Кабель АПвПу 1х50: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвПу 1х50 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 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 1х50

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – усиленная защитная оболочка (обычно из полиэтилена), что указывает на бронирование стальными оцинкованными проволоками, наложенными поверх герметизированной оболочки.
• 1х50 – одна токопроводящая жила сечением 50 мм².

Конструкция кабеля АПвПу 1х50

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую надежность и долговечность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, является однопроволочной (монолитной) или многопроволочной в зависимости от требований гибкости. Класс жилы – 1 или 2. Алюминий обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Экран на жиле (полупроводящей экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию, что критически важно для высоковольтных кабелей.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормирована и для напряжения 110 кВ составляет, как правило, не менее 16-18 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура длительной работы до +90°C), стойкостью к тепловым ударам и влаге.

4. Экран на изоляции (полупроводящей экран)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции и служит для создания равномерного радиального электрического поля и защиты от поверхностных разрядов.

5. Поясная изоляция

Выполняется из полупроводящих лент или экструдированного полупроводящего слоя. Объединяет экраны отдельных жил в многожильных кабелях, но в одножильном исполнении АПвПу 1х50 выполняет функцию внешнего полупроводящего слоя.

6. Герметизирующая оболочка (внутренняя)

Изготавливается из свинца, алюминия или полимерных материалов. В современном исполнении АПвПу чаще применяется гофрированная алюминиевая или медная оболочка, либо полимерная с алюминиевой лентой (гладкая или гофрированная). Основная функция – радиальная герметизация, защита изоляции от проникновения влаги и механических повреждений.

7. Броня

Поверх герметизирующей оболочки накладывается броня из стальных оцинкованных проволок круглого или плоского профиля. Защищает кабель от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов). В маркировке «Пу» указывает именно на этот усиленный защитный покров.

8. Защитный шланг (наружная оболочка)

Внешний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), стойкого к ультрафиолету, агрессивным средам и истиранию. Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу 1х50 на напряжение 110 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ
Сечение токопроводящей жилы	50 мм²
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная допустимая температура жилы при длительной работе	+90°C
Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.641 Ом/км (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки	160 кВ (продолжительность 15 мин)
Стойкость к переменному току напряжением 110 кВ	Не менее 50 Гц в течение 1 мин

Области применения

Кабель АПвПу 1х50 предназначен для прокладки в земле (траншеях), в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам, а также в помещениях и на открытом воздухе (с учетом защиты от прямого солнечного излучения, если оболочка не стойка к УФ). Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи напряжением 110 кВ.
• Вводы и выводы на подстанциях и распределительных устройствах.
• Соединение отдельных узлов энергосистемы в условиях, требующих повышенной механической прочности (броня).
• Прокладка в сейсмически активных зонах, в грунтах с повышенной коррозионной активностью (благодаря защитному шлангу и оцинкованной броне).
• Участки с риском механических повреждений (растяжения, вибрации, воздействия грызунов).

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы при соблюдении условий эксплуатации превышает 30 лет.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура нагрева +90°C позволяет передавать большие токовые нагрузки.
• Отличные диэлектрические свойства изоляции XLPE: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловым ударам и влаге.
• Механическая прочность: Броня из стальных проволок защищает от повреждений, что особенно важно при прокладке в земле.
• Радиальная герметизация: Металлическая герметизирующая оболочка надежно защищает изоляцию от влаги на протяжении всего срока службы.
• Относительная легкость и гибкость: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией и свинцовой оболочкой, АПвПу легче и проще в монтаже.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей на низкое и среднее напряжение.
• Сложность монтажа и требование к квалификации персонала: Необходимость использования специального оборудования для разделки, монтажа концевых и соединительных муфт.
• Чувствительность к качеству монтажа: Нарушение технологии прокладки или соединения может привести к пробою изоляции.
• Необходимость учета индуктивных потерь: Для одножильных кабелей важно правильное взаимное расположение фаз (треугольником или вплотную) для минимизации потерь в оболочке/броне.

Особенности монтажа и прокладки

Прокладка кабеля АПвПу 1х50 требует строгого соблюдения Правил устройства электроустановок (ПУЭ) и технических указаний завода-изготовителя.

