Кабель АПвЭгаПу 1-х жильный 20 кВ
Кабель АПвЭгаПу 1-х жильный 20 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвЭгаПу 1х… 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. Конструкция кабеля оптимизирована для прокладки в земле (в траншеях), включая среды с повышенной коррозионной активностью, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах). Расшифровка маркировки АПвЭгаПу является ключом к пониманию его конструкции и свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Э – экран на жиле, га – герметизация продольными водоблокирующими лентами, Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
Конструктивные элементы кабеля АПвЭгаПу
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или ААЕ по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 50 мм² и выше может быть секторной или сегментной формы для более компактного диаметра кабеля. Жила является однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочной для больших сечений. Класс гибкости – 1 или 2.
2. Экран на токопроводящей жиле
Представляет собой экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – 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
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами по сравнению с традиционным полиэтиленом. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки +130°C. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31565 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм.
4. Экран на изоляции
Состоит из двух компонентов: полупроводящего слоя и медных элементов. Полупроводящей слой, аналогичный экрану на жиле, обеспечивает плавный контакт с медным экраном. Медный экран выполняется в виде оплетки из медных лент или проволок, либо в виде продольно наложенной медной ленты с нахлестом. Его функция – замыкание электрического поля внутри кабеля, защита от внешних электромагнитных помех и обеспечение безопасного стока токов короткого замыкания на землю.
5. Разделительный слой
Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или аналогичной ленты, которая предотвращает слипание медного экрана с внутренней поверхностью оболочки и обеспечивает легкое снятие оболочки при монтаже.
6. Герметизирующий слой (водоблокирующий)
Ключевая особенность маркировки «га». В продольном направлении под оболочкой укладываются ленты или нити, содержащие гидрофобный порошок (чаще всего бентонит). При контакте с водой этот материал многократно увеличивается в объеме, создавая гелеобразную пробку и препятствуя продольному распространению влаги внутри кабеля на десятки метров. Это критически важно при повреждении наружной оболочки.
7. Наружная оболочка
Выполняется из полиэтилена (индекс «Пу» в маркировке указывает на усиленную оболочку из полиэтилена). Полиэтилен низкого давления (ПНД или HDPE) обладает высокой стойкостью к механическим воздействиям, истиранию, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты) и обладает практически нулевым водопоглощением. Толщина оболочки увеличена по сравнению со стандартной для обеспечения повышенной защиты. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Ниже приведены ключевые параметры кабеля АПвЭгаПу 20 кВ, регламентируемые техническими условиями.
| Номинальное сечение жилы, мм² | Максимальное сопротивление жилы при 20°C, Ом/км | Минимальный радиус изгиба, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|---|
| 50 | 0.641 | ~800 | ~1800 |
| 70 | 0.443 | ~900 | ~2100 |
| 95 | 0.320 | ~1000 | ~2500 |
| 120 | 0.253 | ~1100 | ~2900 |
| 150 | 0.206 | ~1200 | ~3300 |
| 185 | 0.164 | ~1300 | ~3800 |
| 240 | 0.125 | ~1500 | ~4600 |
| 300 | 0.100 | ~1700 | ~5400 |
| Параметр | Значение или характеристика |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 (24) кВ |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (допустимая длительность до 5 с) | +250°C |
| Температура монтажа без предварительного подогрева | Не ниже -20°C |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин. | 30 кВ |
| Стойкость к переменному напрятию 4U0 в течение 24 ч. | 48 кВ |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15-20 наружных диаметров кабеля |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Область применения и особенности прокладки
Кабель АПвЭгаПу предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, а также в сетях с эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:
- Питающие и распределительные линии 6-10 кВ в городских кабельных сетях.
- Вывод мощности от генераторов, подключение трансформаторных подстанций.
- Прокладка в земле (траншеях) с любым типом грунта, включая грунты с высокой коррозионной активностью (болотистые, солончаки, грунты с высоким содержанием щелочей/кислот).
- Прокладка в коллекторах, тоннелях, по эстакадам и в галереях, где требуется стойкость оболочки к ультрафиолету и атмосферным воздействиям.
- Участки с повышенным риском механических повреждений благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке.
- Объекты промышленной энергетики: заводы, нефтехимические комбинаты, горнодобывающие предприятия.
- Высокая надежность и долговечность: Комбинация СПЭ-изоляции и полиэтиленовой оболочки обеспечивает срок службы свыше 30 лет.
- Водоблокирующий эффект: Защита от распространения влаги вдоль кабеля при локальных повреждениях оболочки.
- Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка инертна к большинству химических веществ, содержащихся в грунте и атмосфере.
- Высокая пропускная способность: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C) по сравнению с бумажно-масляной изоляцией (+70°C) позволяет передавать большую мощность при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности.
- Удобство монтажа: Меньший вес и меньший радиус изгиба по сравнению с бронированными кабелями в металлических оболочках облегчают транспортировку и укладку.
