Кабель АПвЭПу 1х240

Кабель АПвЭПу 1х240: полное техническое описание и сфера применения

Кабель марки АПвЭПу 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в современных высоковольтных сетях, где предъявляются повышенные требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвЭПу 1х240

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
Э – экран из медных проволок.
Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.
1х240 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 240 мм².

Таким образом, полное наименование указывает на кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, экранированный, с ПВХ и полиэтиленовой оболочкой.

Конструкция кабеля АПвЭПу 1х240

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и безопасной работы под высоким напряжением.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 240 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для обеспечения компактности. Может быть выполнена из нескольких проволок (многопроволочная), что повышает гибкость кабеля.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим сшиванием (вулканизацией) для образования поперечных молекулярных связей. Это обеспечивает высочайшую стойкость к тепловым и механическим нагрузкам. Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110-220 кВ.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичный полупроводящий слой, нанесенный поверх основной изоляции. Вместе с экраном на жиле создает цилиндрическое конденсаторное поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

Слой из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты, который накладывается поверх экрана на изоляции для равномерного контакта с металлическим экраном.

6. Металлический экран

Выполнен в виде оплетки из медных проволок или медной ленты. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции, обеспечение безопасного монтажа и эксплуатации (заземляется с обеих сторон). Для сечения 240 мм² является обязательным элементом.

7. Заполнитель и разделительный слой

Пространство под наружной оболочкой может заполняться полимерными жгутами или лентами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Между экраном и оболочкой часто присутствует разделительный слой из полимерной пленки.

8. Наружная оболочка

Двухслойная: внутренний слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) и наружный, усиленный слой из полиэтилена (Пу). Полиэтилен обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным средам, ультрафиолетовому излучению и механическим повреждениям, что позволяет прокладывать кабель в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью.

Основные технические характеристики

Параметры кабеля регламентируются ТУ 16-705.501-2010 и международными стандартами (МЭК 60228, 60502, 62067).

Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	64/110 кВ (126 кВ) или 127/220 кВ (252 кВ)
Сечение токопроводящей жилы	240 мм²
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90 °C
Температура при коротком замыкании (длительность до 4 с)	+250 °C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15 °C
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0.125 Ом/км (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки	U₀ = 64 кВ: 110 кВ в течение 15 мин. U₀ = 127 кВ: 218 кВ в течение 15 мин.

Таблица 2. Примерные массо-габаритные показатели

Напряжение, кВ	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг
64/110	75-85	5500-6500
127/220	95-110	8500-10000

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвЭПу 1х240 предназначен для создания высоковольтных линий электропередачи и распределительных сетей. Основные сферы применения:

Магистральные кабельные линии в сетях 110-220 кВ от подстанций до узлов нагрузки.
Вводы и выводы энергии на крупных промышленных предприятиях, генераторных установках.
Прокладка в грунте (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронеплитами или трубами) в неагрессивных, слабоагрессивных и среднеагрессивных грунтах. Наличие усиленной полиэтиленовой оболочки «Пу» обеспечивает высокую коррозионную стойкость.
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам. Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.
Прокладка в условиях повышенной влажности.

Важно: Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в условиях постоянного давления воды (подводные линии). Для таких условий требуются специальные исполнения, например, с алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой.

Преимущества и недостатки кабеля АПвЭПу 1х240

Преимущества:

Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен позволяет длительно работать при температуре жилы +90°C, что повышает нагрузочную способность по сравнению с бумажно-масляной изоляцией.
Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому старению.
Механическая прочность и гибкость: Упрощает монтаж, особенно на трассах со сложной геометрией.
Влагостойкость: Полимерные материалы изоляции и оболочки негигроскопичны.
Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом, что упрощает проектирование и эксплуатацию по сравнению с маслонаполненными кабелями.
Длительный срок службы – не менее 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки и ограничения:

Чувствительность к частичным разрядам: Требует высококачественного монтажа муфт и концевых заделок, так как внутренние микротрещины или воздушные включения могут привести к развитию дендритных разрядов и пробою.
Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое и среднее напряжение.
Необходимость применения специального монтажного инструмента и обученного персонала для разделки и монтажа соединительной и концевой арматуры.
Одножильное исполнение для сетей 110 кВ и выше требует укладки жил в треугольник или «пучком» с учетом возникновения вихревых токов и правильного перекрестного соединения экранов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвЭПу 1х240 должен выполняться в строгом соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), СО 153-34.20.504-2003 и инструкциями завода-изготовителя.

Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
Раскатка: Допускается раскатка с применением роликов или лебедок без нарушения радиусов изгиба. Запрещено сбрасывать кабель с барабана и волочить его по земле.
Заземление: Металлические экраны (медные проволоки) должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для обеспечения безопасности и протекания токов утечки. При большой длине линии может потребоваться поперечное соединение экранов и заземление в промежуточных точках для снижения наведенного напряжения.
Монтаж муфт: Установка соединительных, стопорных и концевых муфт является критически важной операцией. Необходимо обеспечить абсолютную чистоту поверхности изоляции, точную фазировку и герметичность соединения. Работы должны проводиться в условиях защиты от влаги и пыли.
Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током) или сверхнизкой частотой (VLF) согласно нормативам для подтверждения целостности изоляции после прокладки и монтажа муфт.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвЭПу отличается от АПвПу?

Основное отличие – наличие экрана из медных проволок (буква «Э» в маркировке АПвЭПу). В АПвПу экран может быть выполнен в виде медной ленты или вовсе отсутствовать в некоторых исполнениях для более низких классов напряжения. Экран из проволок обеспечивает лучшее протекание токов короткого замыкания и механическую защиту.

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

При напряжениях 110 кВ и выше толщина изоляции каждой фазы становится значительной. Создание трехжильного кабеля с поясной изоляцией привело бы к огромным массо-габаритным показателям, что сделало бы его производство и монтаж крайне сложными. Одножильные кабели проще в производстве, монтаже и ремонте. Три одножильных кабеля укладываются в траншею треугольником или в одной плоскости с учетом взаимного нагрева и индуктивного сопротивления.

Каков реальный срок службы этого кабеля?

Расчетный срок службы кабеля АПвЭПу при соблюдении всех условий эксплуатации, монтажа и нагрузочного режима составляет 30-40 лет. Фактический срок зависит от условий среды (коррозионная активность грунта, вибрации), качества проведенных монтажных работ и уровня перегрузок в течение жизненного цикла.

Как правильно выбрать сечение 240 мм² для проекта?

Выбор сечения 240 мм², как и любого другого, производится на основе расчета по допустимому длительному току нагрузки (по таблицам ПУЭ с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества кабелей в траншее и их взаимного расположения) и проверки по условиям короткого замыкания (термическая стойкость). Для напряжения 110-220 кВ решающим часто является не нагрузочный ток, а требования к потерям и режимам работы сети (установившийся и переходный режимы).

Можно ли использовать кабель АПвЭПу для прокладки в воздухе?

Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе (по эстакадам, галереям). При этом необходимо учитывать, что его наружная оболочка из полиэтилена стойка к ультрафиолету. Однако необходимо обеспечить крепление кабеля с допустимым интервалом, исключающим механические напряжения, и защиту от прямого механического воздействия (где это необходимо).

Что означает «усиленная оболочка из полиэтилена» (Пу)?

Это наружный защитный слой из полиэтилена низкого давления (ПНД) или его модификаций, который имеет повышенную толщину и механическую прочность по сравнению со стандартной оболочкой. Он обеспечивает лучшую защиту от истирания, ударов, давления грунта, а также от агрессивных химических веществ, содержащихся в почве или атмосфере.

Заключение

Кабель АПвЭПу 1х240 является современным, надежным решением для высоковольтных сетей класса напряжения 110-220 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной полиэтиленовой оболочке, обеспечивает высокие электрические характеристики, долговечность и возможность прокладки в разнообразных условиях. Успешная эксплуатация такого кабеля напрямую зависит от качества монтажа, особенно соединений и заделок, а также от грамотного проектирования линии с учетом всех особенностей одножильных кабелей высокого напряжения. Правильный выбор, монтаж и обслуживание кабеля АПвЭПу 1х240 являются залогом бесперебойного и безопасного электроснабжения ответственных объектов.