Кабель АПвПу2гж 20 кВ 95 мм

Кабель АПвПу2гж 20 кВ 95 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвПу2гж 20 кВ 95 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 20 кВ с изолированной нейтралью. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в сложных условиях, включая воздействие грунтовых вод, механических нагрузок и агрессивных сред.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж

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

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка (броня) из стальных оцинкованных профилированных лент.
• 2г – двойная герметизация: водоблокирующие ленты и гидрофобный заполнитель в поясной изоляции.
• ж – жила секторной или сегментной формы (в данном случае, как правило, секторная).
• 20 кВ – номинальное напряжение 20 000 Вольт.
• 95 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвПу2гж 20 кВ 95 мм²

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий для кабелей, высокой электрической проводимости) по ГОСТ 22483. Жила сечением 95 мм² имеет секторную форму, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля, снизить расход материалов изоляции и оболочки, а также облегчить монтаж в кабельной арматуре. Жила может быть однопроволочной (ож) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной. Для 95 мм² чаще используется однопроволочная конструкция.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

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

3. Изоляция жилы

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами: высоким электрическим сопротивлением, стойкостью к термоокислительному старению, повышенной допустимой температурой длительной эксплуатации (до +90°C). Толщина изоляции нормируется стандартами на напряжение 20 кВ.

4. Экран на изоляции (полупроводящий)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего СПЭ. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но со стороны внешней поверхности изоляции. Вместе с экраном на жиле он создает идеально гладкое, равномерное электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция и герметизация (2г)

Поверх экранов всех трех жил накладывается поясная изоляция, которая включает в себя:

• Медные или алюминиевые экранирующие проволоки (дренажные жилы), уложенные поверх экрана на изоляции. Они служат для выравнивания потенциала и отвода токов утечки.
• Водоблокирующие ленты или нити, набухающие при контакте с водой.
• Гидрофобный заполнитель на основе полиакриламида, заполняющий пустоты между жилами.

Индекс «2г» гарантирует, что при повреждении внешних оболочек распространение влаги вдоль кабеля будет локально заблокировано.

6. Разделительный слой

Изоляционная пленка или обмотка, предотвращающая адгезию поясной изоляции к внутренней стороне брони.

7. Броня (Пу)

Выполнена из двух стальных оцинкованных профилированных (гофрированных) лент, наложенных с перекрытием. Профилирование (гофра) придает броне гибкость и позволяет кабелю сохранять радиус изгиба. Функции: защита от механических повреждений (давление грунта, удары лопатой, грызуны), растягивающих усилий, а также выполнение роли заземленного экрана для защиты от электромагнитных помех.

8. Наружная оболочка

Внешний слой из ПВХ пластиката. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты), УФ-излучению (при прокладке на открытом воздухе), а также служит дополнительной изоляцией. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2гж 20 кВ 95 мм²

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	12/20 кВ (24 кВ)
Число и сечение жил	3 x 95 мм²
Форма жилы	Секторная
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Допустимая температура длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Допустимая температура при перегрузке	+130°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление изоляции при +20°C	Не менее 1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	2.5U0 = 30 кВ в течение 10 мин.
Стойкость к переменному току КЗ (1 сек)	Около 8.5 кА (зависит от конкретного стандарта)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 4500 — 5000 кг
Наружный диаметр	Приблизительно 70 — 75 мм (зависит от производителя)

Таблица 2. Длительно допустимый ток нагрузки (ДДТ)

Значения приведены для различных условий прокладки (ориентировочно, по ПУЭ 7 изд., с учетом ГОСТ 31996-2012). Температура окружающей среды +25°C, температура земли +15°C, глубина прокладки 0.7-1.0 м.

Условия прокладки	ДДТ, А
В земле (в траншее), тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт	~ 260 А
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле, канале)	~ 275 А
В трубе (в земле)	~ 235 А

Примечание: Точные значения ДДТ должны быть рассчитаны для конкретного проекта с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру земли, группирование, теплопроводность грунта и т.д.).

Область применения

Кабель АПвПу2гж 20 кВ 95 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках:

• В распределительных сетях 6-10/20 кВ (городское электроснабжение, питание районов, микрорайонов).
• Для питания крупных промышленных предприятий, насосных станций, трансформаторных подстанций.
• Для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с блуждающими токами.
• Для прокладки в кабельных каналах, блоках, тоннелях, коллекторах, по эстакадам и в помещениях.
• В местах с возможными механическими воздействиями (растяжение, давление, удары).
• В условиях повышенной влажности и при riskе затопления (благодаря герметизации «2г»).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ позволяет работать при температуре +90°C, что дает больший ДДТ по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией аналогичного сечения.
• Надежная герметизация: Конструкция «2г» исключает распространение влаги вдоль кабеля, повышая его эксплуатационную надежность.
• Прочная механическая защита: Броня из профилированных лент (Пу) обеспечивает высокую стойкость к деформациям и повреждениям.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от маслонаполненных кабелей, СПЭ-кабель не имеет тока среды, что позволяет прокладку по сложному рельефу.
• Простота монтажа и обслуживания: Не требует сложных систем подпитки масла, более легкий и гибкий, чем бронированные кабели с бумажной изоляцией.
• Высокая стойкость к КЗ: Способность выдерживать высокие термические нагрузки.

