Кабель АПвБПгж 3-х жильный 20 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБПгж 3-х жильный на напряжение 20 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель АПвБПгж 3х… 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2006 (или аналогичным) является ключом к пониманию его конструкции: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена (Пв – вулканизированного, cross-linked polyethylene, XLPE); Б – броня из двух стальных оцинкованных лент; П – наружная оболочка из полиэтилена; гж – герметизация жилы и оболочки, водоблокирующие элементы; 3-х жильный – три изолированные жилы в одном кабеле; 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.

Конструкция кабеля АПвБПгж 20 кВ

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

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АВЕФ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для малых сечений) или многопроволочными.
• Экран на жиле (полупроводящий экран). Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных концентраций электрического напряжения, которые могут привести к пробою изоляции.
• Основная изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловому старению. Процесс сшивания (вулканизации) формирует поперечные молекулярные связи, резко повышающие механические и температурные характеристики полиэтилена.
• Экран на изоляции (полупроводящий слоистый экран). Накладывается поверх основной изоляции. Обычно представляет собой полупроводящую ленту или экструдированный слой. Вместе с экраном на жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция. Выполняется из медных или медных луженых проволок (реже – лент), наложенных поверх экрана изоляции каждой жилы. Обеспечивает нулевой потенциал в точке контакта с изоляцией и служит для пропускания токов короткого замыкания.
• Заполнение. Пространство между поясными экранами заполняется жгутами из полиэтиленовой или полипропиленовой дробленки, либо негигроскопическими эластичными материалами. Придает кабелю круглую форму и механическую стабильность.
• Разделительный слой. Поверх заполнения может накладываться поясная обмотка из полимерных лент или экструдированный внутренний защитный шланг. Защищает нижележащие элементы от повреждения броней.
• Броня. Выполняется из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором (зигзагообразно). Ленты накладываются так, чтобы верхняя перекрывала зазор нижней. Основная функция – защита от механических повреждений (ударов, сдавливания, грызунов) и от растягивающих нагрузок.
• Наружная оболочка. Выполняется из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Обозначение «гж» подразумевает, что под оболочкой и/или в заполнении присутствуют гидрофобные заполнители (гели) или водоблокирующие ленты. Эти материалы при контакте с водой разбухают, герметизируя конструкцию и предотвращая продольное распространение влаги вдоль кабеля. Оболочка защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий.

Основные технические параметры и характеристики

Кабель АПвБПгж 20 кВ соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20, 35 кВ).

Таблица 1. Номинальные сечения жил и массо-габаритные показатели (пример для 3-жильного кабеля 20 кВ)

Номинальное сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Максимальный наружный диаметр по ТУ, мм
3х50	55-60	3500-4000	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х70	60-65	4200-4800	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х95	65-70	5000-5700	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х120	70-75	5800-6600	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х150	75-82	6800-7800	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х185	82-88	8000-9200	Указывается в ТУ конкретного производителя
3х240	90-98	10000-11500	Указывается в ТУ конкретного производителя

Таблица 2. Электрические и эксплуатационные характеристики

Параметр	Значение / Характеристика
Номинальное напряжение U0/U, кВ	12/20
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	24
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин., кВ	45
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ	60
Допустимая длительная температура нагрева жил при эксплуатации, °C	+90
Максимальная температура жил при коротком замыкании (длительность до 4 с), °C	+250
Максимальная температура жил при перегрузке, °C	+130
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева, °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБПгж 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Он применяется в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Благодаря броне и защитной оболочке из полиэтилена, кабель может прокладываться в различных условиях:

• В земле (траншеях) с низкой, средней и высокой коррозионной активностью, в том числе в болотистой местности и грунтах с блуждающими токами (броня должна быть заземлена с двух концов).
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
• В помещениях и тоннелях, где возможны механические воздействия.
• На открытом воздухе (с учетом стойкости оболочки к УФ-излучению, что подтверждается техническими условиями).

Важно: Прокладка в воздухе на открытом солнце без дополнительной защиты от прямых солнечных лучей не рекомендуется для полиэтиленовой оболочки без стабилизаторов УФ-излучения. Необходимо уточнять данный параметр у производителя.

Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (категория П1б.8.2.2.2 по ГОСТ 31565). При групповой прокладке требуется применение дополнительных противопожарных мероприятий (огнезащитные покрытия, разделительные перегородки).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение проводится с кабелями в свинцовой оболочке (АСБ) и кабелями с изоляцией из ПВХ (АВБбШв).

