Кабель АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм

Кабель АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвПу2гж 20 кВ с сечением токопроводящей жилы 1000 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях. Данный тип кабеля является ключевым элементом в магистральных и распределительных сетях среднего класса напряжения 20 кВ, обеспечивая передачу значительных мощностей с высокой степенью надежности.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм²

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция из силанольносшитого полиэтилена.
• в – Оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Пу – Усиленная защитная оболочка (применение гофрированной стальной ленты).
• 2г – Двойная герметизация: водоблокирующие ленты и продольная герметизация алюмополимерной лентой.
• ж – Жила секторной или сегментной формы.
• 20 кВ – Номинальное напряжение 20000 В.
• 1000 мм² – Номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвПу2гж является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает долгий срок службы в тяжелых условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. При сечении 1000 мм² жила имеет сегментную (секторную) форму, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля, снизить расход материалов и улучшить условия теплоотвода. Жила может быть как однопроволочной (при сечении до 1000 мм² включительно), так и многопроволочной. Для сечения 1000 мм² чаще используется однопроволочная конструкция.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится экструзионным методом непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля, устраняя микроскопические неровности поверхности жилы и предотвращая локальные концентрации напряженности, которые могут привести к пробою изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в соответствии с напряжением 20 кВ. Для данного класса напряжения она составляет, как правило, 8.0 мм или 9.0 мм (по ГОСТ 15150 или ТУ). XLPE обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, устойчивостью к термическим перегрузкам (допустимая температура длительной работы +90°C).

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. После монтажа подлежит обязательному заземлению с обоих концов кабеля.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящих или электроизоляционных лент. Обеспечивает дополнительную стабильность конструкции и защиту экрана.

6. Дренажная жила

Медная проволока, наложенная поверх экрана. Предназначена для выравнивания потенциала и отвода токов, наведенных на экран, в систему заземления.

7. Герметизация (обозначение «2г»)

• Продольная герметизация: Алюмополимерная лента (ЛАПС или АПЛ), наложенная с перекрытием. Служит барьером для радиальной диффузии влаги.
• Водоблокирующие ленты: Наложены поверх поясной изоляции или под броней. Содержат гидрофобный порошок, который при контакте с водой набухает, герметизируя возможные повреждения оболочки.

8. Броня (обозначение «Пу»)

Выполнена в виде гофрированной стальной ленты (ГСТ), наложенной поверх подушки. Обеспечивает высокую степень механической защиты от сдавливания, ударов, грызунов, а также повышает стойкость кабеля к растягивающим усилиям. Гофрированная форма обеспечивает гибкость и сохранение герметичности при изгибах.

9. Наружная оболочка

Изготовлена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии и выполняет функцию внешней изоляции. Имеет характерный оранжевый цвет для кабелей на напряжение 20 кВ.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Число и сечение жил	1 x 1000 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение 50 Гц, 5 мин.	30 кВ (для U0/U=12/20 кВ)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)*	~ 700 — 800 А (зависит от условий прокладки)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 5500 — 6500 кг
Наружный диаметр (ориентировочно)	75 — 85 мм

• Точное значение I_дл.доп. определяется по ПУЭ 7-е изд., гл. 1.3 с учетом конкретных условий: температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина прокладки, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц.

• Способ прокладки: В земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и галереям. Бронирование типа «Пу» делает его предпочтительным для прокладки в грунтах без значительных растягивающих нагрузок, но с риском механических повреждений.
• Температурный режим: Прокладка и монтаж допускаются при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева. Эксплуатация в диапазоне от -50°C до +50°C.
• Условия по влажности: Допускается прокладка в грунтах с любой степенью влажности благодаря двойной системе герметизации «2г».

