Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКаП2г: технические характеристики, конструкция и область применения для напряжения 20 кВ

Кабель марки АПвКаП2г на напряжение 20 кВ представляет собой современную кабельную продукцию, предназначенную для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и безопасность при эксплуатации в различных условиях, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-310-2001: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ); в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Ка – броня из алюминиевых гофрированных лент; П – наружная оболочка из полиэтилена; 2г – индекс, обозначающий повышенную герметичность (гидрофобные ленты в экране) и отсутствие горючих компонентов в наружной оболочке.

Конструкция кабеля АПвКаП2г 3х жильный 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал — А5Е, А7Е по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (для сечений 300 мм² и выше).
• Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что защищает основную изоляцию от пробоев.
• Изоляция. Основной изолирующий слой, выполненный из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, полученный методом поперечной сшивки молекул полиэтилена, обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, сохраняет их в широком диапазоне температур (от -50°С до +90°С при длительной эксплуатации). Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (для 20 кВ – 8,0 мм).
• Экран по изоляции (полупроводящей экран). Второй слой экструдированного полупроводящего полиэтилена, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле, защищая окружающие элементы от его воздействия.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде наложения медных или алюминиевых проволок (сечением не менее 16 мм²) или в виде медной ленты, навитой поверх экрана по изоляции с перекрытием. Основная функция – отвод токов утечки и обеспечение возможности протекания тока короткого замыкания. В трехжильных кабелях является общим для всех жил.
• Разделительный слой. Представляет собой обмотку из полиэтилентерефталатной (лавсановой) или поливинилхлоридной ленты, наложенную поверх поясного экрана. Служит для защиты экрана от повреждения при наложении брони.
• Внутренняя оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Заполняет пространство между жилами, придает кабелю круглую форму и служит подушкой под броню.
• Броня. Выполнена из двух гофрированных алюминиевых лент, наложенных с перекрытием. Алюминиевая броня обеспечивает защиту от механических повреждений (давление, удары, грызуны) и выполняет функцию экрана от электромагнитных помех. Гофрирование придает гибкость и сохраняет герметичность при изгибах.
• Наружная оболочка. Выполнена из полиэтилена (ПЭ). Обозначение «2г» указывает, что в материале оболочки отсутствуют галогены (хлор, фтор и др.), что снижает дымообразование и выделение коррозионно-активных газов при пожаре. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам и ультрафиолетовому излучению.

Основные технические и электрические параметры

Кабель АПвКаП2г 20 кВ изготавливается на номинальное напряжение 20 кВ (U₀/U = 12/20 кВ, где U₀ – напряжение между жилой и землей). Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц составляет 45 кВ в течение 10 минут. Допустимая длительная температура нагрева жил +90°С, в режиме перегрузки +130°С, при коротком замыкании +250°С (продолжительность не более 5 сек). Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 диаметров для многожильных кабелей.

Таблица 1. Весогабаритные и электрические характеристики кабеля АПвКаП2г 20 кВ (пример для 3-жильной конструкции)

Сечение, мм²	Наружный диаметр, мм (прибл.)	Масса 1 км, кг (прибл.)	Допустимый длительный ток нагрузки, А (в земле)*	Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более
3х50	55	2800	205	0.641
3х70	59	3400	250	0.443
3х95	64	4100	300	0.320
3х120	68	4800	345	0.253
3х150	73	5700	390	0.206
3х185	78	6700	440	0.164
3х240	85	8200	510	0.125

• Значения приведены для ориентировки. Точные значения определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, количества работающих кабелей в траншее и их взаимного расположения.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвКаП2г предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой, средней и высокой коррозионной активностью, в том числе в грунтах с блуждающими токами, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях). Благодаря алюминиевой броне и полиэтиленовой оболочке он устойчив к воздействию агрессивных сред: щелочей, кислот, солей, нефтепродуктов. Кабель может эксплуатироваться в условиях сейсмической активности до 8 баллов. Прокладка в воздухе по конструкциям возможна, но требует учета отсутствия растягивающих нагрузок и защиты от прямых солнечных лучей (либо выбора кабеля с УФ-стабилизированной оболочкой, что оговаривается отдельно).

