Кабель АПвБПгж 20 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвБПгж 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной, надежной и технологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется в электросетевом хозяйстве.

Расшифровка буквенно-цифровой маркировки АПвБПгж 20 кВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – наружная защитная оболочка (покров) из полиэтилена.
• гж – герметизация жилы и оболочки. «г» – водоблокирующая лента в поясной изоляции, «ж» – заполнение межжильного пространства гидрофобным составом.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.

Конструкция кабеля АПвБПгж 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 ААВЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и экономить материалы. Жилы могут быть однопроволочными (для малых сечений) или многопроволочными. Класс гибкости обычно 1 или 2.

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, накладываемый поверх токопроводящей жилы. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила/изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция жилы

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему высокие термомеханические свойства. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а температура в аварийном режиме может достигать +130°C (кратковременно до +250°C). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)

Аналогичен экрану на жиле, накладывается поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция и герметизация

Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, которая включает в себя водоблокирующие ленты или нити (обозначение «г» в маркировке). Эти элементы при контакте с влагой разбухают, препятствуя продольному распространению воды вдоль кабеля в случае повреждения наружных оболочек.

6. Медная экранная жила

Представляет собой медные проволоки малого сечения, наложенные поверх поясной изоляции или расположенные в ней. Служит для заземления экранов, обеспечения симметрии электрического поля и прохождения токов короткого замыкания.

7. Разделительный слой

Изготавливается из пластикатной ленты или крепированной бумаги. Защищает нижележащие слои от повреждения броней.

8. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения и грызунов.

9. Наружная оболочка

Выполнена из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке), который обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам и химическим веществам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Основные электрические и эксплуатационные параметры кабеля АПвБПгж 20 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Система испытательного напряжения	Переменное 50 Гц: 45 кВ (на готовом кабеле), 30 кВ (на жиле после монтажа). Постоянное: 72 кВ.
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура жилы в аварийном режиме	+130°C (не более 100 часов в год)
Допустимая температура жилы при коротком замыкании	+250°C (не более 5 секунд)
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля (для одножильных кабелей с сечением жилы до 50 мм² – 10 диаметров)
Срок службы	Не менее 30 лет

Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритные показатели (трехжильный кабель)

Сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Примерный допустимый длительный ток в земле (траншее), А*
3×50	55-60	3500-4000	190-210
3×95	65-70	5000-5500	270-300
3×150	75-80	6500-7200	330-360
3×240	85-90	8500-9500	400-440

• Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее) и должны определяться по актуальным нормативным документам (ПУЭ, расчетные таблицы).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБПгж 20 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Распределительные сети городов и населенных пунктов (кабельные линии 10 кВ).
• Питание крупных промышленных предприятий, трансформаторных подстанций и распределительных пунктов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с блуждающими токами.
• Прокладка в условиях повышенной влажности, в том числе через водные преграды (при условии отсутствия значительных растягивающих нагрузок).

Важно: Кабель не предназначен для прокладки по воздуху (на опорах) без дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена его разрушающему воздействию.

Преимущества и недостатки кабеля АПвБПгж 20 кВ

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, АСБ2л):

• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C, что позволяет пропускать больший ток нагрузки.
• Отсутствие пропитки: Нет риска стекания пропиточного состава при прокладке на вертикальных участках.
• Меньший вес и радиус изгиба: Облегчает транспортировку и монтаж.
• Высокая стойкость к влаге: Система герметизации («гж») и полиэтиленовая оболочка надежно защищают от проникновения влаги.
• Простота монтажа и соединения: Не требует специальной разделки концов для удаления пропитки, используются стандартные муфты для СПЭ-изоляции.
• Больший срок службы.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги возможен рост водных древ (трекинга). Современные конструкции с герметизацией минимизируют этот риск.
• Более высокая стоимость по сравнению с бумажной изоляцией.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии.
• Ограниченная стойкость оболочки к УФ-излучению.

Требования к монтажу, соединению и оконцеванию

Монтаж кабеля АПвБПгж должен производиться в соответствии с СО 153-34.20.505-2003 (Инструкция по монтажу силовых кабелей). Особое внимание уделяется:

• Контролю радиуса изгиба.
• Защите кабеля от повреждений оболочки при протяжке.
• Использованию только сертифицированных кабельных муфт (соединительных, концевых, стопорных) для кабелей с СПЭ-изоляцией на соответствующее напряжение.
• Тщательной подготовке (зачистке, шлифовке) изоляции и экранов в зоне установки муфты.
• Полной герметичности установленных муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвБПгж от АПвПу2г?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и наличии/отсутствии брони. У АПвБПгж оболочка из полиэтилена (П), а броня – стальные ленты (Б). У АПвПу2г оболочка из полиэтилена (П), усиленная (у) и нет брони (вторая «у» означает «упрочненная»). Кабель АПвПу2г применяется для прокладки в блоках, трубах, тоннелях, где нет риска механических повреждений, в то время как АПвБПгж предназначен для прокладки в земле (траншеях).

Можно ли проложить кабель АПвБПгж 20 кВ в воздухе (по фасаду, по опорам)?

Прямая прокладка не рекомендуется, так как полиэтиленовая оболочка не устойчива к ультрафиолетовому излучению. Для воздушной прокладки следует использовать кабели с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, АПвБпШп) или применять защитные кожухи/лотки.

Что означает «гж» и насколько это важно?

Обозначение «гж» указывает на наличие элементов продольной герметизации: водоблокирующих лент в поясной изоляции («г») и гидрофобного заполнителя в межжильном пространстве («ж»). Это критически важная функция, которая предотвращает распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки и брони, тем самым значительно повышая надежность и срок службы линии.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвБПгж 20 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока. Первый расчет является определяющим для безопасности. Необходимо учитывать: способ прокладки (земля, воздух, тоннель), температуру окружающей среды, количество работающих рядом кабелей, тип грунта и его тепловое сопротивление. Окончательный расчет должен выполняться на основе актуальных редакций ПУЭ (Глава 1.3) с использованием специальных таблиц или программных комплексов.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвБПгж 20 кВ?

Применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10-20 кВ. Они подразделяются на:

• Соединительные муфты: Для соединения двух отрезков кабеля. Могут быть изолирующими (СтпИ) или с изоляцией из термоусаживаемых материалов.
• Концевые муфты: Для оконцевания кабеля в РУ (КНтп, наружной установки) или для перехода на воздушную линию (СИП) – переходные муфты.
• Стопорные муфты: Для ограничения стекания пропиточного состава в смежных кабелях с бумажной изоляцией при комбинированной прокладке.

Выбор конкретного типа и производителя муфт должен быть обоснован проектом.

Существует ли аналог кабеля АПвБПгж с медной жилой?

Да, полным аналогом по конструкции, но с медной токопроводящей жилой является кабель ПвБПгж (в маркировке отсутствует буква «А», что по умолчанию означает медь). Он обладает более высокой проводимостью, стойкостью к коррозии и механической прочностью, но значительно дороже и тяжелее.