Кабель АПвПу2гж 3-х жильный 20 кВ

Кабель АПвПу2гж 3-х жильный на напряжение 20 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвПу2гж 3-х жильный 20 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 20 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является современной, технологичной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией и широко применяется для создания магистральных линий, разводки в распределительных сетях, питания мощного промышленного оборудования и объектов инфраструктуры.

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 (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка (при наличии «у» – указывает на бронирование стальными оцинкованными лентами).
• 2г – обозначение, что в конструкции кабеля присутствует гидрофобный заполнитель (гель) в межжильном пространстве для предотвращения продольного распространения влаги.
• ж – наличие дополнительного экрана в виде медных проволок, наложенных поверх экрана по жилам (часто трактуется как «жилы защитные» или указывает на форму сечения жилы – секторное). В контексте данной маркировки «ж» чаще всего означает, что токопроводящая жила выполнена уплотненной (многопроволочной) по ГОСТ 22483.
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
• 20 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Таким образом, АПвПу2гж – это кабель с алюминиевыми жилами, изолированными сшитым полиэтиленом, в ПВХ оболочке, с броней из стальных лент, с гидрофобным заполнением и уплотненными жилами.

Конструкция кабеля АПвПу2гж 20 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее от центра к периферии:

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения объема и уменьшения общего диаметра кабеля. Бывает однопроволочной (для малых сечений) или многопроволочной (уплотненной).
• 2. Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные перенапряжения на поверхности жилы.
• 3. Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения (для 20 кВ обычно 5,5-8,0 мм). XLPE обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловым деформациям.
• 4. Экран по изоляции (полупроводящей экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с внутренним экраном образует коаксиальную систему, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и ограничивающую его строго внутри изоляции.
• 5. Поясная изоляция. Накладывается поверх экранированных жил. Может выполняться из полупроводящих или изоляционных лент. Выравнивает поле между жилами.
• 6. Гидрофобный заполнитель. Заполняет пространство между жилами. Представляет собой тиксотропный гель, препятствующий продольной миграции влаги в случае повреждения внешней оболочки.
• 7. Медная проволока (дренажный проводник). Накладывается поверх поясной изоляции. Предназначен для выравнивания потенциала и отвода токов утечки. Обеспечивает электрический контакт между экранами жил.
• 8. Разделительный слой. Изготавливается из полимерной пленки или ленты. Защищает внутренние слои от повреждения броней.
• 9. Броня. Выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов.
• 10. Наружная оболочка. Выполняется из ПВХ пластиката. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (при прокладке на открытом воздухе). Имеет цветовую маркировку (обычно черный).

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)

В таблице приведены ключевые электрические характеристики для кабеля с алюминиевыми жилами сечением 70-240 мм², наиболее распространенными для напряжения 20 кВ.

Номинальное сечение жилы, мм²	Сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки, А*	Емкость, мкФ/км	Индуктивность, мГн/км
70	0.443	200	0.37 — 0.42	0.4 — 0.5
95	0.320	240	0.39 — 0.45	0.38 — 0.48
120	0.253	275	0.41 — 0.48	0.37 — 0.46
150	0.206	315	0.43 — 0.50	0.36 — 0.45
185	0.165	355	0.45 — 0.53	0.35 — 0.44
240	0.125	415	0.48 — 0.57	0.34 — 0.42

• Значения тока приведены для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт. При других условиях необходима корректировка.

Механические и климатические характеристики

• Номинальное напряжение: 20/35 кВ (между фазой и землей / между фазами).
• Диапазон рабочих температур жилы: от -50°C до +90°C (длительно), максимальная температура при коротком замыкании (до 4 сек) +250°C.
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Допустимый радиус изгиба при прокладке: не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Стойкость к воздействию пламени: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» может быть указано дополнительно в маркировке).
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвПу2гж 20 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Кабельные линии в сетях 6-20 кВ городского и промышленного электроснабжения.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Прокладка в качестве вводов на территории промышленных предприятий.
• Устройство ответвлений от воздушных линий (ВЛ) с переходом на кабельную линию.

Способы прокладки:

• В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальной лентой в местах с повышенным риском механических повреждений.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Благодаря негорючей оболочке и броне, кабель пригоден для групповой прокладки в ограниченном пространстве.
• В помещениях и тоннелях: Может монтироваться на лотках, кронштейнах, в кабельных этажах.
• На открытом воздухе: Устойчивость оболочки к УФ-излучению позволяет прокладку по фасадам, эстакадам, однако рекомендуется защита от прямого солнечного света.

Важно: Прокладка в воздухе (по воздушным линиям) на тросах не является штатным режимом работы для данной конструкции, так как броня из стальных лент не рассчитана на значительные постоянные растягивающие нагрузки. Для ВЛ применяются специальные марки кабелей с несущим тросом.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2гж 20 кВ

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией (АСБл, ААБл):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C), что позволяет пропускать больший ток при том же сечении.
• Отсутствие ограничений по перепаду уровней прокладки, так как нет риска стекания пропиточного состава.
• Меньший вес и внешний диаметр при аналогичных параметрах.
• Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Простота монтажа и монтажа муфт, отсутствие необходимости в спецоборудовании для герметизации концов.
• Более длинный строительная длина (до 1000 м и более), что уменьшает количество соединительных муфт.