• Траншейная прокладка: Глубина траншеи не менее 0,7-1,0 м. На дне устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. Кабель укладывается «змейкой» для компенсации температурных расширений. Сверху засыпается слоем мягкого грунта без камней толщиной 200 мм, затем укладывается механическая защита (железобетонные плиты или кирпич), после чего траншея засыпается полностью.
• Защита от коррозии: При прокладке в агрессивных грунтах (солончаки, болота, зоны с блуждающими токами) необходимо применять кабель с усиленным защитным шлангом из полиэтилена (обозначение «2г» вместо «в») или обеспечивать дополнительную катодную защиту.
• Прокладка на эстакадах и в туннелях: Кабель крепится с помощью специальных кабельных конструкций и хомутов, не повреждающих оболочку. Необходимо обеспечить вентиляцию для отвода тепла.
• Монтаж муфт: Установка концевых и соединительных муфт является критически важной операцией. Требует чистого, закрытого от осадков помещения (палатки), контроля влажности воздуха и высокой квалификации монтажников.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу отличается от АПвП?

Маркировка АПвПу указывает на наличие усиленной защиты (брони) из стальных оцинкованных проволок. В маркировке АПвП буква «у» отсутствует, что означает бронирование стальными лентами, которое лучше защищает от механических повреждений режущего типа, но хуже противостоит растягивающим усилиям. «Пу» – более прочная конструкция для сложных условий прокладки.

Каков срок службы кабеля АПвПу 1х50?

Номинальный срок службы составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении всех условий эксплуатации, проектирования, монтажа и отсутствия экстремальных внешних воздействий.

Как правильно выбрать сечение 50 мм² для напряжения 110 кВ? Разве этого не мало?

Сечение жилы выбирается не по напряжению, а по допустимому току нагрузки (по нагреву) и току короткого замыкания. Для магистральных линий 110 кВ сечение 50 мм² является одним из минимальных и применяется на участках с относительно небольшой передаваемой мощностью (например, ответвления). Для основных линий чаще применяются сечения 240, 400, 500 мм² и более. Выбор 50 мм² должен быть обоснован расчетом токовой нагрузки в конкретном проекте.

Обязательно ли использовать концевые муфты (концевая разделка) с этим кабелем?

Да, обязательно. Концевая муфта (КВМ) обеспечивает плавный вывод электрического поля с изоляции кабеля, герметизирует торец, обеспечивает соединение с воздушной линией или оборудованием подстанции. Монтаж кабеля 110 кВ без специальных муфт невозможен.

Можно ли прокладывать три одножильных кабеля АПвПу 1х50 (по одному на фазу) в одной траншее?

Да, это стандартная практика. Однако при этом необходимо соблюдать правила взаимного расположения. Для минимизации потерь в оболочках и обеспечения нормального теплоотвода кабели рекомендуется укладывать вплотную треугольником (вершинами) или по сторонам треугольника с расстоянием не более 1-2 диаметров между ними. При укладке в линию с большими расстояниями между фазами возникают значительные потери на вихревые токи в оболочках и броне, что требует их перезаземления в специальных точках (схема «cross-bonding»).

Что означает обозначение «U_m = 126 кВ» в характеристиках?

U_m – это максимальное напряжение для оборудования (highest voltage for equipment) согласно МЭК. Это наибольшее действующее значение междуфазного напряжения, при котором оборудование предназначено работать в нормальных условиях. Для сети 110 кВ стандартное значение U_m составляет 126 кВ, что учитывает возможные длительные превышения рабочего напряжения в системе.

Заключение

Кабель АПвПу 1х50 на 110 кВ представляет собой современное, технологичное и надежное решение для строительства и модернизации высоковольтных распределительных сетей. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, радиальной металлической герметизации и усиленной броневой защиты, делает его применимым в самых сложных условиях эксплуатации. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного выбора сечения в проекте, строгого соблюдения технологий транспортировки, прокладки и монтажа аксессуаров, а также от квалификации обслуживающего персонала. При соблюдении всех нормативных требований он обеспечивает многолетнюю и бесперебойную работу энергетического объекта.