Кабель АПвП2гТи 3-х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвП2гТи 3-х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность в современных электрических сетях среднего напряжения. Данный кабель является современной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется в энергетике, промышленности и городской инфраструктуре.

Расшифровка маркировки АПвП2гТи

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31996-2012 и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (вулканизированного).
• П – наружная оболочка из полиэтилена.
• 2г – двойная герметизация: водоблокирующие ленты поверх экрана и продольная герметизация алюмополимерной лентой.
• Т – кабель предназначен для прокладки в грунте (тротуары).
• и – изоляция жил имеет окраску в соответствии с толщиной изоляции.
• 3-х жильный – три токопроводящие жилы в одном кабеле.
• 20 кВ – номинальное напряжение 20000 В.

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 А99 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля, что облегчает монтаж и снижает затраты на материалы. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240 мм² или многопроволочной.

2. Внутренний экран (экран жилы)

Представляет собой экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена, накладываемый непосредственно на жилу. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме) и стойкостью к тепловым ударам. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.

4. Внешний экран (экран изоляции)

Выполнен в виде экструдированного слоя полупроводящего сшитого полиэтилена. Служит для создания равномерного электрического поля вокруг изоляции.

5. Медная экранирующая оплетка

Накладывается поверх внешнего экрана. Состоит из медных проволок или лент. Основные функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.

6. Водоблокирующий слой

В конструкции кабеля АПвП2гТи применяется двойная защита от продольного распространения влаги:

• Поверх медного экрана накладываются водоблокирующие ленты (слой «2г»).
• Под оболочкой используется продольная герметизация алюмополимерной лентой (АПЛ), которая создает барьер для влаги и обеспечивает дополнительную защиту от коррозии.

7. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и механическим воздействиям, что делает кабель пригодным для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20/35 (24) кВ
Система измерения напряжения	U0 – напряжение между жилой и землей (20 кВ), U – междуфазное напряжение (35 кВ), Um – максимальное рабочее напряжение (24 кВ)
Частота	50 Гц
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, на открытом воздухе, в земле, каналах)
Диапазон рабочих температур	От -50°C до +50°C (при монтаже без предварительного подогрева до -20°C)
Допустимая температура жилы	Длительно: +90°C. В режиме перегрузки: +130°C. При коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 для многожильных секторных кабелей.
Срок службы	Не менее 30 лет.

Таблица 2. Популярные сечения и массогабаритные показатели (ориентировочно)

Сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток (Iдл) при прокладке в земле*, А
3х50	55-60	3500-4000	180-200
3х70	60-65	4200-4800	220-240
3х95	65-70	5000-5700	260-280
3х120	70-75	5800-6600	300-320
3х150	75-80	6800-7700	340-360
3х185	80-85	8000-9000	380-410
3х240	85-90	9500-11000	440-470

• Точные значения зависят от конкретного производителя, условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и должны определяться по актуальным нормативным документам (ПУЭ, расчетные таблицы).

Области применения

• Распределительные сети 6-20 кВ: Питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов (РП), трансформаторных подстанций (ТП).
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, главных распределительных щитов (ГРЩ).
• Инфраструктурные объекты: Прокладка в кабельных коллекторах, тоннелях, по эстакадам для электроснабжения аэропортов, железнодорожных узлов, портов.
• Объекты генерации: Сборные сети небольших электростанций, подключение вспомогательных систем.
• Кабельные линии в грунте: Прямая прокладка в траншеях (категория «Т» в маркировке), в том числе в условиях повышенной коррозионной активности.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвП2гТи 20 кВ:

• Высокая надежность и долговечность: Изоляция из СПЭ не подвержена старению от тепловых циклов, не требует контроля уровня пропитки.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (допускающими +70°C).
• Устойчивость к влаге: Двойная система герметизации («2г») надежно защищает от продольного распространения влаги при повреждении оболочки.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничений по высоте.
• Отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах: Для СПЭ-кабелей используются более простые и компактные муфты, чем для кабелей с бумажной изоляцией.
• Химическая и коррозионная стойкость оболочки.

