Кабель АПвКаПг 20 кВ

Кабель АПвКаПг 20 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвКаПг 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 20 кВ, с алюминиевой жилой, экранированной повивной проволочной броней. Данный тип кабеля является одним из наиболее востребованных в распределительных сетях среднего класса напряжения благодаря оптимальному сочетанию надежности, механической прочности и относительно простого монтажа. Его конструкция регламентирована техническими условиями, разработанными на основе стандартов ГОСТ и МЭК.

Расшифровка маркировки АПвКаПг

А – токопроводящая жила из алюминия.
Пв – изоляция из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.

Ка – бронепокров из круглых стальных оцинкованных проволок, наложенных повивом.

Пг – защитный покров (наружная оболочка) из полиэтилена или поливинилхлорида пониженной горючести. Буква «г» указывает на герметизацию (заполнение) брони для защиты от продольного распространения влаги.
20 кВ – номинальное напряжение 20000 Вольт.

Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных проволок и наружной оболочкой с герметизацией.

Конструкция кабеля АПвКаПг 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Класс гибкости – 1 или 2.
2. Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
3. Основная изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения (для 20 кВ обычно 5,5-8,0 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам.
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящей экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. Обычно выполняется в виде экструдированного слоя.
5. Поясная изоляция. Накладывается в виде медных или алюминиевых лент, либо медных проволок, поверх экрана по изоляции. Служит для пропускания токов короткого замыкания и обеспечения симметрии электрического поля. Является нулевой (земляной) точкой в трехфазной системе.
6. Броня. Выполняется из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных повивом (витками) с определенным шагом. Защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Проволочная броня типа «Ка» обеспечивает лучшую гибкость по сравнению с ленточной и большую стойкость к растяжению.
7. Наружная оболочка. Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) или поливинилхлорида (ПВХ) пониженной горючести. Защищает броню от коррозии и внешних воздействий (влаги, химических веществ). Буква «г» в маркировке означает, что под оболочку наносится битумный состав или гидрофобный заполнитель для герметизации межпроволочного пространства брони, что препятствует продольному распространению влаги.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 20/35 кВ (между фазой и землей / между фазами).
Частота: 50 Гц.
Допустимая длительная температура токопроводящей жилы: +90°C.
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 сек): +250°C.
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
Сопротивление изоляции при +20°C: не менее 1000 МОм·км.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКаПг 20 кВ (проложенного в земле, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м)

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (одножильный кабель)	Длительно допустимый ток, А (трехжильный кабель)
50	205	175
70	250	210
95	300	255
120	345	295
150	390	340
185	445	385
240	520	450
300	590	510

Примечание: Точные значения определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (температура грунта, прокладка в трубах, группировка кабелей и т.д.).

Механические и эксплуатационные характеристики

Радиус изгиба: Не менее 15 наружных диаметров кабеля при монтаже.
Стойкость к растяжению: Броня из проволок рассчитана на восприятие значительных растягивающих усилий, что позволяет использовать кабель на трассах с сложным рельефом и для прокладки через водные преграды.
Стойкость к внешним воздействиям: Наружная оболочка из ПЭ/ПВХ и оцинкованная броня обеспечивают стойкость к влаге, агрессивным почвам, УФ-излучению (для ПЭ).
Пожарная безопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (индекс «нг» может не указываться, но материал оболочки соответствует требованиям).

Область применения

Кабель АПвКаПг 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частоты 50 Гц. Основные сферы применения:

Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) и производственных помещениях.
Прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе с наличием блуждающих токов.
Прокладка через водные преграды (реки, озера) благодаря герметичной броне и высокой механической прочности.
Подключение мощных потребителей (трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные станции).
Устройство вводов в здания и сооружения.

