Кабель АПвП2г 20 кВ

Кабель силовой АПвП2г 20 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвП2г 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является одним из наиболее современных и надежных решений для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки АПвП2г 20 кВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• П – наружная защитная оболочка (броня) из плоских оцинкованных стальных проволок или лент. В данной модификации – проволоки.
• 2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие двойной защитной оболочки (поверх брони), «г» – герметизация (водозащитные ленты) и отсутствие горючего защитного покрова (подушки) под броней.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.

Конструкция кабеля АПвП2г 20 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать диаметр кабеля, делая его более компактным. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² или многопроволочной для всех сечений.

2. Экран по жиле (полупроводящей экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей композиции на основе того же полимера. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и ионизационных процессов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к термодеструкции и механическую прочность. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)

Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле исключительно внутри этой пары экранов, защищая окружающие элементы.

5. Поясная изоляция

Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенный поверх экрана по изоляции. Обеспечивает электрический контакт с металлическим экраном и защищает полупроводящий слой от повреждения.

6. Металлический экран (экранирующая оболочка)

Выполнен в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Защита от внешних электромагнитных влияний.

В кабелях на 20 кВ является обязательным элементом.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство между экранированными жилами заполняется полимерными жгутами или лентами для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться разделительный слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты для защиты от повреждения броней.

8. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок (индекс «П»), наложенных поверх внутренней оболочки или разделительного слоя. Предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).

9. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), наложенный поверх брони. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, ультрафиолету, влаге и механическим воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Номинальные сечения токопроводящих жил и электрические параметры

Сечение жилы, мм²	Максимальный диаметр кабеля, мм (ориентировочно)	Допустимый длительный ток в земле, А*	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более
50	45-50	175-190	0.641
70	48-53	215-230	0.443
95	52-58	260-280	0.320
120	55-62	300-320	0.253
150	59-66	340-365	0.206
185	63-71	385-415	0.167
240	69-78	450-485	0.125

• Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество рабочих кабелей в траншее и их взаимное расположение) и должны рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ 7-го издания и ГОСТ Р МЭК 60287.

Таблица 2. Условия эксплуатации и монтажа

Параметр	Значение или условие
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	12/20 (24) кВ
Температура окружающей среды при прокладке	Не ниже -15°C (без предварительного подогрева)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей)
Допустимая температура нагрева жил:
— при длительной эксплуатации	+90°C
— при перегрузке или в аварийном режиме	+130°C (не более 8 ч/год, суммарно не более 100 ч за срок службы)
— при коротком замыкании	+250°C (не более 5 с)
Климатическое исполнение и категория размещения	УХЛ, Т, ХЛ. Категории 1-5 по ГОСТ 15150 (для прокладки в земле, тоннелях, каналах, на воздухе).

Область применения кабеля АПвП2г 20 кВ

Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также в помещениях. Благодаря броне из стальных проволок он эффективно защищен от механических воздействий, что делает его основным выбором для:

• Создания распределительных сетей 6-10 кВ в городах и на промышленных предприятиях.
• Питания мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные цеха, насосные станции).
• Прокладки в местах с риском повреждения (под дорогами, в зонах строительных работ).
• Устройства ответвлений от воздушных линий (ВЛ) к подстанциям.
• Применения в условиях сейсмической активности, где возможны смещения грунта.

Не рекомендуется для прокладки в болотистых грунтах с высокой коррозионной активностью без дополнительной защиты, а также в блоках или трубах, заполненных водой.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C против +70°C у кабелей с бумажно-масляной изоляцией (МВД, МВДУ) аналогичного напряжения, что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (в отличие от маслонаполненных кабелей), меньший вес и радиус изгиба.
• Высокая надежность: Отсутствие миграции пропиточного состава, устойчивость к ударным нагрузкам и вибрации.
• Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.
• Бронирование: Проволочная броня обеспечивает защиту от растягивающих нагрузок, что важно при прокладке в нестабильных грунтах.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении оболочки и попадании влаги в область изоляции возможен рост «водных деревьев», что со временем может привести к пробою. Индекс «2г» частично нивелирует этот риск за счет герметизации.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии при выполнении концевых и соединительных муфт.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвП2г должен производиться в соответствии с ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые моменты:

• Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 0,7 м для линий до 20 кВ. На дне – подушка из мелкой земли без камней или песчаная засыпка толщиной 100 мм. Сверху кабель засыпается таким же слоем, затем укладывается сигнальная лента или кирпич. Бронированный кабель не требует дополнительной защиты плитами, но в зонах повышенного риска механических повреждений она может применяться.
• Радиус изгиба: Не менее 15 диаметров кабеля при прокладке. При монтаже муфт – в соответствии с инструкцией к муфте.
• Растягивающее усилие: Допустимое усилие при прокладке не должно превышать 50 Н/мм² сечения всех жил для алюминия. Броня может воспринимать основную нагрузку, но расчет усилия ведется по жилам.
• Заземление: Металлический экран и броня должны быть заземлены с обоих концов кабеля для обеспечения безопасности и нормальной работы защит. Это критически важно для предотвращения наведения опасных потенциалов и обеспечения селективности релейной защиты.
• Монтаж муфт: Используются только специализированные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты на 20 кВ, предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией. Обязательна герметизация мест ввода.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвП2г от АПвПу2г?

Индекс «у» в маркировке АПвПу2г обозначает усиленную защитную оболочку (броню) из стальных лент. Таким образом, основное отличие – тип брони: у АПвП2г – проволоки (защита от растяжения), у АПвПу2г – ленты (защита от сдавливания и ударов). Проволочная броня лучше подходит для трасс с возможными подвижками грунта.

Можно ли прокладывать кабель АПвП2г 20 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Наружная оболочка из ПВХ устойчива к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при открытой прокладке необходимо учитывать дополнительную ветровую и гололедную нагрузку, а также обеспечить надежное крепление кабеля с помощью негорючих хомутов. Также важно убедиться, что в выбранной климатической зоне температура воздуха не опускается ниже допустимой для монтажа без подогрева.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвП2г 20 кВ?

Выбор сечения является комплексным инженерным расчетом и производится в следующем порядке:

1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву).
2. По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ).
4. По экономической плотности тока (для сетей с большим числом часов использования максимума нагрузки).

Итоговое сечение принимается по наибольшему значению, полученному в результате этих расчетов. Для предварительной оценки можно пользоваться таблицами допустимых токов, но окончательное решение должно быть закреплено проектом.

Требуется ли для кабеля АПвП2г 20 кВ дополнительная защита при прокладке в земле (трубы, ЛОТ и т.д.)?

Бронированный кабель с наружной оболочкой из ПВХ сам по себе является конструкцией, предназначенной для прокладки в земле. Использование дополнительных защит (полиэтиленовых или ПВХ труб, гофр, лотков) обязательно только в особых условиях:

• При пересечении с автомобильными и железными дорогами (в футлярах).
• При высокой вероятности раскопок (в зонах частых строительных работ).
• В грунтах с высокой коррозионной активностью.
• При параллельной прокладке нескольких кабелей в одной траншее для облегчения возможной замены одного из них.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля АПвП2г 20 кВ, заявленный производителями, составляет 30 лет и более. Фактический срок эксплуатации напрямую зависит от:

• Соблюдения условий эксплуатации (недопущение длительных перегрузок).
• Качества монтажа, особенно соединений и концевых заделок.
• Корректности выбора и настройки релейной защиты, которая должна отключать поврежденные участки в кратчайшее время.
• Агрессивности внешней среды (химический состав грунта, блуждающие токи).
• Регулярности и качества проведения профилактических испытаний (измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением выпрямленного тока).

Чем отличается кабель с индексом «г» (АПвП2г) от кабеля без него?

Индекс «г» означает, что под броней отсутствует горючая подушка (обычно из битума и пропитанной кабельной пряжи), а вместо нее для герметизации и защиты от продольного распространения влаги используются гидрофобные (водоблокирующие) ленты. Это современное и более эффективное решение, повышающее надежность кабеля при локальных повреждениях наружной оболочки.