- Отсутствие необходимости в сложных трассах маслоподпитки: В отличие от маслонаполненных кабелей, не требует обслуживающих систем.
Особенности прокладки и монтажа: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и герметичность концевых заглушек. Прокладка при отрицательных температурах требует предварительного подогрева кабеля. При укладке в траншею обязательна песчаная подушка толщиной не менее 100 мм, а после укладки – засыпка песком и укладка сигнальной ленты. Механический натяг кабеля должен быть исключен. Для соединения и оконцевания используются специальные муфты и концевые заделки, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена и водоблокирующими элементами.
Сравнение с аналогами и преимущества
Сравнение кабеля АПвЭгаПу с другими типами кабелей на напряжение 20 кВ.
| Параметр / Марка кабеля | АПвЭгаПу | АПвПу | ААБл | ЦААБл |
|---|---|---|---|---|
| Материал жилы | Алюминий | Алюминий | Алюминий | Алюминий |
| Изоляция | СПЭ (XLPE) | СПЭ (XLPE) | Бумажная, пропитанная | Бумажная, пропитанная |
| Защита от влаги | Герметизация лентами «га» | Нет | Алюминиевая оболочка, подушки | Свинцовая оболочка, подушки |
| Наружная оболочка | Полиэтилен (Пу) | Полиэтилен (Пу) | ПВХ, броня из стальных лент | ПВХ, броня из стальных лент |
| Допустимая температура жилы | +90°C | +90°C | +70°C | +70°C |
| Вес | Средний | Средний | Высокий | Очень высокий |
| Радиус изгиба | 15-20D | 15-20D | 25-30D | 25-30D |
| Стойкость к коррозии | Очень высокая | Высокая | Низкая (броня ржавеет) | Средняя |
| Основное преимущество | Полная герметичность, стойкость к агрессивным средам, высокая нагрузочная способность | Стойкость к агрессивным средам, высокая нагрузочная способность | Механическая защита броней, низкая стоимость | Абсолютная герметичность свинцовой оболочки |
Ключевые преимущества АПвЭгаПу:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие АПвЭгаПу от АПвПу?
Основное отличие – наличие в конструкции АПвЭгаПу водоблокирующих элементов (индекс «га»). В кабеле АПвПу такой защиты нет, что делает его более уязвимым при повреждении оболочки, так как влага может распространяться вдоль кабеля, приводя к выходу из строя протяженного участка. АПвЭгаПу локализует повреждение.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭгаПу в воздухе (по фасадам, на опорах)?
Да, можно. Усиленная полиэтиленовая оболочка (Пу) обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако при таком способе прокладки необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед) и обеспечить соответствующее крепление. Для воздушных линий часто предпочтительнее использовать кабели с встроенным несущим тросом (например, АПвЭгаПуТ).
Требуется ли для данного кабеля дополнительная броневая защита при прокладке в земле?
Как правило, не требуется. Усиленная полиэтиленовая оболочка обладает высокой механической прочностью и стойкостью к истиранию. Прокладка должна осуществляться в соответствии с ПУЭ: в траншее с песчаной подушкой, защитной плитой или кирпичом в местах повышенного риска механических повреждений. Если риск повреждения велик (например, в зонах земляных работ), рекомендуется прокладка в асбоцементных или пластиковых трубах.
Как герметизировать конец кабеля перед монтажом муфты?
Кабель поставляется с заводскими герметизирующими заглушками на концах. Перед монтажом муфты заглушку следует снимать непосредственно перед началом работ. Если требуется хранение или транспортировка кабеля с отрезанного конца, необходимо использовать термоусаживаемые или холодноусаживаемые концевые заглушки, специально предназначенные для кабелей с водоблокирующими лентами.
Каковы особенности монтажа муфт на кабель с водоблокирующими лентами?
При зачистке кабеля обнажаются гидрофобные ленты. Необходимо тщательно удалить их остатки в зоне установки муфты, так как гелеобразное вещество может ухудшить адгезию и диэлектрические свойства. Производители муфт предоставляют специальные инструкции по обработке таких кабелей, включая рекомендации по очистке и использованию специальных составов.
Какой документ является основным для заказа и приемки кабеля АПвЭгаПу 20 кВ?
Основным техническим документом являются Технические Условия завода-изготовителя, разработанные на основе ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 кВ до 35 кВ включительно. Общие технические условия). Приемка осуществляется по паспорту на партию кабеля, в котором указаны результаты типовых и приемо-сдаточных испытаний (измерение сопротивления жилы, испытание изоляции повышенным напряжением, проверка целостности экранов).
Заключение
Кабель АПвЭгаПу 1-х жильный 20 кВ представляет собой современное, технологичное решение для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, систему продольной герметизации и химически стойкую полиэтиленовую оболочку, обеспечивает высокий уровень эксплуатационной надежности в сложных условиях. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также использование совместимой кабельной арматуры позволяют создать энергетическую линию с длительным сроком службы и минимальными затратами на техническое обслуживание.