Кабель не предназначен для прокладки по воздуху на опорах (для этого существуют марки с несущим тросом, например, АПвПгТ), а также в блоках или трубах, заполненных маслом.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвКаПг требует соблюдения ряда правил:

Раскатка. Допускается раскатка с барабана с помощью кабельных укладчиков или лебедок, но без превышения допустимого усилия на растяжение. Не допускаются резкие изгибы.
Прокладка в земле. Глубина траншеи – не менее 0,7 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная подушка толщиной 10-15 см. После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и слоем песка, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка.
Соединение и оконцевание. Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 20 кВ. Необходима тщательная заделка экранов и заземление брони с двух сторон.
Заземление. Броня, металлические экраны и муфты подлежат обязательному заземлению в соответствии с ПУЭ. Это обеспечивает электробезопасность и нормальную работу защит.
Испытания. После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПТЭЭП).

Сравнение с аналогами

Кабель АПвКаПг часто сравнивают с другими марками кабелей на 20 кВ:

АПвПг: Имеет броню из двух стальных оцинкованных лент. Менее гибок и хуже воспринимает растягивающие нагрузки, но дешевле и лучше защищает от механических повреждений точечного характера (удары лопатой). АПвКаПг предпочтительнее на сложных трассах и при наличии растяжения.
АПвПу2г: Броня отсутствует, вместо нее – усиленная защитная оболочка. Применяется в менее ответственных прокладках, где нет риска механических повреждений. АПвКаПг имеет более высокий уровень механической защиты.
АСБл, ЦСБл (с бумажной изоляцией): Устаревшие типы кабелей. АПвКаПг выигрывает по удельной пропускной способности (допустимой температуре), массе, удобству монтажа (нет ограничений по перепадам высот), не требует сложных концевых муфт с фарфоровыми изоляторами.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвКаПг от АПвПг?

Основное отличие – тип брони. АПвКаПг имеет броню из круглых стальных оцинкованных проволок (индекс «Ка»), наложенных повивом. АПвПг имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «П»). Проволочная броня лучше воспринимает растягивающие нагрузки, кабель более гибок. Ленточная броня лучше защищает от продавливания и порезов, но менее гибкая и хуже работает на растяжение.

Можно ли прокладывать кабель АПвКаПг 20 кВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Наличие брони и наружной оболочки из светостабилизированного полиэтилена позволяет прокладывать кабель в воздушной среде, в том числе на открытом солнце. Однако необходимо обеспечить его защиту от значительных механических воздействий (например, при прокладке по фасадам на небольшой высоте) и надежное крепление. Для чисто воздушных линий на опорах чаще используют кабели с тросом (АПвПгТ).

Как правильно заземлить броню и экраны кабеля?

Броня и металлические экраны (поясная изоляция) должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это делается через специальные заземляющие проводники, присоединяемые к броне и экрану в концевых или соединительных муфтах. Заземление выполняется на контур заземления распределительного устройства или подстанции. В случае длинных линий (более 1-2 км) для снижения токов в оболочке может применяться одностороннее заземление или поперечное соединение экранов, но это требует специального расчета.

Каков срок службы кабеля АПвКаПг 20 кВ?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше и определяется условиями окружающей среды, нагрузочными режимами и качеством обслуживания.

Что означает индекс «г» в маркировке и насколько он важен?

Индекс «г» означает «герметизация». Под наружной оболочкой на броню наносится гидрофобный заполнитель (битумный состав, гель), который герметизирует пространство между проволоками брони. Это критически важно для прокладки в грунтах с высокой влажностью, в заболоченной местности и особенно при пересечении водных преград. Герметизация предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения оболочки, что значительно повышает надежность линии.

Как выбрать сечение жилы кабеля АПвКаПг 20 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям, указанным в ПУЭ (глава 1.3):

По длительно допустимому току нагрузки. Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного сечения с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, группировку, прокладку в трубах).
По экономической плотности тока. Для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки (промышленные предприятия) сечение выбирается так, чтобы потери электроэнергии были экономически обоснованными.

Дополнительно выполняется проверка на термическую стойкость при коротком замыкании и на потерю напряжения (для протяженных линий).

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКаПг?

Для кабелей с изоляцией из СПЭ на 20 кВ применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты. Для соединения – соединительные муфты (СТП, 3M, Raychem, Nexans и др.), для ввода в РУ – концевые муфты (КВТп, КНТп – внутренней установки; КВНт, КННт – наружной установки). Выбор конкретного типа муфты зависит от условий эксплуатации и требований проекта.