Кабель АПвП2гТи 20 кВ

Кабель АПвП2гТи 20 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвП2гТи 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный 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 современных электрических сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвП2гТи

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

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• П – оболочка из полиэтилена.
• 2г – двойная герметизация: продольная и поперечная. Достигается применением экрана из медных проволок с водоблокирующими лентами и/или водоблокирующими проволоками, а также заполнением пространства под оболочкой гидрофобным материалом.
• Т – кабель предназначен для прокладки в грунте (траншее).
• и – изоляция жил имеет увеличенную толщину, что соответствует классу напряжения 20 кВ.

Конструкция кабеля АПвП2гТи 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жила может быть однопроволочной (для малых сечений) или многопроволочной, скрученной из отдельных проволок.

2. Внутренний полупроводящий экран

Наносится экструзионным методом непосредственно на токопроводящую жилу. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей технический углерод. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения микроразрядов на границе между жилой и изоляцией.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной изолирующий слой, нанесенный поверх внутреннего экрана. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу исключительные свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в продолжительном режиме и до 250°C при КЗ), механическую прочность, стойкость к трекингу и влаге. Толщина изоляции нормирована и строго соответствует классу напряжения 20 кВ.

4. Внешний полупроводящий экран

Наносится экструзионно поверх изоляции. Аналогичен внутреннему экрану по составу и функции – выравнивает электрическое поле. Часто выполняется в виде легко снимаемого слоя для удобства монтажа концевых и соединительных муфт.

5. Поясная изоляция

Представляет собой обмотку из полупроводящих или медных лент, наложенную поверх внешнего экрана. Обеспечивает электрический контакт и равномерное распределение потенциала.

6. Экран (заземляющий)

Состоит из медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или из медной ленты, наложенной внахлест. Основная функция – защита от электромагнитных помех, создание симметричного электрического поля вокруг каждой фазы и обеспечение пути для тока короткого замыкания на землю. В конструкции кабеля АПвП2гТи медные проволоки часто являются частью системы герметизации.

7. Заполнители и герметизирующие элементы

Между проволоками экрана и под оболочкой размещаются водоблокирующие ленты и/или проволоки, пропитанные гидрофобным гелем. При контакте с влагой материал набухает, герметично блокируя продольное распространение воды вдоль кабеля.

8. Оболочка

Внешний защитный слой из полиэтилена (обычно полиэтилена среднего давления, ПЭСД). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и механическим воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 12/20 кВ (24 кВ).
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 45 кВ (в течение 10 минут для кабеля после монтажа).
• Испытательное постоянное напряжение: 72 кВ (в течение 15 минут для приемо-сдаточных испытаний на заводе).
• Максимально допустимая температура жилы:
  • в продолжительном режиме: +90°C
  • при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • в режиме перегрузки: +130°C
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C.

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвП2гТи 20 кВ (прокладка в земле, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м)

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более
3×50	190	0.641
3×70	235	0.443
3×95	285	0.320
3×120	330	0.253
3×150	375	0.206
3×185	425	0.165
3×240	495	0.125

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвП2гТи 20 кВ предназначен для:

• Прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с повышенной влажностью.
• Прокладки в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
• Использования в электрических сетях 6-10-20 кВ для питания промышленных предприятий, городских распределительных сетей, объектов инфраструктуры.
• Работы в сетях с изолированной, компенсированной или эффективно заземленной нейтралью.

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в воздухе (по опорам ЛЭП) без дополнительных мер защиты от УФ-излучения, так как полиэтиленовая оболочка подвержена его разрушающему воздействию.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелями с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы достигает 40-50 лет. Изоляция СПЭ не стареет из-за циклических изменений нагрузки.
• Отсутствие риска утечки масла: В отличие от маслонаполненных кабелей, что исключает загрязнение окружающей среды и необходимость в маслоподпитывающих устройствах.
• Высокая допустимая температура и токовая нагрузка: Позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией. Допускает прокладку на трассах со сложным рельефом.
• Двойная герметизация (2г): Обеспечивает высокую защиту от проникновения влаги даже при локальных повреждениях оболочки, что критически важно для сохранения диэлектрических свойств изоляции.
• Улучшенные пожарные характеристики: Не распространяет горение при одиночной прокладке.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги в экранную систему существует риск водного древения (трекинга), которое может постепенно разрушить изоляцию.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с изоляцией из ПВХ.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии разделки и монтажа концевых и соединительных муфт.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при монтаже составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 диаметров для трехжильных кабелей.
• Прокладка в земле: Рекомендуется укладка на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта, с последующей засыпкой и укладкой сигнальной ленты. Глубина прокладки – не менее 0.7 м от планировочной отметки.
• Соединение и оконцевание: Должны выполняться только с использованием специализированных муфт (соединительных, концевых) для кабелей с изоляцией из СПЭ на 20 кВ. Обязательна проверка герметичности установленных муфт.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом ввода в эксплуатацию является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 72 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвП2гТи от АПвПугТи?

