Кабель АПвКПу2г 20 кВ: полное техническое описание и область применения
Кабель АПвКПу2г 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на 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 (в траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также в условиях возможного подтопления.
Расшифровка маркировки АПвКПу2г
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ 16442-80, где «в» указывает на вулканизированный, т.е. сшитый полиэтилен).
- К – наличие экрана поверх каждой жилы (пофазный экран).
- П – оболочка из полиэтилена.
- у – обозначение «усиленной» защиты, в данном контексте указывает на броню из стальных оцинкованных проволок.
- 2г – индекс, где «2» указывает на наличие двойной гидроизоляции (подушка под броней и защитный шланг поверх брони), а «г» – на то, что защитный шланг выполнен из полиэтилена, не поддерживающего горение.
- 20 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий): Наносится поверх токопроводящей жилы. Выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Обладает высокими электрическими и механическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C).
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий): Наносится поверх изоляции. Также выполнен из экструдированного полупроводящего материала. В сочетании с внутренним экраном формирует цилиндрическое конденсаторное поле внутри изоляции.
- Питания мощных потребителей (промышленные предприятия, насосные станции).
- Создания распределительных сетей 6-10 кВ в городах и на промышленных зонах.
- Прокладки в качестве вводов на территории с повышенными механическими нагрузками.
- Укладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в условиях блуждающих токов.
- Прокладки в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, внутри зданий (с учетом требований пожарной безопасности).
- Высокая надежность изоляции: XLPE устойчив к влаге, термостабилен, не подвержен тепловому старению как бумажно-масляная изоляция.
- Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (например, АСБл) того же напряжения и сечения.
- Большая допустимая длина участка: Благодаря отсутствию ограничений по разности уровней (как у маслонаполненных кабелей).
- Простота монтажа и соединения: Не требует сложной герметизации торцов, как кабели с бумажной изоляцией.
- Двойная защита: Броня и гидрозащитный шланг обеспечивают высокую стойкость к механическим повреждениям и коррозии.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции на среднее напряжение.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции при монтаже (требуется аккуратность).
- Необходимость специального инструмента и обученного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.
- Раскатка: Запрещается сбрасывать кабель с барабана. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
- Заземление: Металлические экраны (общий медный экран) и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это требование безопасности и правильной работы релейной защиты.
- Монтаж муфт: Для монтажа применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты на 20 кВ. Работа требует чистоты, обезжиривания поверхностей и строгого соблюдения технологии производителя.
- Испытания: После монтажа кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением в соответствии с ПУЭ (например, напряжением 60 кВ в течение 10 минут).
Конструкция кабеля АПвКПу2г 20 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ по ГОСТ 22483), круглой формы. Для сечений от 70 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной.
2. Экранированная изоляция жилы
Каждая жила индивидуально экранирована и изолирована, что является ключевой особенностью кабелей на напряжение 6 кВ и выше.
3. Поясная изоляция и заполнение
Поверх внешних экранов жил накладывается поясная изоляция, обычно из полупроводящей ленты. Пространство между экранированными жилами заполняется жгутами из невулканизированной резиновой смеси или ПЭТ-лентами для придания кабелю круглой формы.
4. Общий экран (металлическая оплетка)
Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медных проволок или ленты. Его функции: заземление для безопасности, проведение токов утечки и токов короткого замыкания, защита от внешних электромагнитных помех.
5. Разделительный слой (подушка)
Выполнен из битумизированной или крепированной бумаги, ПЭТ-лент или других материалов. Защищает внутренние слои от повреждения броней и обеспечивает легкое снятие бронепокрова.
6. Броня
Выполнена из оцинкованных стальных проволок круглого сечения (индекс «у» в маркировке). Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, повреждений грызунами.
