Кабель АПвПу2г 20 кВ 150 мм²: полный технический обзор
Кабель АПвПу2г 20 кВ 150 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и эффективность в современных электрических сетях среднего напряжения.
Расшифровка маркировки АПвПу2г
Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – обозначение по ГОСТ 15150).
- Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена.
- 2г – индекс, обозначающий: «2» – наличие двойной брони из стальных оцинкованных лент, «г» – герметизированный (водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель в поясной изоляции).
- 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
- 150 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с повышенной влажностью благодаря герметизации.
- Прокладки в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам.
- Прокладки в помещениях и тоннелях с высокой влажностью.
- Устройства вводов на территории промышленных предприятий, распределительных устройств подстанций (РУ 6-10/20 кВ).
- Питания мощных электроприемников (двигатели, трансформаторы) на промышленных объектах.
- Создания распределительных сетей в городах (городской распределительный сеть — ГРС).
- Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C).
- Отсутствие риска течи пропиточного состава и необходимости ограничивать перепады уровней при прокладке.
- Меньший вес и наружный диаметр при одинаковом сечении и напряжении.
- Большая строительная длина.
- Проще и экологичнее в утилизации.
- Более высокая стойкость оболочки к УФ-излучению и агрессивным средам.
- Лучшие диэлектрические характеристики полиэтилена на переменном напряжении.
- Оболочка «Пу» не распространяет горение при одиночной прокладке.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ-оболочке.
- Полиэтиленовая оболочка имеет более низкую стойкость к истиранию, чем ПВХ.
- Требует высококачественного выполнения концевых и соединительных муфт, так как чувствителен к качеству заделки.
Конструкция кабеля АПвПу2г 20 кВ 150 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для трехжильных кабелей), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 185 мм² или многопроволочной (мн) в зависимости от требований к гибкости.
2. Экран на жиле (полупроводящей экран)
Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу сшивки (образования поперечных молекулярных связей), обладает выдающимися характеристиками: высокая электрическая прочность (не менее 15-20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическая прочность. Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 20 кВ.
4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)
Второй экструдированный полупроводящий слой, наложенный поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле он создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
5. Поясная изоляция
Представляет собой обмотку из полупроводящих или медных экранирующих лент, которые электрически соединяются с экраном на изоляции. В кабелях с индексом «г» в этом слое применяются водоблокирующие ленты или гидрофобный заполнитель на основе супервпитывающего полимера (SAP), который при контакте с водой образует гель, препятствующий продольному распространению влаги.
6. Броня
Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором (зигзагообразно). Основное назначение – защита от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.
7. Наружная оболочка
Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к агрессивным средам (кислоты, щелочи, соли), влаге, ультрафиолетовому излучению и не поддерживает горение. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 12/20 (24) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее |
| Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 10 мин. | 30 кВ | Для новых кабелей после прокладки |
| Испытательное постоянное напряжение | 72 кВ | Для кабелей в эксплуатации |
| Максимальная допустимая рабочая температура жилы | +90°C | Длительный режим |
| Допустимая температура при коротком замыкании | +250°C | Длительность не более 5 сек. |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -15°C |
Механические и эксплуатационные характеристики
| Параметр | Значение/Описание |
|---|---|
| Строительная длина | Не менее 250 м (может быть оговорена с заказчиком) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
| Гарантийный срок эксплуатации | 5 лет с момента ввода в эксплуатацию |
| Радиус изгиба при прокладке | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Стойкость к распространению горения | Одиночная прокладка |
| Водостойкость | Обеспечена конструкцией с индексом «г» |
Токовые нагрузки (справочно, согласно ПУЭ 7 изд.)
Допустимый длительный ток зависит от условий прокладки. Для кабеля АПвПу2г 20 кВ 1х150 мм²:
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А |
|---|---|
| В земле (траншее), при температуре грунта +15°C, удельном тепловом сопротивлении 1.2 К·м/Вт | 350 |
| В воздухе, при температуре воздуха +25°C | 330 |
Примечание: Для трехжильного кабеля АПвПу2г 3х150 мм² значения будут иными из-за взаимного нагрева жил.
