Кабель АПвПу2г 20 кВ 120 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПу2г 20 кВ 120 мм² 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. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-335-2004 является ключом к пониманию его конструкции и свойств: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена, 2г – двойная герметизация (гидрофобные ленты + алюмополимерная лента), 20 кВ – номинальное напряжение, 120 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу2г 20 кВ 120 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, по ГОСТ 22483). Для сечения 120 мм² жила, как правило, однопроволочная (ож). Класс жилы – 1 или 2 по жесткости. Жила имеет круглую форму.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой). Поверх жилы методом экструзии наносится экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение микрополостей между жилой и изоляцией, что исключает возможность возникновения частичных разрядов.
• Изоляция. Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (СПЭ). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 20 кВ составляет 8,0 мм (для жилы 120 мм²). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным ПЭ, позволяя работать при температуре жилы до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой). Также выполнен из экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция. В кабелях марки АПвПу2г поверх экрана по изоляции накладываются полупроводящие гидрофобные ленты. Их функция – продольная герметизация и стабилизация электрического поля.
• Металлический экран. Выполнен в виде медной ленты или проволок (проволочный экран), наложенных поверх поясной изоляции. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания. Для сечения 120 мм² часто применяется комбинированный экран: медные проволоки плюс медная лента.
• Броня. В кабеле марки АПвПу2г броня как отдельный элемент отсутствует. Защитную функцию от механических воздействий выполняет усиленная оболочка из полиэтилена (индекс «Пу»).
• Заполнитель и подушка под броню. Не применяются ввиду отсутствия бронепокрова.
• Защитная оболочка. Внешняя оболочка из полиэтилена (ПЭ) повышенной прочности (усиленная). Она обеспечивает защиту от влаги, агрессивных сред (солей, щелочей, кислот), ультрафиолетового излучения и механических повреждений. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвПу2г 20 кВ 120 мм² регламентируются ГОСТ, ТУ и должны подтверждаться заводскими испытаниями.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Сечение основной жилы	120 мм²
Максимально допустимая рабочая температура жилы (длительно)	+90°C
Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-20°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Dнар. (где Dнар. – наружный диаметр кабеля)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.253 Ом/км
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп) в земле*	~300 А (зависит от условий прокладки)
Допустимый ток короткого замыкания (Iкз)	~12.5 кА (1 сек, при начальной температуре +90°C)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	30 кВ

• Точное значение I_доп определяется по ПУЭ 7 изд., гл.1.3, с учетом конкретных условий: температуры земли, удельного теплового сопротивления грунта, глубины прокладки, количества работающих кабелей в траншее.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу2г 20 кВ 120 мм² предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительность работы в режиме однофазного замыкания на землю не превышает 8 часов, а общая длительность за год – 125 часов. Основные сферы применения:

• Распределительные сети городского и промышленного электроснабжения (питание РП, ТП, КТП).
• Вводы на территории промышленных предприятий.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных механических воздействий (растягивающих усилий, вибрации).
• Прокладка в помещениях, туннелях, шахтах, включая зоны с повышенной влажностью.

Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельным желе или битумом, а также в условиях, где возможны частые или значительные деформации растяжения. Отсутствие брони делает его уязвимым к механическим повреждениям при прямых воздействиях (например, раскопки).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение ведется с кабелями традиционной конструкции с бумажно-масляной изоляцией (АСБл) и с кабелями в ПВХ-оболочке (АПвВг).

Параметр сравнения	АПвПу2г	АСБл (бумажно-масляная изоляция)	АПвВг (ПВХ-оболочка)
Допустимая температура жилы	+90°C	+70°C (до 1 кВ) / +80°C (6-10 кВ)	+90°C
Токовая нагрузка	Высокая (благодаря СПЭ)	Средняя	Высокая
Влагостойкость	Абсолютная (полная герметизация)	Ограниченная (боится стекания)	Хорошая
Монтаж при низких температурах	До -20°C	Требует подогрева	Проблематичен (ПВХ дубеет)
Радиус изгиба	15D	Большой (25-30D)	15D
Экологичность и обслуживание	Не требует систем подпитки масла, безопасен	Риск утечки масла, требуется обслуживание	Безопасен
Механическая защита	Только от оболочки	Высокая (броня + оболочка)	Средняя (броня из стальных лент)

Преимущества АПвПу2г: Высокая пропускная способность, полная герметичность конструкции, малый вес и радиус изгиба, простота монтажа и отсутствие необходимости в сложных линейных арматурах (концевые заделки проще, чем у маслонаполненных кабелей), долгий срок службы (более 30 лет).