Недостатки и особенности:

• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Требуется аккуратное обращение, защита от ударов и защемлений.
• Чувствительность к частичным разрядам при дефектах монтажа: Некачественная заделка концевых муфт или соединение жил может привести к локальным пробоям.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (ААШв, ААБл) на момент приобретения, однако общая стоимость жизненного цикла часто ниже.
• Необходимость использования специального инструмента и обученного персонала для монтажа муфт.

Требования к прокладке и монтажу

• Прокладка осуществляется при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
• Глубина прокладки в траншее – не менее 0,7 м от планировочной отметки. При пересечении дорог – не менее 1,0 м.
• Дно траншеи должно быть выровнено, очищено от камней и мусора. Рекомендуется подсыпка из песка или просеянного грунта толщиной 10 см, а также защита сверху кирпичом или сигнальной лентой.
• Радиус изгиба кабеля должен строго соблюдаться согласно техническим условиям.
• При прокладке в трубах или блоках необходимо обеспечить возможность замены кабеля. Внутренний диаметр трубы должен быть не менее 1,5 наружных диаметров кабеля.
• Монтаж концевых и соединительных муфт должен выполняться квалифицированными специалистами с соблюдением технологии производителя муфт, в условиях чистоты и сухости.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвП2гТи от АПвПу2г?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвП2гТи оболочка из полиэтилена (П), а у АПвПу2г – из поливинилхлоридного пластиката (Пв). Полиэтилен более стоек к химической коррозии и влаге, но менее устойчив к распространению пламени. Кабель с оболочкой из ПЭ (АПвП2гТи) рекомендуется для прокладки в грунтах с высокой агрессивностью.

Можно ли прокладывать кабель АПвП2гТи в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Буква «Т» в маркировке указывает на возможность прокладки в грунте, но не запрещает другие виды прокладки. Однако при открытой прокладке в помещениях или на эстакадах необходимо учитывать, что полиэтиленовая оболочка не обладает стойкостью к распространению горения. Для таких случаев существуют модификации с индексом «-нг(А)-HF» (не распространяющие горение, с пониженным газо- и дымовыделением).

Какой срок службы у этого кабеля?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, эксплуатации и отсутствия внешних повреждений.

Требуется ли для монтажа муфт на этот кабель специальное оборудование?

Да, обязательно. Для качественного монтажа термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на кабели с изоляцией из СПЭ необходим специальный инструмент: резаки для кабеля, стрипперы для послойной зачистки изоляции и экранов, греющие лампы или газовые горелки для термоусадки, динамометрический ключ для болтовых соединений. Обязательно требуется обучение персонала.

Что означает цифра «2» в индексе «2г»?

Цифра «2» указывает на степень герметизации. «2г» означает, что кабель имеет двойную герметизацию: водоблокирующие ленты в экране и обязательное наличие продольной герметизации оболочки (в данном случае алюмополимерной лентой – «Ти»). Это высокая степень защиты от влаги.

Как определяется необходимое сечение жил кабеля АПвП2гТи 20 кВ?

Сечение выбирается на основе расчета по следующим критериям: допустимый длительный ток нагрузки (нагрев), экономическая плотность тока, потери напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания. Основным руководящим документом являются «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ, главы 1.3 и 1.4), а также расчетные таблицы, предоставляемые производителями кабеля.

Заключение

Кабель АПвП2гТи 3-х жильный на напряжение 20 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации сетей среднего напряжения. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и двойной системе герметизации, обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики, долгий срок службы и минимальные эксплуатационные расходы. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и монтажа, а также квалифицированное обслуживание являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий. При проектировании новых объектов данный тип кабеля следует рассматривать как приоритетный по сравнению с устаревающими кабелями с бумажной изоляцией.