Кабель АПвП2г 20 кВ 120 мм

Кабель АПвП2г 20 кВ 120 мм²: полный технический обзор

Кабель АПвП2г 20 кВ с номинальным сечением токопроводящей жилы 120 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 20 кВ. Данный тип кабеля является одним из наиболее востребованных в распределительных сетях среднего класса напряжения для передачи и распределения электрической энергии. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в различных условиях.

Расшифровка маркировки АПвП2г

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из полиэтилена вулканизированного (сшитого).
• П – наружная оболочка из полиэтилена.
• 2г – обозначение, указывающее на тип защитного покрова: «2» – наличие двойной брони (две стальные оцинкованные ленты), «г» – «голый», что означает отсутствие защитного наружного покрова (подушки) под броней. Броня наложена непосредственно на экран.
• 20 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Таким образом, полное наименование описывает кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в полиэтиленовой оболочке, с броней из двух стальных лент, предназначенный для работы в сетях 20 кВ.

Конструкция кабеля АПвП2г 20 кВ 120 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, выполняется секторной (сегментной) формы. Это позволяет оптимально заполнять внутреннее пространство кабеля, уменьшать его общий диаметр и массу по сравнению с жилой круглой формы. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Для сечения 120 мм² чаще применяется многопроволочная конструкция, что повышает гибкость кабеля.

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий электрическую прочность кабеля. Сшивание молекул полиэтилена (химическое или радиационное) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и при коротком замыкании (до 250°C). Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 31565 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 20 кВ составляет, как правило, 5.5-6.0 мм.

4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)

Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего материала. Он предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Вместе с экраном на жиле он создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться обмотка из полупроводящей или изолирующей ленты для придания общей формы и дополнительного выравнивания поля.

6. Медный экран (заземляющий)

Поверх поясной изоляции (или непосредственно на экранах жил для одножильных кабелей) накладывается экран в виде медных лент или оплетки из медных проволок. Его функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.
• Создание симметричного электрического поля вокруг кабеля.

Для кабеля АПвП2г этот слой является основой для наложения брони.

7. Броня

Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Ленты наматываются в противоположных направлениях, что повышает механическую прочность и гибкость. Броня предназначена для защиты кабеля от:

• Механических повреждений (удары, сдавливание) при прокладке и эксплуатации.
• Грызунов.
• Растягивающих нагрузок (при прокладке в траншеях).

Индекс «г» в маркировке указывает, что под броней нет традиционной «подушки» (слоя битума, пластмассовых лент и крепированной бумаги). Броня накладывается непосредственно на медный экран.

8. Наружная оболочка

Внешний слой из полиэтилена (П) или поливинилхлоридного пластиката (В). Выполняет функцию защиты брони от коррозии и агрессивных воздействий внешней среды (почвенная влага, химикаты). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и эксплуатационные характеристики

Электрические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при коротком замыкании	+250°C (макс. продолжительность 5 сек)
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки	45 кВ (на фазе) в течение 10 мин.

Механические и конструктивные параметры (ориентировочно для 3-жильного кабеля)

Параметр	Значение
Сечение жилы, мм²	120
Количество и форма жил	3, секторные
Примерный наружный диаметр, мм	55-65
Примерная масса 1 км кабеля, кг	3500-4500
Строительная длина, мин.	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)

Допустимый длительный ток нагрузки (ориентировочно)

Токовая нагрузка зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубах), температуры грунта или воздуха, количества работающих рядом кабелей, глубины прокладки. Приведенные данные носят справочный характер. Точный расчет должен выполняться согласно ПУЭ гл. 1.3.

Условия прокладки	Допустимый длительный ток, А
В земле (траншее), при температуре грунта +20°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт	~260-280
В воздухе, при температуре воздуха +25°C	~240-260

Область применения кабеля АПвП2г 20 кВ 120 мм²

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

• Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры: питание от подстанций 35/10(6) кВ к распределительным пунктам и трансформаторным подстанциям 10(6)/0.4 кВ.
• Питание крупных промышленных предприятий: для внутриплощадочных сетей.
• Кабельные линии в районах с высокой коррозионной активностью: полиэтиленовая оболочка устойчива к воздействию влаги, кислот, щелочей, солей.
• Участки с риском механических повреждений: наличие стальной брони позволяет прокладывать кабель в траншеях без дополнительных защитных труб в местах, где возможно давление грунта или сторонние механические воздействия.
• Трассы с разностью уровней: благодаря прочной конструкции кабель может быть использован на участках с существенным перепадом высот.

Важное ограничение: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Однако при групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности, так как полиэтилен является горючим материалом. Для объектов с повышенными требованиями следует рассматривать кабели с исполнением «нг(А)-HF» (не распространяющие горение, с пониженным дымо- и газовыделением).