Основное отличие заключается в системе герметизации. В кабеле АПвП2гТи используется двойная герметизация (индекс «2г»): водоблокирующие ленты/проволоки в экране и заполнение под оболочкой. В кабеле АПвПугТи применяется упрощенная герметизация («уг»): только заполнение под оболочкой гидрофобным порошком или гелем. Кабель с индексом «2г» обеспечивает более высокий уровень защиты от продольного распространения влаги.

Можно ли проложить кабель АПвП2гТи 20 кВ по воздуху (по фасаду, между опорами)?

Не рекомендуется для длительной эксплуатации. Полиэтиленовая оболочка (индекс «П» в маркировке) не содержит стабилизаторов к ультрафиолетовому излучению. При открытой прокладке на солнечном свете оболочка начнет деградировать (появляется сетка трещин, материал становится хрупким), что приведет к потере механических и защитных свойств. Для воздушных линий следует выбирать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (индекс «Пс») или из поливинилхлорида (ПвВнг).

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвП2гТи 20 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки: Расчетный ток в линии должен быть меньше значения, указанного в таблицах ПУЭ (например, Таблица 1 выше) с поправкой на реальные условия прокладки (температура грунта/воздуха, количество кабелей в траншее, глубина заложения).
2. По потере напряжения: Потеря напряжения в кабеле от источника питания до конечного потребителя не должна превышать значений, установленных нормативными документами (обычно 5-10% в зависимости от типа сети).

Расчет должен выполнять квалифицированный инженер-проектировщик.

Что означает «водное древение» (water treeing) и как от него защищает кабель АПвП2гТи?

Водное древение – это процесс медленного образования микроскопических древовидных каналов в полимерной изоляции под воздействием электрического поля и присутствия влаги. Со временем это может привести к пробою изоляции. Конструкция АПвП2гТи борется с этим явлением на нескольких уровнях:

• Использование специальных рецептур сшитого полиэтилена, стойкого к трекингу.
• Применение трехслойной экструзии «внутренний экран – изоляция – внешний экран», что обеспечивает идеально гладкие границы без микрополостей.
• Система двойной герметизации («2г») предотвращает проникновение влаги в конструкцию кабеля даже при локальных повреждениях оболочки.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке кабеля в одной траншее с кабелями более низкого напряжения?

Да, согласно ПУЭ (Глава 2.3), при параллельной прокладке в земле кабелей напряжением до 10 кВ и выше 10 кВ, расстояние между ними в свету должно быть не менее 0.5 м. Если это расстояние не может быть обеспечено, то кабели выше 1 кВ должны быть отделены от кабелей ниже 1 кВ несгораемой перегородкой (например, кирпичной стенкой) или проложены в отдельных трубах. Кабель АПвП2гТи 20 кВ должен быть экранирован, что в целом снижает уровень электромагнитного влияния, однако соблюдение норм по разделению обязательно для безопасности обслуживания и предотвращения взаимных повреждений.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля АПвП2гТи 20 кВ, заявленный производителями, составляет 40-50 лет. Фактический срок службы напрямую зависит от:

• Соблюдения условий эксплуатации (температурные режимы, отсутствие перегрузок).
• Качества монтажа (соблюдение радиусов изгиба, отсутствие механических повреждений при укладке, правильный монтаж муфт).
• Корректности проведенных высоковольтных испытаний после монтажа и в процессе эксплуатации.
• Агрессивности внешней среды (химический состав грунта, наличие блуждающих токов).

Регулярный мониторинг и диагностика (например, измерение частичных разрядов) позволяют прогнозировать остаточный ресурс кабельной линии.