Область применения
Кабель АПвПу2г 20 кВ 150 мм² предназначен для:
Не рекомендуется для прокладки в блоках, трубах, а также в грунтах с высокой коррозионной активностью к стали (без дополнительной защиты).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества перед кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, АСБ2л):
Преимущества перед кабелями в ПВХ-оболочке (АПвБШв, АПвБбШв):
Недостатки:
Особенности монтажа и эксплуатации
1. Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей. Срок хранения – не более 2 лет со дня изготовления.
2. Прокладка: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева. Запрещается прокладывать кабель с крутыми изгибами (радиус изгиба ≥ 15D). При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
3. Монтаж муфт: Обязательно использование специализированных концевых и соединительных муфт на 20 кВ для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется тщательная зачистка экранов и изоляции, абсолютная чистота и соблюдение геометрических размеров.
4. Испытания: После прокладки и монтажа муфт кабельная линия подвергается испытаниям повышенным постоянным напряжением 72 кВ в течение 15 минут.
5. Эксплуатация: Необходим периодический визуальный осмотр трасс, контроль нагрузки по току и температуры.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвПу2г от АПвБбШп?
АПвБбШп имеет броню из стальных оцинкованных проволок (Б), внешнюю оболочку из полиэтилена (п) и, как правило, не имеет герметизации (индекс «г»). Броня из проволок лучше защищает от растягивающих нагрузок, но кабель тяжелее и дороже. АПвПу2г с ленточной броней более распространен для стандартных условий.
Можно ли прокладывать АПвПу2г в воде?
Нет, данный кабель не предназначен для прокладки непосредственно в воде (реки, озера). Индекс «г» обеспечивает защиту от продольного распространения влаги при случайном локальном повреждении оболочки, но не для постоянной работы в погруженном состоянии. Для прокладки в воде существуют специальные кабели с гидростатической защитой (например, с свинцовой оболочкой).
Какой кабель выбрать: АПвПу2г или АПвПуг?
АПвПуг не имеет брони (отсутствует индекс «2»). Его применяют для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах), где исключен риск механических повреждений. Для прокладки в земле (траншеях) обязательна броня, то есть АПвПу2г.
Какое сечение экрана (заземляющего проводника) у данного кабеля?
В трехжильных кабелях АПвПу2г 20 кВ 3х150 мм² экран (металлическая оплетка или повив) поверх поясной изоляции, как правило, имеет сечение не менее 25 мм² по меди. Это обеспечивает проведение токов короткого замыкания. Точное значение указывается в технических условиях завода-изготовителя.
Нужно ли заземлять экраны кабеля АПвПу2г?
Да, это обязательное требование ПУЭ и ПТЭЭП. Экран (металлическая оболочка) кабеля на напряжение 20 кВ должен быть заземлен с двух сторон для обеспечения безопасности и нормального режима работы сети. Это позволяет снять потенциал с экрана и обеспечить селективность защиты при повреждениях.
Как маркируются жилы кабеля?
Жилы трехжильных кабелей маркируются либо цифрами (1, 2, 3) на изоляции, либо цветными полосами на полупроводящем экране под оболочкой. Чаще применяется цифровая маркировка. В одножильных кабелях маркировка может отсутствовать.
Каков примерный вес и диаметр кабеля АПвПу2г 3х150 мм² на 20 кВ?
Примерные значения (могут варьироваться у разных производителей): наружный диаметр – 75-80 мм, вес 1 км кабеля – 5500-6500 кг.
Заключение
Кабель АПвПу2г 20 кВ 150 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, герметизацию, бронезащиту и стойкую полиэтиленовую оболочку, делает его универсальным для большинства условий прокладки, кроме особо тяжелых. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация в соответствии с ПУЭ и рекомендациями производителя гарантируют длительный и безотказный срок службы кабельной линии.