Кабель АПвПу2гж 1х400

Кабель АПвПу2гж 1х400: полный технический анализ и область применения

Кабель марки АПвПу2гж 1х400 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110-220 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом высоковольтных сетей и отвечает современным требованиям по надежности, долговечности и эффективности передачи мощности.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж 1х400

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
• 2г – двойная герметизация: водоблокирующие ленты и продольная герметизация экрана.
• ж – жила однопроволочная (в данном случае секторная или круглая, но, как правило, для сечений 400 мм² используется многопроволочная, что требует уточнения в ТУ; в маркировке «ж» часто указывает на однопроволочную, что для 400 мм² маловероятно. Возможна трактовка как «заполнение» на основе гидрофобного геля).
• 1х400 – одна жила с номинальным сечением 400 квадратных миллиметров.

Важно отметить: для кабелей на напряжение 110 кВ и выше с сечением жилы 400 мм² жила практически всегда является многопроволочной (обозначается «м» или «мк» – многопроволочная компактная). Наличие индекса «ж» может быть особенностью конкретного ТУ производителя и требует уточнения в технической документации.

Конструкция кабеля АПвПу2гж 1х400

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 400 мм² жила, как правило, многопроволочная (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость. Форма жилы – секторная или круглая.
• 2. Экран на жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
• 3. Изоляция. Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – не менее 16-18 мм). Сшитый полиэтилен обладает высокой термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°С в длительном режиме), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
• 4. Экран на изоляции (полупроводящей экран). Аналогичен экрану на жиле. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено силовое поле.
• 5. Медный экран (поясная изоляция). Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально, или в виде медной проволоки, навитой поверх экрана на изоляции. Предназначен для выравнивания электрического поля, защиты от внешних электромагнитных помех, а также служит в качестве проводника для токов короткого замыкания и нулевой последовательности.
• 6. Заполнитель и герметизирующие элементы. Пространство под оболочкой заполняется водоблокирующими лентами или гидрофобным гелем (индекс «2г» в маркировке). Эти материалы препятствуют продольному распространению влаги в случае повреждения внешней оболочки.
• 7. Внутренняя оболочка. Изготавливается из ПВХ пластиката (индекс «в»). Выполняет функцию дополнительной механической и коррозионной защиты, а также служит барьером для влаги.
• 8. Броня. В данной марке кабеля броня не предусмотрена. Защитные функции от механических воздействий возложены на усиленную полиэтиленовую оболочку.
• 9. Наружная оболочка. Усиленная оболочка из полиэтилена (индекс «Пу»). Полиэтилен высокой плотности (ПВП) или полиэтилен среднего давления (ПСД) обеспечивает исключительную стойкость к механическим повреждениям, агрессивным почвам, блуждающим токам и атмосферным воздействиям. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2гж 1х400 (типовые значения для 110 кВ)

Наименование параметра	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	64/110 (126)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее
Максимальная рабочая температура жилы, °C	90	В длительном режиме
Допустимая температура жилы при КЗ, °C	250	Продолжительность до 5 с
Минимальная температура прокладки, °C	-20	Без предварительного подогрева
Минимальный радиус изгиба	20 x D	D – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0754	ГОСТ 22483
Допустимый длительный ток нагрузки, А	~600-750	Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе, температуре)
Емкость, мкФ/км	~0.18-0.22	Расчетный параметр для определения зарядной мощности
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.15-0.18

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу2гж 1х400 предназначен для эксплуатации в электрических сетях высокого напряжения.

• Магистральные линии электропередачи 110-220 кВ. Для подземной подводки к трансформаторным подстанциям, распределительным устройствам (РУ) в условиях плотной городской застройки или на территориях с ограничениями по воздушным линиям (ВЛ).
• Вводы на ГЭС, ТЭЦ, крупные промышленные предприятия. Где требуется высокая надежность и передача больших мощностей.
• Переходы через водоемы, железнодорожные пути, автомобильные магистрали. При невозможности или нецелесообразности сооружения ВЛ.
• Сети электроснабжения метрополитенов, аэропортов, важных инфраструктурных объектов.

Способы прокладки:

• Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах. Является предпочтительным способом, обеспечивающим удобный доступ для осмотра и ремонта.
• Прокладка в земле (траншее). Допускается при условии защиты кабеля песчаной подсыпкой, сигнальной лентой и кирпичом или бетонными плитами. Глубина прокладки – не менее 1-1.2 метра. Необходимо учитывать коррозионную активность грунтов и наличие блуждающих токов.
• Прокладка по эстакадам и галереям. Возможна при наличии защиты от прямых солнечных лучей и механических повреждений.

Важно: Для прокладки однофазных кабелей (1х400) в трехфазных системах необходимо соблюдать треугольное или плоское расположение с фиксированным расстоянием между фазами для обеспечения нормального теплового режима и снижения потерь.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2гж 1х400

Преимущества:

• Высокая пропускная способность. Сшитый полиэтилен позволяет работать при высокой температуре жилы (до 90°С), что увеличивает допустимый длительный ток по сравнению с бумажно-масляной изоляцией.
• Отсутствие масла. Исключаются риски утечки масла, что упрощает монтаж, эксплуатацию и делает кабель более экологически безопасным. Не требуется система масляного питания и компенсации давления.
• Высокая влагостойкость. Благодаря двойной герметизации («2г») кабель надежно защищен от проникновения влаги в продольном направлении.
• Отличные механические свойства оболочки. Полиэтиленовая оболочка устойчива к агрессивным средам, истиранию и повреждениям грызунами.
• Меньший вес и внешний диаметр по сравнению с маслонаполненными кабелями аналогичного напряжения и сечения.
• Простота монтажа и соединения. Технология монтажа муфт и концевых заделок для кабелей с изоляцией XLPE хорошо отработана.

