Кабель АПвПу 1х240

Кабель АПвПу 1х240: полное техническое описание, конструкция и область применения

Кабель АПвПу 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110-220 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля является ключевым элементом современных высоковольтных сетей и характеризуется высокой надежностью, долговечностью и устойчивостью к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвПу 1х240

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Пу – усиленная наружная защитная оболочка (применение брони из стальных оцинкованных проволок или лент).
• 1х240 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 240 мм².

Таким образом, полное наименование указывает на кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в ПВХ-оболочке, с усиленной защитой и сечением 240 мм².

Конструкция кабеля АПвПу 1х240

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую изоляцию и защиту от внешней среды.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, состоит из нескольких проволок, скрученных по определенной технологии. Алюминий выбран как материал, обеспечивающий оптимальное соотношение проводимости, веса и стоимости.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила-изоляция, что критически важно для высоковольтных кабелей.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами на напряжение 110-220 кВ. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а стойкость к коротким замыканиям – до +250°C. Изоляция XLPE обладает низкими диэлектрическими потерями, высокой электрической прочностью и стойкостью к трекингу.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичен внутреннему экрану. Наносится поверх основной изоляции, завершая формирование коаксиальной конструкции жила-изоляция-экран, что обеспечивает радиальное распределение электрического поля.

5. Медная экранирующая оплетка

Представляет собой поясок из медных проволок малого сечения, наложенный поверх внешнего полупроводящего экрана. Служит для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении кабеля, создавая путь для тока короткого замыкания. Сечение медных проволок нормируется.

6. Продольная герметизация

Применяется слой адгезионного герметика или специальной ленты для предотвращения продольного распространения влаги внутри кабеля в случае повреждения наружных оболочек.

7. Разделительный слой

Изготавливается из полиэтилентерефталатной (ПЭТ) или подобной ленты, накладываемой поверх экрана. Предназначен для защиты экрана от механических повреждений и предотвращения адгезии с последующей оболочкой.

8. Защитная оболочка из ПВХ пластиката

Внешняя поливинилхлоридная оболочка, нанесенная поверх разделительного слоя. Выполняет функцию защиты от механических воздействий, агрессивных сред (масел, химикатов, УФ-излучения) и служит дополнительным барьером от влаги. Цвет оболочки, как правило, черный.

9. Броня (усиленная защита)

Броня типа «Пу» выполняется в виде повива оцинкованных стальных проволок или наложения стальных оцинкованных лент. Основное назначение – защита кабеля от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов) при прокладке в грунте, в том числе в условиях с повышенной активностью грызунов, или при подвесе на тросах.

10. Наружный покров

Поверх брони может наноситься защитный покров из битума, пропитанной кабельной пряжи или дополнительного слоя ПВХ для защиты брони от коррозии.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (номинальное напряжение 110/220 кВ)

• Длительно допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°C
• Минимальная температура эксплуатации: -50°C
• Сопротивление изоляции: не менее 1000 МОм·км
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 192 кВ (для 110 кВ) и 384 кВ (для 220 кВ) в течение 10 минут.

Механические и эксплуатационные параметры

• Строительная длина: указывается в договоре, обычно не менее 250 м.
• Радиус изгиба при прокладке: не менее 20 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные показатели кабеля АПвПу 1х240 на напряжение 110 кВ

Напряжение, кВ	Наружный диаметр, мм (приблиз.)	Масса 1 км кабеля, кг (приблиз.)	Максимально допустимый ток нагрузки, А (в земле)*
110	85-95	8000-9500	500-600
220	105-120	12000-14000	550-650

• Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина, температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и должны рассчитываться по методике, приведенной в ПУЭ и ГОСТ Р МЭК 60287.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу 1х240 применяется для создания магистральных линий электропередачи, ввода электроэнергии на территории крупных промышленных предприятий, нефтегазовых комплексов, для соединения подстанций и распределительных устройств. Благодаря усиленной конструкции он предназначен для прокладки:

• В земле (траншеях): Броня защищает от механических повреждений грунтом, камнями, при раскопках. Обязательна песчаная подушка и засыпка, укладка в трубы или защитные плиты в местах с повышенной нагрузкой.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Усиленная оболочка и броня обеспечивают стойкость к воздействию среды, возможным протечкам.
• По эстакадам и галереям: Кабель устойчив к ветровым и климатическим нагрузкам.
• В условиях с повышенной коррозионной активностью: Оцинкованная броня и ПВХ-оболочка обеспечивают необходимую защиту.

