Кабель АПвПг 1х150
Кабель АПвПг 1х150: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвПг 1х150 – это силовой кабель с одной алюминиевой жилой сечением 150 мм², с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 и 330 кВ частотой 50 Гц. Его основное применение – магистральные линии электропередачи, выводы мощности от генераторов, питающие линии для мощного оборудования, а также прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах) и земле (в траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий.
Расшифровка маркировки АПвПг 1х150
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – защитная оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
- Пг – индекс, указывающий на пониженную горючесть оболочки. Оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке.
- 1х150 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 150 квадратных миллиметров.
- Защита от внешних электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии электрического поля, ограничение его распространения за пределы кабеля.
- Создание пути для тока короткого замыкания и токов утечки.
- Защита персонала от поражения электрическим током при повреждении кабеля.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 64/110 (126) кВ; 127/220 (252) кВ; 190/330 (363) кВ. Где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, Um – максимальное длительно допустимое.
- Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: Для кабеля 110 кВ – 192 кВ в течение 15 минут; для 220 кВ – 338 кВ.
- Испытательное постоянное напряжение: Применяется для приемо-сдаточных испытаний после монтажа. Для 110 кВ – 176 кВ в течение 15 минут.
- Максимальная допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
- Допустимая температура жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в году, не более 8 часов подряд).
- Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (не более 5 секунд).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: Обычно не менее 15-20 наружных диаметров кабеля.
- Стационарная прокладка в кабельных сооружениях энергетических объектов (ГРЭС, ТЭЦ, подстанции).
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (специальными плитами или сигнальной лентой).
- Прокладка в коллекторах, тоннелях и по эстакадам.
- Вводы в силовые трансформаторы и распределительные устройства.
- Преимущества:
- Высокая допустимая температура эксплуатации и перегрузочная способность.
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом и постоянном мониторинге давления.
- Меньшая масса и наружный диаметр при аналогичных параметрах.
- Простота монтажа и обслуживания (отсутствие риска утечки масла).
- Возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений.
- Высокая стойкость к термическим и механическим нагрузкам.
- Недостатки:
- Высокая чувствительность к качеству монтажа концевых заделок и соединительных муфт. Требуется высокая квалификация персонала.
- Чувствительность к локальным дефектам (например, вмятинам) и частичным разрядам, которые могут возникнуть при повреждении экрана.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на среднее напряжение.
Конструкция кабеля АПвПг 1х150
Конструкция кабеля является многослойной и сложной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или круглой формы, выполненная из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 150 мм² жила, как правило, многопроволочная, что обеспечивает необходимую гибкость. Класс жилы – 2 (многопроволочная) по ГОСТ 22483.
2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции на высоком напряжении.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что придает ему выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно до +90°C, перегрузка до +130°C, короткое замыкание до +250°C), отличные диэлектрические характеристики, высокую механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения.
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)
Аналогично внутреннему, этот слой выполняется из полупроводящего СПЭ. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранирующей системы кабеля.
5. Медный экран (заземляющий)
Поверх внешнего полупроводящего слоя накладывается экран в виде медных лент или проволок, спирально наложенных медных проволок, или их комбинации. Основные функции:
Для кабеля 1х150 сечение медного экрана (суммарное сечение проволок или лент) нормируется и обычно составляет от 25 до 35 мм².
6. Заполнитель и поясная изоляция
Для придания кабелю круглой формы и механической стабильности пространство под оболочкой заполняется жгутами из ПВХ-пластиката пониженной горючести или другими негигроскопичными материалами. Поверх заполнителя может накладываться поясная изоляция в виде лент.
7. Защитная оболочка
Наружная оболочка изготавливается из ПВХ-пластиката пониженной горючести (ПВХ-Пг). Она обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масла, щелочи, кислоты в умеренных концентрациях), влаги и ультрафиолета. Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические характеристики (типовые значения для напряжения 110 кВ и выше)
Таблица 1. Примерные данные по допустимому длительному току для кабеля АПвПг 1х150 при разных условиях прокладки (ориентировочно, для 110 кВ)
| Условия прокладки | Темп. грунта/воздуха, °C | Допустимый длительный ток, А | Примечания |
|---|---|---|---|
| В земле (в траншее), одна кабельная линия | +15 | ~ 390 | Тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина 0.7 м |
| В воздухе (в помещении, на эстакаде), одна кабельная линия | +25 | ~ 420 | Свободный обдув, расстояние в свету не менее диаметра |
| В кабельном канале (лотке), несколько кабелей вплотную | +25 | ~ 350 | С учетом взаимного нагрева, необходимо применение понижающих коэффициентов |
Важно: Точные значения токовой нагрузки должны определяться расчетом для каждого конкретного проекта согласно ПУЭ, ГОСТ Р 52796-2007 (МЭК 60287) и с учетом всех местных условий (групповая прокладка, температура среды, удельное тепловое сопротивление грунта и т.д.).