Преимущества перед другими кабелями с изоляцией из XLPE:

• Наличие брони обеспечивает высокую механическую защиту, что критично при прокладке в земле без дополнительных защитных труб.
• Гидрофобный заполнитель (2г) повышает надежность линии в условиях возможного затопления или высокой влажности грунта.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями без брони и гидрофобного заполнения (например, АПвПг).
• Больший вес и жесткость по сравнению с небронированными аналогами, что усложняет монтаж на сложных трассах.
• Необходимость заземления брони с двух сторон линии, что требует дополнительных работ и контроля.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу2гж должен производиться в соответствии с ПУЭ, СНиП и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые этапы и требования:

• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем с транспортного средства. Раскатка производится с применением кабельных роликов, установленных на трассе. Радиус изгиба контролируется.
• Заземление: Броня и экраны (дренажные проволоки) должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для безопасности и нормальной работы релейной защиты. При большой длине линии рекомендуется дополнительное заземление в промежуточных точках.
• Монтаж муфт: Применяются специальные соединительные и концевые муфты для кабелей с изоляцией из XLPE на 20 кВ. Процесс включает разделку кабеля с ступенчатой зачисткой слоев, монтаж изоляционного корпуса, заполнение компаундом или использование термоусаживаемых компонентов. Требует высокой квалификации персонала.
• Испытания после монтажа: Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ) и измерению сопротивления изоляции.
• Эксплуатационный контроль: В процессе эксплуатации рекомендуется проводить периодические измерения частичных разрядов, диагностику состояния изоляции, тепловизионный контроль мест соединений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвПу2гж и АПвПг?

Кабель АПвПг не имеет брони («Пу») и, как правило, гидрофобного заполнителя («2г»). Он легче и гибче, но требует прокладки в трубах, лотках или кабельных каналах для механической защиты. АПвПу2гж является более защищенным и предназначен для непосредственной прокладки в земле.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж в воде?

Нет, данный кабель не предназначен для прокладки в воде (подводные переходы). Для этого существуют специальные кабели с герметичной свинцовой или алюминиевой оболочкой (например, АПвП). Гидрофобный заполнитель защищает от продольного распространения влаги при локальном повреждении, но не рассчитан на постоянное нахождение под давлением воды.

Как правильно выбрать сечение жилы для проекта?

Выбор сечения осуществляется на основе расчета по допустимому току нагрузки (по таблицам ПУЭ с учетом всех поправочных коэффициентов на способ прокладки, температуру среды, количество кабелей в траншее) и по потере напряжения. Для сетей 20 кВ также важен расчет по экономической плотности тока. Рекомендуется проводить расчет с помощью специализированного ПО или привлекать профильных инженеров.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель заземляющий проводник?

Да, обязательно. Концевые муфты имеют специальные лепестки или контакты для подключения проводника заземления, который соединяет броню и экран кабеля с контуром заземления подстанции или опоры.

Что означает цвет наружной оболочки?

Цвет оболочки (обычно черный) не является стандартизированным для силовых кабелей высокого напряжения и носит, как правило, технологический характер. Идентификация фаз при монтаже осуществляется с помощью бирок, маркеров или цветных муфт. Некоторые производители могут наносить цветные полосы или надписи.

Как отличить качественный кабель при приемке?

Следует требовать полный пакет сопроводительной документации: сертификат соответствия, паспорт качества, протоколы испытаний. Визуально кабель должен иметь гладкую, без впадин и вздутий оболочку, четкую маркировку на барабане и через каждые 0.5-1 метр на оболочке. Торцевой срез должен показывать четкую геометрию жил, отсутствие пустот. Рекомендуется проводить вводные испытания (измерение сопротивления изоляции, проверку целостности экрана и брони) перед началом монтажа.

Каковы альтернативы кабелю АПвПу2гж?

Альтернативы зависят от условий прокладки:

• Для кабельных эстакад, помещений: АПвПг, АПвВг.
• Для агрессивных грунтов: кабель с оболочкой из полиэтилена (АПвПпу).
• При необходимости повышенной гибкости и стойкости к вибрациям: кабели с броней из гибких стальных проволок (АПвКг).
• Для замены старых линий с бумажной изоляцией: АПвБбШв.

Заключение

Кабель АПвПу2гж 3-х жильный 20 кВ представляет собой надежное, современное и универсальное решение для создания распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих повышенной механической защиты. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, бронепокрова и гидрофобной защиты, обеспечивает длительный срок службы и минимальные эксплуатационные расходы при соблюдении всех норм монтажа и эксплуатации. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж муфт и регулярная диагностика являются залогом бесперебойной работы кабельной линии на протяжении десятилетий.