Кабель АПвБП2гж 3-х жильный 20 кВ

Кабель АПвБП2гж 3-х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвБП2гж является силовым кабелем с изоляцией из сшитого полиэтина (СПЭ), предназначенным для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и характеристики регламентируются стандартами ТУ 16-705.500-2006 и соответствуют международным нормам МЭК 60502-2. Расшифровка маркировки дает полное представление о его устройстве: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтина с применением пероксидной технологии, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, П – наружная оболочка из полиэтина, 2г – гидрофобный заполнитель в межфазном пространстве, ж – наличие медных жил экрана в виде оплетки.

Конструктивные элементы кабеля АПвБП2гж 3х… 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (А999 или А99) по ГОСТ 22483. Жила может быть секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр готового кабеля и улучшить его механические характеристики при изгибе. Для сечений от 50 мм² и выше жилы, как правило, секторные и многопроволочные (класс 2 по ГОСТ 22483).

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится экструзионным методом поверх токопроводящей жилы. Представляет собой сшитый полупроводящий сшитый полиэтиновый компаунд. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE) методом пероксидной вулканизации. Толщина изоляции строго нормирована и для напряжения 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм. СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и температурными характеристиками: высоким удельным электрическим сопротивлением, устойчивостью к термоокислительному старению, длительной допустимой температурой жилы +90°С и максимальной при коротком замыкании +250°С.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен экрану по жиле. Наносится поверх основной изоляции, формируя совместно с внутренним экраном коаксиальную систему, в которой изоляция находится в равномерном радиальном электрическом поле.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящей или медной ленты, которая накладывается поверх экрана по изоляции. Служит для стабилизации экрана и обеспечения контакта с дренажными жилами.

6. Дренажные жилы

Медные жилы небольшого сечения, уложенные поверх поясной изоляции. Их назначение – обеспечить непрерывность цепи экрана по длине кабеля и возможность его надежного заземления с обоих концов для безопасного стока токов утечки и токов короткого замыкания.

7. Гидрофобный заполнитель (обозначение «2г»)

Пространство между изолированными жилами заполняется гидрофобным компаундом на основе полиизобутилена или аналогичного материала. Заполнитель препятствует продольному распространению влаги в случае локального повреждения наружной оболочки, выполняя функцию радиальной влагозащиты.

8. Разделительный слой (поясная изоляция)

Поверх скрученных заполненных жил накладывается обмотка из полиэтилентерефталатной (лавсановой) или полимерной ленты для защиты от повреждения при наложении брони.

9. Броня (обозначение «Б»)

Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и других внешних воздействий. Оцинковка предотвращает коррозию.

10. Наружная оболочка (обозначение «п»)

Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) высокого давления. Оболочка черного цвета, наносится экструзией поверх брони. Она обеспечивает защиту брони от коррозии, обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолету и агрессивным химическим средам.

Основные технические характеристики и условия эксплуатации

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвБП2гж предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Магистральные линии распределительных сетей 6-10 кВ (с запасом по напряжению).
• Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, горно-обогатительные комбинаты).
• Устройство вводов на трансформаторные подстанции и распределительные пункты.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и в средах с нормальной и повышенной коррозионной активностью.

Важно: Прокладка в земле (траншеях) допустима, но не является основным целевым назначением брони типа «Б» (ленточная). Для трасс с высокими механическими нагрузками (растяжение, вибрация) предпочтительна броня из проволок (тип «К»). Прокладка по воздуху возможна, но требует учета ветровых и ледовых нагрузок, а также УФ-излучения (оболочка из ПЭ устойчива к нему).

Сравнение с аналогами и выбор сечения

АПвБП2гж является одним из представителей семейства кабелей с изоляцией из СПЭ. Ключевые отличия от других марок:

• От АПвПг (АПвПу2г): Наличие брони. АПвПг имеет только защитный покров, а не броню, и менее защищен от механических повреждений.
• От АВБбШв (с бумажной изоляцией): Преимущества СПЭ: более высокая допустимая температура, меньший вес и диаметр, отсутствие риска стекания пропиточного состава, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений, простота монтажа и обслуживания.
• От ПвБШп (с медной жилой): Разный материал жилы (медь vs алюминий), что влияет на токовые нагрузки, стоимость, вес и метод оконцевания.

Выбор сечения жил осуществляется по ПУЭ (Глава 1.3) на основе:

• Допустимого длительного тока нагрузки (табличные значения с поправками на условия прокладки).
• Потери напряжения.
• Термической стойкости к токам короткого замыкания.
• Экономической плотности тока (для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки).