Прокладка осуществляется с соблюдением нормируемых радиусов изгиба. При подземной прокладке обязательно использование сигнальной ленты.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 1х240

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция XLPE позволяет работать при высокой температуре жилы (+90°C), что увеличивает нагрузочную способность по сравнению с бумажно-масляной изоляцией.
• Надежность и долговечность: Отсутствие масла исключает риск утечек и упрощает монтаж. Сшитый полиэтилен стабилен во времени.
• Устойчивость к внешним воздействиям: Броня и ПВХ-оболочка защищают от механических повреждений, влаги, агрессивных веществ.
• Относительная простота монтажа и соединения: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями.
• Пожарная безопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (при использовании соответствующего ПВХ-пластиката).

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей на низкое и среднее напряжение.
• Сложность оконцевания и монтажа муфт: Требует высокой квалификации персонала, специального инструмента и строгого соблюдения технологии для обеспечения герметичности и равномерности электрического поля.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Любое повреждение экрана или изоляции может привести к пробою в процессе эксплуатации.
• Большой вес и габариты: Усложняет транспортировку и монтаж, требует применения спецтехники.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу должен выполняться специализированными организациями. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Запрещена раскатка волочением. Используются ролики, лебедки с ограничителем усилия. Радиус изгиба контролируется.
2. Подготовка концов: Послойная разделка кабеля с использованием специального шаблона.
3. Установка соединительных и концевых муфт: Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, рассчитанные на соответствующее напряжение. Процесс включает зачистку, наложение полупроводящих и изолирующих слоев, монтаж заземления, герметизацию.
4. Заземление: Медные экраны и броня с обеих сторон должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы защит.
5. Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ) для проверки целостности изоляции и качества монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу от АПвП?

Буква «у» в маркировке АПвПу означает «усиленная защита» (броня). Кабель АПвП имеет только ПВХ-оболочку без бронепокрова. АПвПу применяется при прокладке в земле или в условиях риска механических повреждений, тогда как АПвП может использоваться в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах) где такой риск минимален.

Почему для такого высокого напряжения используется одножильный кабель, а не трехжильный?

На напряжениях 110 кВ и выше трехжильные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена имеют очень большую массу и диаметр, что делает их производство, транспортировку и монтаж крайне сложными. Прокладка трех одножильных кабелей (по одному на фазу) обеспечивает большую гибкость в трассировке, упрощает монтаж муфт и снижает потери в оболочках из-за вихревых токов (при правильном взаимном расположении).

Как правильно выбрать сечение 240 мм²? Достаточно ли его для мощности, например, 100 МВА?

Сечение выбирается не только по передаваемой мощности, но и по длительно допустимому току с учетом условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, соседство с другими кабелями). Для точного выбора необходим тепловой расчет. Для ориентировки: при напряжении 110 кВ и токе 500-600 А мощность составляет примерно 95-115 МВА. Однако для ответственных объектов расчет должен выполнять проектировщик на основе всех исходных данных.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвПу 1х240?

Монтаж требует высокой квалификации. Основные этапы: ступенчатая разделка кабеля с сохранением полупроводящих экранов, тщательная зачистка и шлифовка изоляции, наложение стресс-конуса (для управления электрическим полем), монтаж изоляции муфты (термо- или холодноусадка), соединение жилы с выводом, герметизация и заземление всех экранов и брони. Обязательно соблюдение чистоты, использование рекомендованного производителем инструмента и материалов.

Как бороться с наводками в броне и оболочке одножильного кабеля?

В одножильных кабелях при переменном токе в металлических элементах (броне, оболочке) наводятся ЭДС, которые могут привести к потерям и опасным напряжениям. Для их снижения применяется перекрестное соединение экранов и брони. Участок линии разбивается на три примерно равные секции, в которых экраны и броня перекрестно пересоединяются между собой и заземляются по концам. Это обеспечивает взаимную компенсацию наведенных напряжений.

Какие нормативные документы регламентируют производство и применение кабеля АПвПу 1х240?

• ГОСТ Р 53769-2010 (Кабели силовые на напряжение 110-220 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена).
• ТУ 16.К71-335-2004 (и более новые редакции конкретных заводов).
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), главы 2.3 и 1.8.
• СНиП 3.05.06-85 (Электротехнические устройства).
• Инструкции заводов-изготовителей кабеля и муфт.

Какой срок службы у данного кабеля и от чего он зависит?

Заявленный срок службы – не менее 30 лет. Фактический срок зависит от соблюдения условий эксплуатации: отсутствия перегрузок, стабильности напряжения, отсутствия механических повреждений, коррозионной стойкости брони, качества монтажа соединительных муфт и правильности проведения высоковольтных испытаний при вводе в эксплуатацию и в процессе обслуживания.