Кабель АПвП-1Т 3х120: полный технический обзор и область применения

Кабель АПвП-1Т 3х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с медным экраном по жилам, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; П – оболочка из полиэтилена; 1 – броня из стальных оцинкованных лент; Т – тропическое исполнение (стойкость к повышенной влажности и плесневым грибам). Конструкция 3х120 означает три основные токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кабеля АПвП-1Т 3х120 является многослойной и разработана для обеспечения высокой надежности в высоковольтных сетях.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жила секторной или круглой формы сечением 120 мм², что обеспечивает оптимальный баланс между пропускной способностью, весом и стоимостью по сравнению с медными аналогами.
• Экран по жиле: Поверх каждой изолированной жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, а поверх него – медный экран в виде продольно наложенной ленты или в виде навитых медных проволок. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, сохраняет механические и диэлектрические свойства при высоких температурах (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания). Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110 кВ.
• Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил с экранами накладывается поясная изоляция из полупроводящего материала, поверх которой устанавливается общий медный экран (обычно в виде медных проволок). Этот экран выполняет функцию нулевой жилы в сетях с эффективно заземленной нейтралью и служит для пропускания токов утечки и замыкания на землю.
• Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Броня обеспечивает механическую защиту от повреждений при протяжке в траншеях, от грызунов, а также от растягивающих нагрузок. Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.
• Наружная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (П). Оболочка черного цвета, защищает броню от химических воздействий и обеспечивает дополнительную герметизацию. Исполнение «Т» подразумевает введение в состав оболочки добавок, препятствующих развитию плесени.

Основные технические и электрические характеристики

Параметры кабеля АПвП-1Т 3х120 регламентируются ГОСТ 18410-73 (на кабели с СПЭ-изоляцией на 110 кВ) и ТУ производителя. Ниже приведены ключевые характеристики.

Таблица 1. Электрические параметры при эксплуатации

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее напряжение
Допустимая длительная температура жилы	+90°C	В нормальном режиме работы
Максимальная температура при КЗ	+250°C	Продолжительность не более 5 секунд
Допустимая температура при перегрузке	+130°C	Продолжительность не более 8 часов в сутки
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C	При отсутствии механических нагрузок
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более	0.253 Ом/км	Соответствует ГОСТ 22483 для сечения 120 мм²
Емкость на 1 км длины	~0.18-0.22 мкФ/км	Типовое значение, зависит от конкретной конструкции
Индуктивное сопротивление	~0.15 Ом/км	При частоте 50 Гц

Таблица 2. Механические и геометрические параметры (ориентировочные)

Параметр	Значение
Примерный наружный диаметр	85-95 мм
Примерная масса 1 км кабеля	6000-7500 кг
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 x D (наружного диаметра)
Допустимое тяговое усилие при монтаже	До 30 кН (зависит от конструкции)

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвП-1Т 3х120 предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая грунты с высокой коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (УФ-излучение). Благодаря тропическому исполнению, он может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности (до 98% при температуре +35°C). Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи напряжением 110 кВ.
• Вводы и выводы на подстанциях и распределительных устройствах.
• Питающие линии для крупных промышленных предприятий, насосных станций, горнодобывающих комплексов.
• Резервирование и кольцевание сетей в крупных городах.

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в воде (водоемах). Прокладка по вертикальным и наклонным трассам требует специального крепления.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение ведется с кабелями класса напряжения 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (МНС, МВД) и с кабелями с СПЭ-изоляцией с медными жилами (ПвП-1Т).

Преимущества:

• Эксплуатационная безопасность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания, что критически важно для прокладки в городской инфраструктуре и на промышленных объектах.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с маслонаполненными кабелями при тех же сечениях.
• Простота монтажа и обслуживания: Меньший вес и радиус изгиба, отсутствие необходимости в сложных масляных муфтах и системах подпитки маслом. Монтаж концевой и соединительной муфт менее трудоемок.
• Стойкость к внешним воздействиям: Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от механических повреждений, коррозии и влаги.
• Экономическая эффективность: Использование алюминия вместо меди снижает стоимость кабеля на 30-50%, что делает его предпочтительным для протяженных линий при условии обеспечения необходимой пропускной способности.

