Кабель АПвЭмПг 4-х жильный 20 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвЭмПг 4х120-20 (расшифровка: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из ПВХ пластиката, Э – экран из медных проволок, М – медная лента поверх скрученных жил, П – оболочка из ПВХ пластиката, г – голый, без защитного покрова) представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках, включая сети с изолированной, компенсированной или заземленной нейтралью.
Конструкция кабеля АПвЭмПг 20 кВ
Конструкция кабеля является многослойной и обеспечивает высокую электрическую прочность, механическую стойкость и надежность в эксплуатации.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марка АВЕ или АВЕТ) по ГОСТ 22483. Жила секторной или круглой формы, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. В четырехжильном кабеле все жилы равны по сечению и являются основными.
- Фазная изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу сшивки (образования поперечных молекулярных связей), обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), отличными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к трекингу.
- Экран на жиле (пофазный): Поверх изоляции каждой жилы наложен экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение поверхностных разрядов.
- Поясная изоляция: Изолированные и экранированные жилы скручиваются с заполнением промежутков между ними. Поверх скрутки накладывается поясная изоляция, как правило, из электропроводящей ленты.
- Экран медный (общий): Состоит из двух элементов. Первый – это медные проволоки (обозначение «Э» в маркировке), уложенные поверх поясной изоляции. Второй – одна или две медные ленты («М» в маркировке), наложенные поверх проволок с перекрытием. Этот экран служит для защиты от внешних электромагнитных помех, является нулевой жилой в режиме короткого замыкания и обеспечивает безопасность при касании оболочки.
- Внутренняя оболочка (под общим экраном): Из ПВХ пластиката («в» в маркировке). Выполняет роль разделительного слоя между скруткой жил и общим экраном, а также дополнительной механической защиты.
- Наружная оболочка: Выполнена из ПВХ пластиката пониженной горючести («Пг» в маркировке). Защищает кабель от механических повреждений, агрессивных сред (масла, влага, химикаты) и обеспечивает требуемые показатели пожарной безопасности. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
- Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C.
- Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
- Стойкость к распространению горения: кабель соответствует категории ПРГП (не распространяющий горение при одиночной прокладке).
- Стойкость оболочки к воздействию масел: соответствует требованиям ГОСТ.
- Магистральные и распределительные линии в городских электрических сетях (ГЭС).
- Питание крупных промышленных предприятий, цехов, насосных станций.
- Вводы и распределение электроэнергии на территории нефтехимических, металлургических комбинатов.
- Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, по кабельным этажам и галереям.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия механических повреждений и коррозионной активности грунта. При необходимости защиты от механических воздействий требуется укладка в трубы или защитные плиты.
- Значения токов приведены ориентировочно. Точный расчет должен производиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом конкретных условий: температуры земли/воздуха, количества кабелей в траншее, теплового сопротивления грунта и т.д.
Основные технические и эксплуатационные характеристики
Электрические параметры
Кабель рассчитан на номинальное напряжение 20 кВ. Испытательное переменное напряжение промышленной частоты для новых кабелей после прокладки составляет 50 кВ в течение 10 минут. Допустимая длительная температура токопроводящей жилы +90°C. Максимальная температура при коротком замыкании (длительность не более 4 сек) +250°C.
Механические и климатические параметры
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвЭмПг 20 кВ применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи в сетях среднего напряжения. Основные сферы применения:
Важно: Прокладка в воздухе (по фасадам, опорам) без защиты от прямых солнечных лучей не рекомендуется, так как ПВХ оболочка подвержена УФ-деградации. Для таких целей применяются кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (маркировка «П» или «Шв»).
Сравнительная таблица аналогов и выбор сечения
Аналогами кабеля АПвЭмПг являются изделия с медными жилами (ПвЭмПг) и кабели в полиэтиленовой оболочке (АПвЭПу). Выбор сечения жил определяется расчетным током нагрузки, условиями прокладки и термической стойкостью к токам КЗ.
| Сечение жил, мм² | Ориентировочный наружный диаметр, мм | Ориентировочная масса 1 км, кг | Допустимый длительный ток (в земле), А* | Допустимый длительный ток (в воздухе), А* |
|---|---|---|---|---|
| 3х70+1х35 | 65 | 4500 | 215 | 190 |
| 3х95+1х50 | 70 | 5400 | 260 | 230 |
| 3х120+1х70 | 75 | 6300 | 300 | 265 |
| 3х150+1х70 | 80 | 7300 | 340 | 300 |
| 3х185+1х95 | 85 | 8600 | 385 | 340 |
Монтаж и соединение
Монтаж кабеля АПвЭмПг требует соблюдения строгих правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При протяжке запрещается превышать допустимое тяговое усилие и радиус изгиба. Для соединения и ответвления используются кабельные муфты: соединительные, концевые (внутренней и наружной установки) и стоп-муфты. Монтаж муфт на кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена – критически важная операция, которая должна выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов (термоусаживаемые компоненты, холодноусаживаемые трубки, проводящие и изолирующие составы). Особое внимание уделяется подготовке поверхности изоляции (зачистка, шлифовка) и восстановлению экрана.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвЭмПг от АПвЭПг?
В конструкции общего экрана. У АПвЭмПг экран комбинированный: медные проволоки + медные ленты. У АПвЭПг экран выполнен только из медных проволок (обозначение «Э»), без лент. Конструкция с лентами обеспечивает более полную защиту от внешних полей и часто считается более надежной.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭмПг в земле?
Да, можно. Однако ПВХ оболочка, хотя и обладает стойкостью к влаге и некоторым химикатам, не является абсолютно герметичной. При прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью или при высоком уровне грунтовых вод рекомендуется применять кабели в полиэтиленовой оболочке (АПвЭПу) или обеспечивать дополнительную защиту (трубы, каналы).
Почему в четырехжильном кабеле на 20 кВ нет отдельного нулевого жилого провода меньшего сечения?
В сетях среднего напряжения (6-35 кВ) с изолированной или компенсированной нейтралью функция «нулевого» провода в традиционном понимании (как в сетях 0.4 кВ) отсутствует. Четвертая жила в кабеле АПвЭмПг 4х120 является жилой для рабочего заземления экрана. Она предназначена для пропускания токов, наводимых на экран, и токов при коротком замыкании на землю, обеспечивая безопасность. Все четыре жилы имеют одинаковое сечение, так как они являются фазными, а система заземления реализуется иначе.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭмПг при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и правил технической эксплуатации составляет не менее 30 лет. Срок службы изоляции из сшитого полиэтилена может превышать 40 лет.
Что означает индекс «г» в маркировке?
Индекс «г» означает «голый». В контексте кабелей на напряжение 6 кВ и выше это указывает на отсутствие поверх оболочки защитных покровов (бронепокрова из стальных лент или оцинкованных проволок и наружного защитного шланга). Кабель АПвЭмПг небронированный.
Заключение
Кабель АПвЭмПг 4-х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой современное, технологичное решение для распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комбинированном медном экране, обеспечивает высокую пропускную способность, надежность и долговечность. Правильный выбор сечения, учет условий прокладки и профессиональный монтаж с применением соответствующих аксессуаров являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего срока службы. При проектировании необходимо руководствоваться актуальными редакциями ПУЭ, ГОСТ и техническими условиями завода-изготовителя на конкретную кабельную продукцию.