Недостатки / Особенности:

• Чувствительность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Требует абсолютной чистоты, соблюдения геометрии и технологии обжатия/заделки. Попадание влаги или пыли под изоляцию муфты недопустимо.
• Относительно высокая стоимость: Дороже кабелей с изоляцией из ПВХ или бумажно-масляной изоляцией, но дешевле медных аналогов.
• Требовательность к условиям хранения: Концы кабеля должны быть герметично закупорены во избежание попадания влаги в гидрофобный заполнитель до монтажа.
• Необходимость специального инструмента: Для разделки и монтажа арматуры требуется профессиональный инструмент для кабелей с СПЭ-изоляцией.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны храниться в закрытых помещениях или под навесом. Запрещено сбрасывать барабаны с транспортных средств.
• Прокладка: При прокладке в траншее необходимо создать песчаную подушку толщиной не менее 100 мм и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для обеспечения теплоотвода.
• Изгиб: Минимальный радиус изгиба должен строго соблюдаться. Для данного кабеля он составляет не менее 15 его наружных диаметров (примерно 1.0 — 1.1 метра).
• Заземление: Броня, экранирующие проволоки и металлические элементы муфт должны быть надежно заземлены с двух сторон. Сопротивление заземления должно соответствовать требованиям ПУЭ.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендуется) или переменного (по нормам). Для кабеля 20 кВ стандартное испытание постоянным напряжением проводится напряжением 48 кВ (2.4U₀) в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу2гж от АПвПу2г?

Индекс «ж» указывает на форму жилы – секторную или сегментную. Кабель АПвПу2г имеет жилы круглой формы. Секторная форма (ж) позволяет уменьшить общий диаметр и вес кабеля, что экономит материалы и облегчает прокладку в стесненных условиях.

Можно ли проложить этот кабель в воде (по дну реки, через водоем)?

Конструкция с герметизацией «2г» и броней из стальных лент теоретически позволяет кратковременное или постоянное нахождение в воде. Однако для постоянной прокладки в водоемах рекомендуется использовать кабели со свинцовой оболочкой (типа АПвПу), которая обеспечивает абсолютную герметичность и лучшую коррозионную стойкость в постоянной водной среде. ПВХ оболочка со временем может подвергаться гидролизу.

Какой кабель выбрать: АПвПу2гж или ААБл (с бумажной изоляцией)?

Кабель с СПЭ-изоляцией (АПвПу2гж) имеет ряд преимуществ: более высокий ДДТ, отсутствие ограничений по перепаду высот, меньший вес и простота монтажа. Бумажно-масляная изоляция (ААБл) имеет большую историю применения и, при правильной эксплуатации, очень большой ресурс. Однако она чувствительна к перепадам высот (требует специальных муфт), более пожароопасна, требует систем контроля масла и сложнее в монтаже. В современных проектах предпочтение отдается СПЭ-кабелям.

Как правильно выбрать сечение 95 мм²? Достаточно ли его для мощности 10 МВА?

Сечение выбирается по экономической плотности тока и проверяется по допустимому току нагрузки и условиям КЗ. Для ориентировочной оценки мощности трехфазной линии 20 кВ: S = √3 U I. При ДДТ ~260А (в земле) мощность составит √3 20 260 ≈ 9 МВА. Для питания объекта 10 МВА при длительной нагрузке сечения 95 мм² может быть недостаточно. Необходим расчет с учетом коэффициента спроса, резервирования и условий прокладки. Возможно, потребуется сечение 120 или 150 мм².

Нужно ли использовать концевые муфты с изолирующим гелем для этого кабеля?

Для кабелей с конструкцией «2г» (с гидрофобным заполнителем) использование муфт с изолирующим гелем является обязательным. Гелевая масса обеспечивает дополнительную барьерную герметизацию в месте заделки, предотвращает подсос влаги через торцевую часть кабеля и миграцию самого гидрофобного заполнителя. Это критически важный элемент для долговременной надежности соединения.

Как маркируется кабель при поставке?

На наружную оболочку через равные промежутки (обычно не более 1 метра) наносится несмываемая маркировка, содержащая: торговую марку производителя, марку кабеля (АПвПу2гж 20 кВ 3х95), год изготовления, длину в метрах. На барабане крепится бирка с теми же данными, а также с номером барабана, массой брутто/нетто и знаком соответствия.

Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвПу2гж?

При соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации (непревышение температуры, токов нагрузки, отсутствие механических повреждений) срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30-40 лет. Этот срок определен стандартами и подтверждается практикой эксплуатации.

Заключение

Кабель АПвПу2гж 20 кВ 95 мм² является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена, двойной герметизации и усиленной брони, делает его пригодным для эксплуатации в наиболее сложных условиях. Правильный выбор, квалифицированный монтаж с применением рекомендованной арматуры и соблюдение правил эксплуатации являются залогом многолетней и безотказной работы линии электропередачи.