Таблица 2. Примерные массо-габаритные показатели
| Напряжение, кВ | Приблизительный наружный диаметр, мм | Приблизительная масса 1 км кабеля, кг |
|---|---|---|
| 110 | 75 — 85 | 6000 — 7500 |
| 220 | 95 — 110 | 9000 — 12000 |
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвПг 1х150 применяется в сетях высокого и сверхвысокого напряжения. Основные сферы:
Особенности монтажа: Монтаж должен производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в течение 24-72 часов. Радиус изгиба строго регламентирован. При прокладке в траншеях необходимо обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм и такую же засыпку сверху кабеля. Обязательно выполнение концевой разделки с установкой кабельных муфт (концевых и соединительных), специально предназначенных для кабелей с изоляцией из СПЭ.
Преимущества и недостатки кабеля АПвПг 1х150 по сравнению с аналогами (например, с маслонаполненными кабелями или кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией)
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля АПвПг от АПвПу?
Индекс «г» в маркировке АПвПг означает, что защитная оболочка выполнена из ПВХ-пластиката пониженной горючести. Индекс «у» в АПвПу указывает на усиленную защитную оболочку, которая, как правило, выполнена из полиэтилена и предназначена для повышенной стойкости к механическим воздействиям и влаге, часто используется для прокладки в земле. Таким образом, АПвПг больше ориентирован на снижение пожарной опасности при прокладке в сооружениях, а АПвПу – на повышенную механическую защиту.
Можно ли прокладывать кабель АПвПг 1х150 в земле без дополнительной защиты?
Да, прокладка в земле (траншеях) является одним из основных способов монтажа данного кабеля. Однако согласно ПУЭ и техническим условиям, кабель должен быть уложен на подготовленное основание (подушку из просеянного песка или мягкого грунта) и засыпан сверху слоем песка. На участках с риском механических повреждений (например, в местах возможных раскопок) кабель должен быть дополнительно защищен кирпичом, бетонными плитами или сигнальной лентой.
Какой экран используется в кабеле и каково его назначение?
В кабеле АПвПг применяется комбинированный экран: полупроводящие слои + медный экран. Медный экран выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально, или медных лент. Его сечение нормировано. Назначение: выравнивание электрического поля, защита от внешних помех, отвод токов короткого замыкания и обеспечение безопасности. Медный экран подлежит обязательному заземлению с двух сторон.
Каковы требования к заземлению экрана такого кабеля?
Экран кабеля высокого напряжения должен быть заземлен с обоих концов. Это необходимо для протекания тока короткого замыкания и обеспечения безопасности. В длинных линиях (обычно более 1-2 км для напряжений 110 кВ и выше) может возникать проблема наведения циркулирующих токов на экране, что приводит к потерям. В таких случаях применяют специальные схемы заземления, например, поперечное соединение экранов и заземление в одной точке с установкой защитных устройств (ОПЗ – ограничители продольного заземления) на другом конце.
Чем обусловлен выбор именно сшитого полиэтилена в качестве изоляции?
Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает уникальным сочетанием свойств: высокая диэлектрическая прочность, низкие диэлектрические потери, отличная теплостойкость (до +90°C длительно), высокая стойкость к тепловым ударам и трекингу. После процесса сшивки полимер приобретает пространственную сетчатую структуру, что предотвращает его плавление и текучесть при высоких температурах, в отличие от обычного полиэтилена. Это делает его идеальным материалом для изоляции силовых кабелей на высокое напряжение.
Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвПг 1х150?
Для монтажа применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты, предназначенные для кабелей с изоляцией из СПЭ на соответствующее напряжение (110, 220, 330 кВ). Муфты должны быть от одного производителя с кабелем или быть сертифицированы для работы с данным типом кабеля. Монтаж муфт – критически важная операция, требующая чистоты, точного соблюдения технологических карт и квалификации монтажников.
Заключение
Кабель АПвПг 1х150 представляет собой современное, надежное решение для построения магистральных кабельных линий электропередачи на высокое и сверхвысокое напряжение. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и комплексной системе экранирования, обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики, долгий срок службы (не менее 30 лет) и относительную простоту монтажа по сравнению с устаревшими маслонаполненными аналогами. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от корректного проектирования трассы, выбора аксессуаров (муфт), строгого соблюдения технологий монтажа и квалификации обслуживающего персонала. Применение данного кабеля позволяет эффективно и безопасно передавать большие мощности в условиях современных энергетических систем.