Недостатки АПвПу2г: Чувствительность к точечным механическим повреждениям оболочки (риск проникновения влаги при повреждении), более высокая стоимость по сравнению с АПвВг, необходимость тщательного контроля качества монтажа муфт.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля АПвПу2г требует соблюдения правил, изложенных в СП 76.13330.2016, ПУЭ 7 изд. и инструкциях заводов-изготовителей муфт. Особое внимание уделяется герметизации.

• Прокладка: Запрещена прокладка при температуре ниже -20°C без предварительного подогрева. Необходимо соблюдать минимальный радиус изгиба. При прокладке в земле требуется песчаная подушка, защита плитами или сигнальной лентой.
• Соединение: Осуществляется с помощью соединительных муфт (ССИ) для кабелей с СПЭ-изоляцией на 20 кВ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж медной сетки, установку герметичного корпуса.
• Оконцевание: Выполняется концевыми муфтами (КНТ) или с помощью полимерных наконечников под болтовое соединение в ячейках КРУ. Обязателен монтаж ограничителя напряжения на кабеле перед вводом в оборудование для защиты изоляции кабеля от перенапряжений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвПу2г от АПвПу?

Индекс «2г» указывает на наличие двойной герметизации: экран по изоляции + поясная изоляция из гидрофобных лент + алюмополимерная лента. В марке АПвПу такой усиленной влагозащиты может не быть, что ограничивает область ее применения в условиях возможного подтопления.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2г 20 кВ 120 мм² в земле без защиты?

Да, можно, так как оболочка из полиэтилена устойчива к влаге и агрессивным грунтам. Однако, согласно ПУЭ, для защиты от механических повреждений при раскопках на глубине до 1 м кабель должен быть защищен плитами или кирпичом. Прокладка в трубах не рекомендуется, так как ухудшает теплоотвод и снижает допустимый ток нагрузки.

Какой допустимый ток нагрузки для этого кабеля в воздухе?

При прокладке в воздухе (на воздушных эстакадах, в туннеле) допустимый длительный ток для АПвПу2г 20 кВ 120 мм² составляет примерно 340-360 А (при температуре воздуха +25°C, одиночной прокладке). Точный расчет требует учета солнечной радиации, количества кабелей в пучке и условий охлаждения.

Нужно ли заземлять металлический экран кабеля АПвПу2г?

Да, обязательно. Медный экран должен быть заземлен с двух сторон кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала, защищает от наведенного напряжения и позволяет работать устройствам релейной защиты, реагирующим на замыкания на землю. В случае большой длины линии (обычно более 1-2 км) применяют специальные схемы поперечного или продольного заземления для предотвращения циркулирующих токов.

Что означает «усиленная оболочка» (Пу) и как она отличается от обычной?

Усиленная оболочка из полиэтилена (обозначение «Пу» по ГОСТ) имеет увеличенную толщину (на 30-50% по сравнению со стандартной) и, как следствие, повышенные механические характеристики: сопротивление удару, раздиру, сжатию. Это частично компенсирует отсутствие бронепокрова.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвПу2г, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и отсутствия внешних повреждений.

Заключение

Кабель АПвПу2г 20 кВ 120 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность, полная герметичность и удобство монтажа – делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов. Однако успешная эксплуатация напрямую зависит от качества монтажа соединительных и концевых муфт, правильного выбора условий прокладки и защиты от внешних механических воздействий, что требует привлечения квалифицированного персонала и строгого соблюдения нормативной документации.