Недостатки:

• Чувствительность к частичным разрядам: Качество изоляции СПЭ критически зависит от чистоты производства и отсутствия микроскопических дефектов, которые могут стать очагами частичных разрядов и привести к постепенному старению.
• Большая емкость: По сравнению с маслонаполненными кабелями, емкость СПЭ-кабелей выше, что может ограничивать допустимую длину линии без компенсирующих устройств из-за роста зарядного тока.
• Требовательность к качеству аксессуаров: Надежность линии на 90% определяется качеством монтажа муфт и концевых заделок. Необходима высокая квалификация персонала.
• Относительно высокая стоимость муфт и оконцевателей.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвП-1Т 3х120 должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), СНиП и инструкциями производителя кабеля и аксессуаров.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Рекомендуется использование направляющих роликов и лебедок с динамометром для контроля тягового усилия. Запрещена раскатка волочением по земле.
• Подготовка к монтажу муфт: Требуется точная осевая разделка кабеля с использованием специальных шаблонов. Обязательна очистка, обезжиривание и полускобление экрана. Температура воздуха при работе не должна быть ниже +5°C, а влажность – не выше 70%.
• Установка муфт: Используются специальные соединительные и концевые муфты на 110 кВ, рассчитанные на конкретную конструкцию кабеля. Процесс включает послойное восстановление экранов, изоляции и установку изоляционного корпуса, заполненного диэлектрическим гелем или эпоксидным компаундом.
• Заземление: Медные экраны жил и общий экран (броня) должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвП-1Т и АПвПу-1Т?

Буква «у» в маркировке АПвПу-1Т обозначает усиленную внешнюю оболочку, как правило, из полиэтилена повышенной прочности. Это не является стандартизированным обозначением по ГОСТ и чаще отражает внутренние ТУ производителя, направленные на улучшение механических свойств оболочки для прокладки в сложных грунтах.

Вопрос 2: Каков расчетный длительно допустимый ток нагрузки для АПвП-1Т 3х120?

Допустимый ток зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры грунта/воздуха, глубины прокладки, количества работающих кабелей вплотную. Для ориентировки: при прокладке в земле (глубина 0.7-1 м, температура грунта +15°C, термическое сопротивление земли 1.2 К·м/Вт) допустимый ток составляет примерно 300-330 А. Точный расчет должен выполняться по методике, приведенной в ПУЭ гл. 1.3, с учетом всех реальных условий.

Вопрос 3: Можно ли использовать этот кабель для прокладки по эстакадам и в галереях?

Да, можно. Кабель АПвП-1Т предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (эстакадах, галереях). При этом необходимо учитывать крепление кабеля, защиту от прямых солнечных лучей (например, использование лотков с крышками) и соблюдение допустимых радиусов изгиба.

Вопрос 4: Какой кабель экономичнее на длинную линию 110 кВ: АПвП-1Т 3х120 или АПвП-1Т 3х95?

Выбор сечения – это технико-экономический расчет. Сечение 120 мм² имеет меньшее электрическое сопротивление, следовательно, меньшие потери электроэнергии на джоулево тепло при передаче одной и той же мощности. Для длинных линий (более нескольких километров) повышенная стоимость кабеля 120 мм² часто окупается за счет снижения эксплуатационных потерь. Окончательное решение принимается на основе расчета потерь и стоимости жизненного цикла.

Вопрос 5: Требуется ли для кабеля АПвП-1Т 3х120 система постоянного контроля изоляции?

Для кабельных линий 110 кВ и выше, согласно современным стандартам надежности, рекомендуется применение систем непрерывного мониторига состояния изоляции (например, измерение частичных разрядов, температуры по длине линии с помощью DTS/DCR). Хотя это не является абсолютным требованием ПУЭ для всех случаев, такая система позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту по фактическому состоянию, предотвращая аварийные отключения.

Заключение

Кабель АПвП-1Т 3х120 является современным, надежным и экономически обоснованным решением для построения высоковольтных распределительных сетей класса 110 кВ. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене и алюминиевых жилах, сочетает в себе высокую пропускную способность, эксплуатационную безопасность и относительную простоту монтажа. Ключевыми факторами успешного применения являются строгое соблюдение правил монтажа, использование качественных аксессуаров и квалифицированного персонала, а также проведение полного комплекса приемо-сдаточных высоковольтных испытаний. При правильном выборе сечения на основе детального расчета и учете условий прокладки, данный тип кабеля обеспечивает долговечную и бесперебойную работу ответственных энергетических объектов.