Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКПу2г 1х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвКПу2г на напряжение 20 кВ представляет собой современное одножильное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, а также в условиях повышенной влажности.

Расшифровка маркировки АПвКПу2г

Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и дает полное представление о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – проводник (вторая буква) или изоляция из полиэтилена (в контексте всей маркировки).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – конструкция с броней из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – покров (наружная оболочка) из ПВХ пластиката.
• у – индекс, обозначающий, что кабель предназначен для прокладки в условиях повышенной влажности (в данном контексте – наличие герметизирующего экрана).
• 2г – двойная (2) герметизация (г): продольная герметизация алюминиевой лентой и подушкой под броней, а также заполнение межпроволочного пространства брони гидрофобным составом.
• 1х – одна токопроводящая жила.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.

Таким образом, полное название: Кабель силовой с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из ПВХ пластиката, бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками, с защитным покровом из ПВХ пластиката, с двойной герметизацией, на напряжение 20 кВ, одножильный.

Конструкция кабеля АПвКПу2г 1х жильный 20 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АА или ААЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной формы. Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторная или сегментная для компактности. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной для больших сечений.

2. Экранирующий слой над жилой (экран жилы)

Представляет собой экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Это ключевой элемент кабеля. Технология сшивки (химическая или радиационная) формирует трехмерную сетчатую структуру полимера, что резко повышает его термостойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании), механическую прочность и стойкость к трекингу по сравнению с обычным полиэтиленом. Толщина изоляции нормирована стандартами (например, ГОСТ 15150 или ТУ 16.К71-335-2004) и для 20 кВ составляет, как правило, 5.5-8.0 мм в зависимости от сечения.

4. Экран на изоляции (экран изоляции)

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящий слой: Экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, контактирующий с изоляцией.
• Медные экранирующие элементы: Поверх полупроводящего слоя накладываются медные ленты (обычно две, внахлест) или оплетка из медных проволок. Их функция – создание равного потенциала по всей поверхности изоляции, отвод емкостных токов и обеспечение безопасного заземления для персонала. В одножильных кабелях этот экран также является токопроводящим элементом для тока, наведенного в оболочке.

5. Разделительный слой (поясная изоляция)

Слой из ПВХ или полиэтилентерефталатной (лавсановой) ленты, наложенной поверх экрана. Предназначен для защиты медных экранов от коррозии при контакте с внутренней оболочкой и для предотвращения их повреждения при монтаже.

6. Внутренняя оболочка (подушка под броню)

Выполнена из ПВХ пластиката. Защищает экран от механических повреждений, служит основой для наложения брони, а также выполняет функцию герметизирующего слоя в сочетании с алюминиевой лентой.

7. Герметизирующий слой (Алюминиевая лента)

Одна из ключевых особенностей маркировки «у2г». Алюминиевая лента, наложенная продольно с перекрытием и запаянным швом поверх внутренней оболочки. Ее основная задача – обеспечение продольной герметичности кабеля от проникновения влаги и распространения ее вдоль оси.

8. Броня

Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения, наложенных поверх герметизирующей ленты. Назначение брони – защита кабеля от механических воздействий (растяжения, сдавливания, ударов) при прокладке и эксплуатации, в частности, от грунтовых подвижек и действий грызунов.

9. Наружная оболочка (шланг)

Внешний слой из ПВХ пластиката, нанесенный поверх брони. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к ультрафиолету (при хранении), агрессивным средам, механическим истираниям. Имеет характерный цвет (обычно черный) и наносится с маркировкой, содержащей данные о производителе, марке кабеля, сечении, напряжении и дате изготовления.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Номинальные сечения жил и массогабаритные показатели (примерные)

Номинальное сечение жилы, мм²	Максимальный наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг
50	45-50	2500-2800
70	48-53	2900-3200
95	52-57	3400-3800
120	55-60	3900-4300
150	58-63	4500-5000
185	62-67	5200-5800
240	67-72	6300-7000

Таблица 2. Электрические и эксплуатационные параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20/20 (24) кВ
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 4 с)	+250°C
Максимальная температура при перегрузке	+130°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Наружный диаметр кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки (5 мин.)	2.5U0 = 50 кВ
Допустимый ток нагрузки (Iдоп)	Зависит от сечения, способа прокладки и температуры грунта. Например, для кабеля 1х240 мм², проложенного в земле при +20°C, Iдоп ≈ 450-500 А.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКПу2г предназначен для эксплуатации в электрических сетях на номинальное напряжение до 20 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6/10/20 кВ (воздушные линии, переведенные в кабель, кабельные вставки).
• Питание мощных потребителей: трансформаторные подстанции, крупные промышленные предприятия, насосные и компрессорные станции.
• Устройство выводов от силовых трансформаторов.
• Прокладка в качестве магистральных и распределительных линий в городах и на промышленных территориях.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальной лентой в местах с риском механических повреждений. Броня и герметизация «2г» специально предназначены для этого.
• В кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, эстакадах: Допускается прокладка пучками с учетом снижающих коэффициентов на токовую нагрузку.
• В помещениях и туннелях: Возможна прокладка при условии отсутствия растягивающих усилий.