Преимущества АПвБПгж:

• Меньший вес и радиус изгиба: Отсутствие тяжелой свинцовой оболочки делает кабель значительно легче, чем АСБ, и упрощает монтаж.
• Высокие диэлектрические характеристики сшитого полиэтилена: Более низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению и допустимая температура работы (+90°C против +70°C для ПВХ).
• Герметичность и влагостойкость: Наличие водоблокирующих элементов («гж») эффективно защищает от продольного распространения влаги, что является слабым местом многих бронированных конструкций.
• Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка надежно защищает стальную броню от почвенной коррозии и химически агрессивных сред.
• Экологичность и простота утилизации: Отсутствие свинца и галогенов (в случае не содержащей галогенов оболочки) делает кабель более безопасным.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: Полиэтиленовая оболочка, в отличие от ПВХ, может быть более чувствительна к надрезам и ударам острыми предметами.
• Ограничения по температуре монтажа: Требует предварительного подогрева при прокладке при температурах ниже -15°C.
• Стоимость: Как правило, дороже кабелей с ПВХ-изоляцией, но конкурентоспособен по сравнению со свинцовыми аналогами.

Особенности монтажа и оконцевания

Монтаж кабеля АПвБПгж требует соблюдения стандартных правил для кабелей среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена.

• Перед монтажом необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500/5000 В).
• При прокладке в траншеях требуется песчаная подушка и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Минимальная глубина прокладки – 0.7 м.
• Броня кабеля подлежит обязательному заземлению с обоих концов. Для этого используются специальные заземляющие наконечники, опрессовываемые на бронелентах.
• Оконцевание и соединение жил должны выполняться только с использованием специализированных кабельной арматуры: муфт соединительных, концевых муфт (внутренних и наружной установки), перемычек. Критически важно обеспечить полную реконструкцию всех слоев кабеля (экранов, изоляции) в зоне монтажа муфты.
• При разделке кабеля необходимо строго соблюдать технологию и использовать шаблоны для обеспечения точности снятия слоев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвБПгж и АПвПу2г?

Основное отличие – в защитном покрове. АПвПу2г имеет усиленную защитную оболочку из полиэтилена (Пу) и не имеет брони из стальных лент (цифра «2» указывает на защиту в виде двух повивов оцинкованных стальных проволок, но в интерпретации ТУ это может быть просто усиленная оболочка). Таким образом, АПвБПгж имеет ленточную броню, что обеспечивает лучшую защиту от механических повреждений (ударов, сдавливания), но менее гибок. АПвПу2г, как правило, более гибкий и легкий, но предназначен для прокладки в условиях, где риск механических повреждений невысок (кабельные коллекторы, тоннели).

Можно ли прокладывать кабель АПвБПгж в воде?

Нет, данный тип кабеля не предназначен для прокладки непосредственно в воде (подводные переходы). Наличие брони и гидрофобного заполнения защищает от случайного попадания влаги и ее распространения, но не обеспечивает длительной герметичности под постоянным гидростатическим давлением. Для прокладки в водоемах используются специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБПгж 20 кВ?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры окружающей среды, количества работающих кабелей вплотную и коэффициента теплопроводности грунта. Используются таблицы ПУЭ (Глава 1.3) или более точные расчеты по методикам, приведенным в ГОСТ Р МЭК 60287. Обязательно учитывается ток короткого замыкания и его длительность для проверки термической стойкости.

Требуется ли дополнительная защита от грызунов?

Броня из стальных оцинкованных лент является достаточной защитой от грызунов (крыс, мышей). Однако в местах, где возможна активность более крупных вредителей (например, барсуков), рекомендуется дополнительная защита в виде укладки кабеля в жесткие полиэтиленовые или асбестоцементные трубы.

Что означает буква «ж» в маркировке и насколько она важна?

Буква «ж» указывает на наличие в конструкции гидрофобного (водоблокирующего) заполнения. Это крайне важный элемент, повышающий надежность кабеля. При повреждении внешней оболочки влага, попавшая внутрь, не сможет свободно перемещаться вдоль кабеля на десятки метров, а локализуется в зоне повреждения. Это упрощает поиск повреждения и ремонт, а также предотвращает масштабное ухудшение изоляционных свойств.

Какой документ является основным для подтверждения качества кабеля АПвБПгж?

Основными документами являются сертификат соответствия требованиям Технического регламента Таможенного союза (ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011) и протоколы испытаний (приемо-сдаточных, типовых, периодических), выданные аккредитованной лабораторией. Также должен предоставляться паспорт на партию кабеля. В паспорте указываются фактические результаты измерений сопротивления изоляции, жил, испытания высоким напряжением и т.д.