 кВ частоты 50 Гц. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его основная сфера применения – электрические сети среднего класса напряжения 10(20) кВ. Кабель рассчитан на эксплуатацию в условиях переменного напряжения до 20 кВ между фазой и землей и до 24 кВ между любыми двумя фазами.

Расшифровка маркировки АПвПу 20 кВ 70 мм²

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и содержит ключевую информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: сшитый полиэтилен (СПЭ).
• в – материал оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
• Пу – тип защитного покрова: усиленная броня из стальных оцинкованных проволок.
• 20 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 70 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу 20 кВ 70 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АВЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 70 мм² жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Класс гибкости – 1 или 2. Жила имеет круглую форму и соответствует 1-му или 2-му классу по ГОСТ 22483.

2. Экран по жиле (полупроводящей слой)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила-изоляция.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Для кабеля на 20 кВ номинальная толщина изоляции составляет не менее 9,0 мм (в соответствии с ГОСТ 15150). Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.

4. Экран по изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящей ленты или экструдированного слоя, контактирующего с изоляцией.
• Медных проволок сечением не менее 25 мм², наложенных поверх полупроводящего слоя. Проволоки выполняют роль нулевого (заземляющего) провода и обеспечивают стекание токов утечки. В некоторых конструкциях дополнительно применяется медная лента.

5. Разделительный слой

Представляет собой поясную изоляцию из полимерной пленки или крепированной бумаги, наложенную поверх экрана. Защищает оболочку от контакта с элементами экрана.

6. Заполнитель

Пространство между разделительным слоем и оболочкой заполняется жгутами из ПВХ-пластиката или другими неметаллическими материалами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

7. Оболочка

Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) толщиной не менее 3,0 мм. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги и агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, черный.

8. Броня

Усиленная броня типа «Пу» представляет собой оплетку из оцинкованных стальных проволок круглого сечения. Броня обеспечивает высокую механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов. Толщина проволок нормируется.

9. Наружный покров

Поверх брони накладывается защитный шланг из ПВХ-пластиката или битумного состава для защиты стальной брони от коррозии.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу 20 кВ 1х70

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	12/20 (24) кВ
Число и сечение жил	1 x 70 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (не более 5 с)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0,443 Ом/км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	40 кВ
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~250 А
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 2500-2800 кг

• Точное значение I_доп зависит от условий прокладки (грунт, воздух, кабельная канализация) и определяется по ПУЭ 7 изд.

Таблица 2. Сравнение условий прокладки и допустимых токов (ориентировочно)

Способ прокладки	Условия	Допустимый длительный ток, А (примерно)
В земле (траншее)	Глубина 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.2 К·м/Вт	250-270
В воздухе (на трассе)	Температура воздуха +25°C, свободное проветривание	230-250
В кабельном канале (блоке)	С учетом числа кабелей в канале и коэффициента заполнения	180-220 (требует индивидуального расчета)

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвПу 20 кВ 70 мм² применяется для создания участков кабельных линий электропередачи в сетях 6-10(20) кВ. Основные сферы применения:

• Питающие линии от распределительных подстанций 35/10(6) кВ к городским и промышленным РП 10(6) кВ.
• Вводы и выводы на электростанциях и подстанциях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), где требуется усиленная механическая защита.
• Прокладка в земле (траншеях) в условиях с повышенными механическими нагрузками (например, под дорогами), в местах, где возможны раскопки или наличие грызунов.
• Участки, где существует риск повреждения кабеля растягивающими усилиями.