Важно: Прокладка в воздухе (по фасадам, на опорах) без защиты от прямых солнечных лучей не рекомендуется из-за воздействия УФ-излучения на ПВХ оболочку.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу2г

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен обладает отличными диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к тепловым ударам.
• Полная герметизация: Конструкция «2г» надежно защищает от радиального и продольного проникновения влаги, что критически важно для подземной прокладки.
• Механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает защиту от повреждений.
• Коррозионная стойкость: Оцинкованная броня и ПВХ оболочка защищают от агрессивных сред в грунте.
• Более легкий вес и меньший радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной пропитанной изоляцией (типа АСБ).
• Допустимая температура при коротком замыкании +250°C исключает риски деградации изоляции, присущие ПВХ.

Недостатки и особенности:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при монтаже), что требует использования специального инструмента и соблюдения технологий.
• Необходимость специального оборудования и обученного персонала для монтажа муфт и концевых заделок.
• Наличие потерь в экране: В одножильных кабелях большой длины необходимо учитывать наведенные токи в экране/броне и правильно выполнять их перекрестное соединение и заземление для минимизации потерь.

Особенности монтажа и заземления

При монтаже одножильного кабеля 20 кВ особое внимание уделяется заземлению экрана. В трехфазной линии экраны всех трех кабелей должны быть соединены между собой и заземлены с обеих сторон. Для линий длиной более нескольких сотен метров применяется схема попеременного перекрестного соединения экранов с их разземлением в промежуточных точках (обычно в муфтах) для разрыва контуров наведенного тока и снижения потерь. Неправильное заземление может привести к значительным циркулирующим токам в экранах, их перегреву и повреждению кабеля.

Монтаж концевых и соединительных муфт требует высокой чистоты, обезжиривания изоляции и точного соблюдения технологических карт производителя муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля АПвКПу2г от АПвПу2г?

Основное отличие – наличие брони. АПвПу2г имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Б» в старой маркировке), что защищает в основном от механических повреждений режущего типа. АПвКПу2г имеет броню из круглых проволок (индекс «К»), которая, помимо защиты от ударов, обеспечивает стойкость к растягивающим нагрузкам, что важно при прокладке в грунтах с возможными подвижками.

Можно ли прокладывать кабель АПвКПу2г в воде?

Конструкция с двойной герметизацией (2г) обеспечивает защиту от влаги, но прямое и постоянное погружение в воду не является штатным режимом эксплуатации согласно ТУ. Для прокладки в водоемах или в условиях постоянного затопления следует использовать кабели со свинцовой оболочкой (типа АПвПуг), обеспечивающей абсолютную радиальную герметичность.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвКПу2г 20 кВ?

Выбор сечения производится по допустимому току нагрузки (I_доп) с учетом:

• Мощности и тока нагрузки.
• Способа прокладки (в земле, в воздухе, в канале).
• Температуры окружающей среды или грунта.
• Количества кабелей в пучке и расстояния между ними.
• Допустимой потери напряжения.
• Тока короткого замыкания и его термического воздействия.

Расчет должен выполнять проектировщик по нормам ПУЭ и другим отраслевым документам.

Что означает индекс «у» в маркировке? Это то же самое, что «г»?

Индекс «у» исторически обозначал кабель для прокладки в условиях повышенной влажности. В современных кабелях с изоляцией из СПЭ он подразумевает наличие экрана над жилой и над изоляцией, а также часто – герметизирующих элементов. Индекс «г» (как в «2г») указывает конкретно на наличие герметизации (алюминиевая лента и гидрофобный заполнитель). В маркировке АПвКПу2г оба индекса присутствуют, что указывает на усиленную влагозащиту.

Требуется ли для прокладки кабеля АПвКПу2г в траншее защита (кирпич, плиты)?

Согласно ПУЭ (Глава 2.3), бронированные кабели, рассчитанные на напряжение 20 кВ, допускается прокладывать в земле без дополнительной защиты, если в траншее нет других коммуникаций и риск механических повреждений невелик. Однако на участках, где вероятны раскопки или другие внешние воздействия (под дорогами, в местах ввода в здание), обязательна защита кирпичом, асбоцементными или бетонными плитами поверх кабеля.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКПу2г с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий хранения, транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется реальными условиями (перегрузками, термическими циклами, состоянием грунта).

Чем отличается кабель с индексом «2г» от кабеля с индексом «ож»?

Индекс «ож» означает, что все элементы кабеля (жила, экраны) имеют однопроволочную (жилую) конструкцию. Это относится к конструктивному исполнению токоведущих частей. Индекс «2г» относится к системе герметизации и влагозащиты. Эти индексы не исключают друг друга и могут встречаться в одной маркировке (например, для кабелей с монолитной жилой и герметизацией).