Недостатки и особенности:

• Высокая стоимость. Кабели на напряжение 110 кВ и выше являются капиталоемким оборудованием.
• Чувствительность к качеству монтажа. Требуется высокая квалификация персонала при монтаже соединительных и концевых муфт. Необходима абсолютная чистота и обезжиривание изолируемых поверхностей.
• Требования к режиму первого включения. Перед вводом в эксплуатацию кабельные линии на напряжение 110-220 кВ требуют прогрева выдержкой под пониженным напряжением для рекомбинации водорода в изоляции (дегазация), что предотвращает образование дендритов.
• Необходимость учета зарядной мощности. Большая емкость кабеля на больших длинах приводит к значительным зарядным токам, что может требовать установки шунтирующих реакторов.

Сравнение с кабелями в свинцовой оболочке (АПвПу vs АСБ)

Таблица 2. Сравнение кабеля АПвПу2гж с кабелем в свинцовой оболочке (АСБл)

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Почему для кабеля 1х400 требуется отдельная прокладка каждой фазы и как это правильно делать?

Однофазные кабели (одножильные) при протекании переменного тока создают вокруг себя переменное магнитное поле. При неправильном взаимном расположении (например, в одной плоскости без перекладки) это приводит к возникновению значительных циркулирующих токов в оболочках и броне (если есть), а также к увеличению индуктивного сопротивления линии. Это вызывает дополнительные потери и перегрев. Правильная прокладка: треугольное расположение с фиксацией расстояния между осями кабелей (обычно 100-250 мм в зависимости от напряжения) или плоское с регулярной «перекладкой» (циклической сменой положения фаз по длине трассы).

2. Что означает индекс «2г» и насколько он важен?

Индекс «2г» обозначает двойную герметизацию: 1) применение водоблокирующих (гидрофобных) лент или гелей под оболочкой; 2) продольная герметизация экрана (чаще всего за счет применения коррозионностойких лент с клеевым слоем). Это критически важный элемент для кабелей высокого напряжения, прокладываемых в земле. При локальном повреждении внешней оболочки эти элементы предотвращают распространение влаги вдоль кабеля на десятки метров, локализуя место потенциального повреждения и сохраняя диэлектрические свойства изоляции.

3. Какой допустимый длительный ток для данного кабеля при прокладке в земле?

Точное значение зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта (от 0.7 до 2.5 К·м/Вт), глубины прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее и расстояния между ними. Для ориентировочной оценки: при прокладке одиночного кабеля в траншее на глубине 1 м в грунте с удельным тепловым сопротивлением 1.0 К·м/Вт и температуре грунта 15°С допустимый ток может составлять 600-650 А. Для точного расчета необходимо использовать методику, изложенную в ПУЭ 7-е изд., гл. 1.3, или специализированное программное обеспечение (например, CYMCAP).

4. Требуется ли для кабеля АПвПу2гж 1х400 система постоянного мониторига состояния изоляции?

Для линий 110 кВ и выше, особенно большой протяженности, рекомендуется применение систем мониторинга частичных разрядов (ЧР). Кабель с изоляцией XLPE, в отличие от маслонаполненного, не имеет «самозалечивающихся» свойств. Начальная стадия деградации изоляции (например, из-за микротрещин, включений или ошибок монтажа) проявляется в виде частичных разрядов. Их своевременное обнаружение позволяет спланировать ремонт до развития пробоя. Система мониторинга не является обязательной по ПУЭ, но широко применяется на ответственных объектах.

5. Каковы особенности монтажа концевых заделок (концевиков) на этот кабель?

Монтаж концевых заделок (обычно полимерных или с фарфоровыми покрышками) требует строгого соблюдения технологии: точной разделки концов с использованием шаблонов, тщательной очистки и шлифовки полупроводящих экранов, ступенчатой зачистки изоляции, наложения электрода заземления и экранной проволоки, заполнения изоляционной массы. Обязательна проверка на отсутствие частичных разрядов после монтажа. Работы должны выполняться в условиях чистоты (желательно с использованием мобильных чистых комнат) специально обученным персоналом, имеющим допуск.

6. Можно ли использовать кабель АПвПу2гж для прокладки в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно. Усиленная полиэтиленовая оболочка «Пу» обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако необходимо учитывать, что допустимый ток нагрузки при прокладке в воздухе будет отличаться от прокладки в земле (обычно он выше при хорошей естественной вентиляции). Также необходимо обеспечить защиту от возможных механических повреждений на доступной высоте и надежное крепление с учетом термического расширения/сжатия кабеля.

Заключение

Кабель АПвПу2гж 1х400 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации высоковольтных кабельных линий класса напряжения 110-220 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и двойной системе герметизации, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30-40 лет), высокую пропускную способность и минимальные эксплуатационные затраты. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного выбора параметров трассы, профессионального монтажа и качественного проведения пусконаладочных работ, включая испытания повышенным напряжением и контроль частичных разрядов.