Преимущества и недостатки кабеля АПвП2г 20 кВ 120 мм²

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен обладает отличными диэлектрическими и механическими свойствами, высокой стойкостью к тепловому старению.
• Устойчивость к влаге: Полностью полимерная конструкция (изоляция и оболочка) исключает гигроскопичность, что характерно для бумажно-масляной изоляции.
• Меньший вес и наружный диаметр: По сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл) того же напряжения и сечения, кабель АПвП2г значительно легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Высокая допустимая температура: Длительная работа при +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки или использовать кабель меньшего сечения.
• Простота монтажа и соединения: Не требует сложных технологий заделки концов, как кабели с бумажной изоляцией. Установка концевых и соединительных муфт отработана и стандартизирована.
• Наличие брони: Защита от механических повреждений позволяет прокладывать кабель в земле без дополнительных защитных труб (при отсутствии особых требований).

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При повреждении наружной оболочки и брони существует риск проникновения влаги к экранам, что может привести к развитию водных древов.
• Ограниченная стойкость к открытому пламени: Стандартный полиэтилен горит и каплепадает. Для объектов с особыми требованиями нужны огнестойкие исполнения.
• Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией на среднее напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходима тщательная зачистка и подготовка полупроводящих экранов при монтаже муфт. Любые заусенцы или частицы проводящей пыли могут привести к концентрации поля и пробою.

Особенности монтажа и прокладки

Прокладка кабеля АПвП2г 20 кВ 120 мм² должна осуществляться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.

• Прокладка в земле (траншее): Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. Кабель укладывается «змейкой» для компенсации температурных деформаций. Сверху засыпается мягким грунтом без камней на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента или защитная плита. При пересечении с коммуникациями и вводах в здания кабель должен быть проложен в трубах или блоках. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм (для 10-20 кВ).
• Прокладка в воздухе: Крепление на тросах, конструкциях или по фасадам зданий. Необходимо учитывать допустимые растягивающие нагрузки и обеспечить защиту от прямых солнечных лучей (при использовании кабеля с полиэтиленовой оболочкой, не стабилизированной к УФ-излучению).
• Прокладка в кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, этажах, по эстакадам и галереям. При групповой прокладке необходимо соблюдать противопожарные расстояния и использовать огнезащитные составы или покрытия при необходимости.
• Монтаж муфт: Установка соединительных и концевых муфт должна производиться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и материалов, рекомендованных производителем кабеля или муфт. Особое внимание уделяется снятию полупроводящих экранов, обеспечению плавного перехода электрического поля и герметичности соединения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие кабеля АПвП2г от АПвПу2г?

Буква «у» в маркировке АПвПу2г означает наличие усиления (чаще всего – дополнительной медной проволочной брони или упрочняющего слоя) под стальной ленточной броней. В кабеле АПвП2г («г» – голый) броня из стальных лент наложена непосредственно на экран, без какой-либо подушки или усиления. Конструкция «г» считается более простой и экономичной.

Можно ли прокладывать кабель АПвП2г в воде?

Нет, кабель АПвП2г не предназначен для прокладки непосредственно в воде (подводные переходы). Его конструкция, несмотря на влагостойкость, не является герметизированной для длительного нахождения под гидростатическим давлением. Для таких целей применяются специальные кабели с герметизированной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвПу).

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвП2г 20 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий прокладки, режимов нагрузки (температурных циклов), отсутствия аварийных перегрузок и механических повреждений, а также от качества монтажа соединений.

Чем отличается кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) от кабеля с изоляцией из ПВХ на 20 кВ?

Кабели на напряжение 20 кВ с ПВХ (виниловой) изоляцией практически не применяются. ПВХ имеет худшие диэлектрические характеристики и значительно более низкую допустимую рабочую температуру (обычно +70°C). Для средних напряжений (6-35 кВ) стандартом де-факто является изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE) или бумажно-масляная. XLPE превосходит ПВХ по всем параметрам: электрическая прочность, нагрев, стойкость к влаге, срок службы.

Обязательно ли заземлять медный экран и броню?

Да, это обязательное требование ПУЭ. Медный экран (экран по изоляции) должен быть заземлен с обеих сторон кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности. Броня также подлежит заземлению в соответствии с правилами устройства электроустановок. Система заземления экранов (одностороннее, двустороннее, поперечное) выбирается в зависимости от длины линии и параметров сети для ограничения наведенных напряжений и токов.

Что означает «АПвП2г» в исполнении «нг(А)-HF»?

Это означает, что кабель имеет дополнительное исполнение по пожарной безопасности: «нг(А)» – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая огнестойкость), «HF» – с пониженным коррозионной активностью газо- и дымовыделением (Halogen Free). В таком кабеле наружная оболочка и, возможно, изоляция выполнены из безгалогенных полимерных композиций, которые при пожаре не выделяют едких галогенсодержащих газов (хлороводорода) и дыма.

Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?

Выбор сечения является результатом комплексного расчета, который включает:

• Определение максимального рабочего тока линии с учетом подключенной мощности и коэффициента спроса.
• Проверка по допустимому длительному току (по таблицам ПУЭ) для конкретных условий прокладки.
• Проверка на потерю напряжения.
• Проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
• Экономическая плотность тока (для сетей выше 1000 В).

Сечение 120 мм² часто является стандартным и экономически обоснованным для фидеров 20 кВ с токами нагрузки до 250-280 А.