Запрещается прокладка в блоках, трубах, а также в местах, где возможны значительные растягивающие усилия. Монтаж должен производиться при температуре окружающего воздуха не ниже -15°С. Без предварительного подогрева кабеля монтаж допустим при температурах до -20°С.

Преимущества и отличия от аналогов

• По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, ЦАСБл): Отсутствие риска течи пропиточного состава, более высокая допустимая температура нагрева (+90°С против +70-80°С), меньший вес и радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду высот, простота монтажа муфт, экологическая безопасность.
• По сравнению с кабелями в свинцовой оболочке: Значительное снижение массы, отсутствие коррозии оболочки, гибкость, лучшие условия для монтажа.
• По сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией: Более высокие диэлектрические характеристики, большая стойкость к тепловому старению, более высокие допустимые температуры.
• По сравнению с кабелем АПвПуг (с медной броней): Алюминиевая броня легче, дешевле и не подвержена электрокоррозии от блуждающих токов. Кабель АПвКаП2г предпочтителен для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и наличием блуждающих токов.

Особенности монтажа и соединения

Для монтажа кабельных линий на базе АПвКаП2г применяется специализированная кабельная арматура: концевые и соединительные муфты, рассчитанные на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Технология монтажа включает этапы: разделка конца кабеля с послойным удалением оболочек, подготовка и зачистка экранов, монтаж изоляционного тела муфты (чаще всего термоусаживаемого или холодноусаживаемого типа), восстановление экранов и заземление. Критически важным является тщательная очистка и обезжиривание поверхности изоляции СПЭ, а также защита торца изоляции от увлажнения (герметизация). Броня и оболочка кабеля должны быть заземлены с двух сторон линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля АПвКаП2г от АПвПу2г?

Основное отличие – материал брони. В кабеле АПвПу2г броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Пу» – броня из стальных лент с защитным покровом). В АПвКаП2г броня алюминиевая (индекс «Ка»). Алюминиевая броня обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, особенно в агрессивных грунтах с блуждающими токами, и выполняет функцию дополнительного экрана. Стальная броня обладает большей механической прочностью на разрыв.

Можно ли прокладывать кабель АПвКаП2г в воде?

Нет, прямое протяжение в воде (реки, озера) не предусмотрено стандартной конструкцией. Для прокладки в водоемах или в условиях постоянного затопления необходимо применять специальные кабели с усиленной гидрозащитой, например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (марки АПвП, АПвПг).

Как расшифровать индекс «2г» в маркировке?

Индекс «2г» означает: «2» – полиэтиленовая оболочка, не распространяющая горение при одиночной прокладке; «г» – герметизированный (в конструкции присутствуют гидрофобные ленты или заполнители в экране для предотвращения продольного распространения влаги). Таким образом, кабель обладает повышенной влагостойкостью и пониженной пожарной опасностью.

Каков срок службы кабеля АПвКаП2г?

Номинальный срок службы кабеля при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше и определяется условиями работы (температурные режимы, перегрузки, воздействие внешней среды).

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, согласно ПУЭ и СП, при прокладке в земле кабель должен быть защищен от механических повреждений кирпичом или бетонными плитами, если он проложен на глубине менее 1 метра, в местах частых раскопок или в траншеях с более чем одним кабелем. Также обязательно использование сигнальной ленты.

Какой кабель выбрать для прокладки в коллекторе: АПвКаП2г или АПвПуг?

Для прокладки в кабельных коллекторах, тоннелях и эстакадах оба кабеля пригодны. Однако если в коллекторе возможны протечки агрессивных вод или присутствуют блуждающие токи, предпочтение следует отдать АПвКаП2г с алюминиевой броней, обладающей высокой коррозионной стойкостью. Кабель АПвПуг (с медной броней) может быть выбран при необходимости повышенной стойкости брони к растягивающим нагрузкам.