7. Защитный шланг
Наружная оболочка из полиэтилена, не поддерживающего горение (индекс «2г»). Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней гидроизоляции и барьера от агрессивных сред.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Условие |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 (24) кВ |
| Максимальная длительно допустимая температура жилы | +90°C |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +250°C (макс. продолжительность 5 сек) |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при +20°C | Не менее 100 МОм·км |
Длительно допустимый ток нагрузки (пример для основных сечений)
Значения приведены для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +15°C, глубине заложения 0.7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт.
| Сечение жилы, мм² | 3×70 | 3×120 | 3×150 | 3×185 | 3×240 |
|---|---|---|---|---|---|
| Допустимый ток, А | 215 | 275 | 320 | 365 | 425 |
Примечание: Точные значения необходимо уточнять по актуальным расчетным таблицам ПУЭ и для конкретных условий прокладки.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКПу2г предназначен для:
Наличие брони и гидрозащиты делает его приоритетным выбором для прокладки без дополнительных защитных труб (желобов) в траншеях, за исключением мест с очень высокой механической опасностью.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКПу2г отличается от АПвПу2г?
Основное отличие – наличие брони. В маркировке АПвПу2г отсутствует индекс «у», что означает отсутствие брони из стальных проволок. АПвПу2г имеет только защитный шланг и предназначен для прокладки в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений.
Можно ли прокладывать кабель АПвКПу2г в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Полиэтиленовый шланг обеспечивает защиту от УФ-излучения и атмосферных воздействий. Однако необходимо учитывать нагрузку на кабель (снег, лед, ветер) и предусматривать дополнительное крепление. При открытой прокладке в помещениях с массовым пребыванием людей может потребоваться оболочка с индексом «нг(А)-HF» для снижения пожарной опасности.
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвКПу2г 20 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По длительно допустимому току нагрузки (нагреву) с учетом условий прокладки и поправочных коэффициентов (ПУЭ, гл. 1.3). 2) По экономической плотности тока (для сетей выше 1000 В). Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
Нужно ли использовать трубы (ПНД, асбестоцементные) при прокладке кабеля АПвКПу2г в земле?
Для данного кабеля с бронёй и защитным шлангом обязательное использование труб не требуется. Однако на участках с повышенным риском повреждений (переходы через дороги, въезды на территорию, зоны земляных работ) рекомендуется укладка в трубы для дополнительной защиты. Также трубы используются при бестраншейных методах прокладки (горизонтальное бурение).
Какой срок службы у кабеля АПвКПу2г?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть значительно больше при соблюдении условий прокладки, нагрузочного режима и отсутствии внешних повреждений.
Чем отличается экран из медных проволок от экрана из медной ленты?
Экран из перекрывающих друг друга медных проволок обладает большей гибкостью и лучше проводит токи короткого замыкания. Экран из медной ленты (гофрированной для гибкости) обеспечивает более полную герметизацию и защиту от влаги. В кабеле АПвКПу2г, как правило, применяется экран из медных проволок, но возможны варианты конструкции. Проволочный экран предпочтительнее для линий с большими токами КЗ.
Каковы требования к заземлению брони и экрана?
Броня и металлический экран должны быть заземлены на обоих концах кабельной линии. Это необходимо для безопасности (снятие напряжения с брони при пробое) и для обеспечения пути протекания токов короткого замыкания, что критически важно для корректного и быстрого срабатывания устройств релейной защиты. В некоторых специфических схемах (например, очень длинные линии) возможно заземление с одной стороны через ограничитель напряжения, но это требует специального обоснования в проекте.
Заключение
Кабель АПвКПу2г 20 кВ является современным, надежным и универсальным решением для создания кабельных линий среднего класса напряжения в условиях, требующих повышенной механической и коррозионной стойкости. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной защитной оболочке, соответствует высоким стандартам безопасности и долговечности. Правильный выбор сечения, соблюдение технологий монтажа, заземления и испытаний обеспечивают бесперебойную работу энергоустановки на протяжении десятилетий. При проектировании и закупке необходимо руководствоваться актуальными техническими условиями (ТУ) производителя, которые могут детализировать отдельные параметры конструкции.