Преимущества кабеля АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм²

• Высокая пропускная способность: Большое сечение жилы в сочетании с изоляцией из XLPE обеспечивает передачу больших токов нагрузки.
• Надежная защита от влаги: Конструкция «2г» практически исключает риск продольного распространения влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки.
• Отличная механическая прочность: Броня из гофрированной стальной ленты защищает от внешних воздействий.
• Длительный срок службы: Составляет не менее 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Улучшенные условия монтажа: Сегментная форма жилы уменьшает диаметр и вес кабеля по сравнению с круглым кабелем аналогичного сечения, облегчая транспортировку и укладку.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвПу2гж 20 кВ 1000 мм² требует высокой квалификации персонала. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Запрещается сбрасывание кабеля с барабана. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, исключающих касание грунта и механические повреждения. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше 20D.
2. Подготовка концов: Послойная разделка кабеля для установки концевых муфт (заделок). Требует точности для обеспечения правильного монтажа экранов и изоляции.
3. Монтаж соединительных и концевых муфт: Используются только муфты, рассчитанные на напряжение 20 кВ и соответствующие конструкции кабеля с изоляцией из XLPE. Особое внимание уделяется восстановлению экранов, их электрическому контакту и герметичности узла.
4. Заземление: Экран (металлическая оплетка/экран) и броня кабеля должны быть надежно заземлены с обоих концов. Дренажная жила также подключается к системе заземления.
5. Укладка в траншею: На дно подготовленной траншеи насыпается песчаная подушка (не менее 10 см). После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу2г отличается от АПвПу2гж?

Буква «ж» в маркировке указывает на то, что токопроводящая жила имеет форму, отличную от круглой (сегментную или секторную). Кабель АПвПу2г имеет круглую жилу. Сегментная форма («ж») позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля, что экономически выгодно при больших сечениях (240 мм² и выше).

Каков допустимый длительный ток для этого кабеля при прокладке в земле?

Для точного расчета необходимо использовать методику ПУЭ или специализированное ПО, учитывающее все факторы. Ориентировочно, для кабеля 20 кВ 1000 мм², проложенного одиночно в траншее на глубине 0.7-1.0 м, при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт, допустимый ток составляет примерно 750-780 А. При прокладке в воздухе значение может быть выше (~850 А), но при этом необходимо учитывать солнечную радиацию.

Почему в маркировке указано напряжение 12/20 кВ, а кабель называют «20 кВ»?

Обозначение U₀/U является стандартным для кабелей среднего напряжения:

• U₀ = 12 кВ – это номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/броней).
• U = 20 кВ – это номинальное междуфазное напряжение сети, в которой будет работать кабель.

Таким образом, кабель рассчитан для работы в трехфазной сети с линейным напряжением 20 кВ.

Можно ли использовать кабель АПвПу2гж для прокладки в воде?

Нет, напрямую для прокладки в водоемах (реках, озерах) данный тип кабеля не предназначен. Конструкция «2г» защищает от проникновения влаги при случайном повреждении и в условиях влажного грунта, но не рассчитана на постоянное прямое давление водяного столба. Для прокладки в водных преградах применяются специальные кабели с усиленной свинцовой или полимерной герметизирующей оболочкой (например, марки АПвП).

Какой аналог существует у данного кабеля с медной жилой?

Прямым аналогом с медной токопроводящей жилой является кабель ПвПу2гж 20 кВ 1000 мм². Буква «А» в начале маркировки заменяется на отсутствие буквы (или иногда «М» в старых обозначениях), что и указывает на медь. Медный кабель будет иметь меньший диаметр жилы при том же сечении (за счет лучшей проводимости), более высокую стойкость к электроэрозии и значительно более высокую стоимость.

Требуется ли подогрев кабеля перед монтажом в зимних условиях?

Согласно техническим условиям, монтаж без подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах или если кабель хранился на холоде, необходимо провести его постепенный подогрев в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов для прогрева (методом пропускания тока). Укладка переохлажденного кабеля приводит к растрескиванию изоляции и оболочки.

Как осуществляется контроль качества изоляции после монтажа?

После монтажа и установки муфт кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным постоянным (выпрямленным) напряжением. Для кабеля на напряжение 12/20 кВ испытательное напряжение составляет 60 кВ (3U₀) в течение 10 минут. Также измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В. Испытания переменным напряжением 50 Гц проводятся реже, в основном для линий, уже находящихся в эксплуатации.