Монтаж, соединение и заземление

Монтаж кабеля АПвБП2гж требует профессиональных навыков. Критически важные этапы:

• Разделка кабеля: Послойное снятие оболочки, брони, заполнителя и экранов с использованием специального инструмента. Необходима аккуратность, чтобы не повредить основную изоляцию.
• Заземление брони и экранов: Броня и медные экраны (дренажные жилы) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это требование безопасности для защиты персонала и оборудования от наведенного напряжения и обеспечения срабатывания защит при повреждении.
• Соединение жил: Выполняется с помощью соединительных муфт (СПСИ – соединительные переходные с изоляцией из СПЭ). Для алюминиевых жил обязательна зачистка и применение токопроводящей пасты для предотвращения окисления.
• Оконцевание: Установка концевых муфт (КНСИ – концевые с изоляцией из СПЭ) или переходных на оборудование. Требует тщательной герметизации и изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвБП2гж принципиально отличается от АВБбШв на 10 кВ?

Это кабели разных поколений и технологий. АВБбШв имеет пропитанную бумажную изоляцию, пропитанную маслоканифольным составом. Его основные недостатки: ограничение по углу прокладки (из-за стекания пропитки), более низкая допустимая температура (+70°С для жилы), большие масса и диаметр, сложность монтажа муфт. АПвБП2гж с изоляцией из СПЭ лишен этих недостатков, обладает лучшими диэлектрическими и механическими характеристиками, большим сроком службы.

Можно ли прокладывать АПвБП2гж в земле (траншее)?

Да, можно. Наличие брони из стальных лент и полиэтиленовой оболочки, стойкой к влаге и агрессивным средам, позволяет прокладку в земле. Однако, при наличии постоянных растягивающих нагрузок или в каменистых грунтах рекомендуется дополнительная защита (песчаная подушка, защитные плиты) или выбор кабеля с проволочной броней (АПвКП2гж).

Как правильно заземлить этот кабель?

Заземлению подлежат два конструктивных элемента: броня из стальных лент и медный экран (совокупность дренажных жил и полупроводящих слоев). Они должны быть соединены с контуром заземления на обоих концах линии. В муфтах для этого предусмотрены отдельные зажимы или контактные лепестки. Цель: обеспечить безопасность и нормальную работу релейной защиты.

Что означает индекс «2г» и можно ли его заменить на «2гж»?

Индекс «2г» означает, что в кабеле применен гидрофобный заполнитель в межфазном пространстве. Индекс «ж» указывает на наличие отдельных медных дренажных жил в экране. В современной маркировке по актуальным ТУ эти индексы часто используются вместе («2гж»), так как дренажные жилы являются обязательным элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Таким образом, «2гж» – это более полное и точное обозначение.

Как выбрать между алюминиевым (АПвБП2гж) и медным (ПвБП2гж) кабелем?

Выбор основан на технико-экономическом расчете:

• Алюминий: Значительно дешевле, легче. Требует большего сечения для той же пропускной способности. Соединения более критичны к качеству монтажа (склонность к окислению).
• Медь: Дороже, тяжелее. Меньшее сечение при том же токе, выше стойкость к механическим нагрузкам в муфтах, более надежные контактные соединения. Чаще применяется при сложных условиях монтажа или при высоких требованиях к надежности на критических объектах.

В большинстве распределительных сетей экономически оправдано применение алюминиевых жил.

Каков минимальный радиус изгиба при монтаже?

Минимально допустимый радиус изгиба для кабелей марки АПвБП2гж составляет 15 наружных диаметров кабеля (15D) после предварительного прогрева или при температуре не ниже -5°C. При прокладке без подогрева в холодное время года (до -15°C) радиус изгиба следует увеличить до 20-25D. Несоблюдение этих норм может привести к повреждению изоляции и экранов.

Требуется ли предварительный нагрев кабеля перед прокладкой в зимних условиях?

Да, при температуре окружающего воздуха ниже -15°C прокладка без подогрева не рекомендуется. Подогрев можно осуществлять с помощью трансформаторов или нагревателей в закрытых помещениях в течение нескольких суток. Кабель должен быть отогрет по всей массе, а не только на поверхности. Прокладка нагретого кабеля должна производиться быстро, до его остывания.

Заключение

Кабель АПвБП2гж 3-х жильный на 20 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтина, броневой защиты и гидрофобного заполнения, обеспечивает длительный срок службы в разнообразных условиях эксплуатации – от кабельных коллекторов до прокладки в земле. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа, заземления и применения качественных комплектующих для соединения являются обязательными условиями для реализации всего ресурса данного кабельного изделия и обеспечения бесперебойного электроснабжения.