Условия эксплуатации:

• Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Относительная влажность воздуха: до 98% при температуре до +35°C.
• Прокладка без предварительного подогрева возможна при температуре не ниже -15°C.
• Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) с любыми видами грунтов, включая с повышенной коррозионной активностью, а также в воде при условии неподвижного крепления.
• Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 20 кВ 70 мм²

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок («Пу») обеспечивает максимальную защиту от растяжения, сдавливания, ударов и грызунов.
• Коррозионная стойкость: Наружный покров и оцинковка проволок защищают броню от ржавчины.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает высокой термостойкостью, стойкостью к тепловым ударам и влаге, что увеличивает срок службы кабеля до 30-40 лет.
• Высокие токовые нагрузки: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией, СПЭ-кабели допускают более высокую рабочую температуру (+90°C) и, как следствие, больший ток.
• Удобство монтажа: Отсутствие ограничений по перепадам высот при трассировке, меньший радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Кабель с броней «Пу» дороже, чем кабели с ленточной броней (АПвБ) или без брони (АПв).
• Большая масса и жесткость: Усложняет процесс транспортировки, размотки и прокладки, требует применения специальной техники.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходима абсолютная чистота и герметичность соединений, профессиональные навыки монтажников.

Особенности монтажа и прокладки

Прокладка кабеля АПвПу требует соблюдения строгих правил, изложенных в ПУЭ, СНиП и инструкциях завода-изготовителя.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
• Раскатка: Запрещено сбрасывать барабаны с транспортных средств. Раскатка осуществляется с применением кабельных укладчиков или лебедок. Не допускаются резкие изгибы (минимальный радиус изгиба – 15 D_нар).
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне – подушка из мелкой земли без камней или песчаная толщиной 100 мм. После укладки – засыпка таким же слоем, затем защитный покров (кирпич, сигнальная лента). Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм.
• Монтаж муфт: Обязательно использование специализированных концевых и соединительных муфт на 20 кВ, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется тщательная заделка экрана и заземление брони с двух сторон.
• Заземление: Броня, металлические экраны и защитные покровы должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу отличается от АПвБ?

Основное отличие – в типе брони. АПвБ имеет броню из двух стальных оцинкованных лент, которая защищает в основном от сдавливания и порезов. АПвПу с броней из стальных проволок («усиленная») дополнительно защищает от растягивающих усилий, что критично при прокладке в грунтах с возможной просадкой, наклонных трассах, в воде.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу в воздухе?

Да, можно. Броня типа «Пу» обеспечивает защиту от механических повреждений и при воздушной прокладке (по эстакадам, стенам зданий). Однако необходимо учитывать увеличенный вес кабеля и обеспечить надежное крепление. Также важно использовать накладки в точках контакта с металлоконструкциями, чтобы не повредить наружный покров.

Как правильно выбрать сечение 70 мм² для проекта?

Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по допустимому току нагрузки (I_доп) и проверки по условиям короткого замыкания. Для кабеля 20 кВ также важен расчет по экономической плотности тока. Для большинства распределительных линий 10 кВ с током нагрузки до 250 А сечение 70 мм² является стандартным и экономически обоснованным. Обязательно учитываются поправочные коэффициенты на способ прокладки, температуру окружающей среды и количество работающих кабелей вплотную.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в агрессивных грунтах?

Кабель АПвПу имеет наружный покров из ПВХ, который стоек к большинству видов химической агрессии. Однако при прокладке в особо агрессивных грунтах (с высоким содержанием щелочей, кислот, блуждающих токов) рекомендуется дополнительная защита в виде кабеля в полиэтиленовом шланге (гофре) или прокладка в асбестоцементных/ПНД трубах.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвПу 20 кВ, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40 лет.

Как маркируются концы кабеля при монтаже?

Концы кабеля должны быть маркированы бирками с указанием номера линии, марки и сечения кабеля, напряжения, пунктов назначения. Маркировка крепится до начала разделки. После монтажа муфт информация дублируется на корпусе концевой муфты или на установленной рядом табличке.

Какие документы сопровождают партию кабеля?

На каждую партию кабеля завод-изготовитель обязан предоставить паспорт, сертификат соответствия (декларацию) требованиям ТР ТС 004/2011 и ТР ТС 020/2011, сертификат пожарной безопасности. В паспорте указываются основные электрические параметры, конструкционные данные, результаты заводских испытаний (высоким напряжением, измерение сопротивления изоляции и жилы).