Кабель АПвКПу 1х500

Кабель АПвКПу 1х500: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКПу 1х500 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 150 и 220 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для прокладки в земле (в траншеях), туннелях, каналах, шахтах, а также в условиях возможного периодического или постоянного подтопления, включая прокладку в грунтах с высокой коррозионной активностью.

Расшифровка маркировки АПвКПу 1х500

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ в данной маркировке не используется, «П» исторически обозначает полимерную изоляцию, в современных высоковольтных кабелях – именно сшитый полиэтилен, что уточняется в технических условиях).
• в – наличие внутреннего экрана (экструдированного) поверх изоляции жилы.
• К – наличие внешнего экрана в виде медных проволок (коpper wires).
• П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
• у – усиленная защитная оболочка (толстостенная), что указывает на предназначение для прокладки в земле без дополнительных защитных труб.
• 1х500 – одна токопроводящая жила сечением 500 мм².

Конструкция кабеля АПвКПу 1х500

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Жила сечением 500 мм², как правило, секторной или сегментной формы для обеспечения компактности и равномерного распределения электрического поля. Может быть выполнена из нескольких проволок (многопроволочная), что обеспечивает гибкость.

2. Внутренний полупроводящий экран (экран жилы)

Наносится методом экструзии непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из стойкого к высоким температурам полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – сглаживание микронеровностей поверхности жилы и выравнивание электрического поля, предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе «жила-изоляция».

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – не менее 16-18 мм). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, стойкость к тепловым ударам при коротком замыкании – до +250°C.

4. Внешний полупроводящий экран (экран изоляции)

Аналогичен внутреннему, наносится экструзией поверх изоляции. Формирует идеально гладкую цилиндрическую поверхность, coaxialную с жилой, что является критически важным для равномерного распределения радиального электрического поля в изоляции.

5. Медный экран (поясной экран)

Выполнен в виде оплетки из медных проволок или наложения медной ленты. В кабеле АПвКПу используется именно проволочный экран (буква «К» в маркировке). Основные функции:

• Защита от внешних электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля, замыкая его силовые линии.
• Служит в качестве заземляющего проводника для токов утечки и, что важнее, для токов короткого замыкания (при однофазном КЗ на землю).

Сечение медных проволок нормируется в зависимости от ожидаемого тока КЗ в сети.

6. Заполнитель и поясная изоляция

Пространство под оболочкой может заполняться полимерными жгутами или экструдированным слоем для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

7. Защитная оболочка

Выполнена из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности (HDPE) или, реже, поливинилхлорида (ПВХ). Буква «у» указывает на увеличенную толщину оболочки, что обеспечивает:

• Высокую механическую прочность на раздавливание и удар.
• Стойкость к абразивному воздействию грунта при укладке.
• Влагонепроницаемость и химическую стойкость к почвенным агрессиям (кислоты, щелочи, блуждающие токи, микроорганизмы).

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвКПу 1х500

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ (база)
Номинальное напряжение U0/U (Um)	64/110 кВ, 87/150 кВ, 127/220 кВ	ГОСТ 18410, ТУ 16.К71-335-2004
Сечение жилы, мм²	500	ГОСТ 22483
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90	—
Температура жилы при КЗ (до 5 с), °C	Не более +250	—
Минимальная температура прокладки, °C	-15 (без предварительного подогрева)	—
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20-25 наружных диаметров кабеля	—
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0601	ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, кВ/15 мин.	Для 110 кВ: 160 кВ Для 150 кВ: 225 кВ Для 220 кВ: 318 кВ	ПУЭ, ГОСТ Р 53769
Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в земле +25°C, глубине 0.7-1 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.0 К·м/Вт)	~600-750 А (зависит от конкретных условий прокладки и числа кабелей в траншее)	Расчет по ПУЭ гл. 1.3, IEC 60287

Области применения и особенности монтажа

Кабель АПвКПу 1х500 применяется для создания высоковольтных линий электропередачи от подстанций к крупным узлам потребления (районные, городские, промышленные), для вводов в здания ГРЭС, ТЭЦ, на нефтегазовых и химических предприятиях. Основная сфера – сети напряжением 110 кВ и выше.

Условия прокладки:

• В земле (траншее): Наиболее типичный способ. Требуется песчаная подушка, защита кирпичом или сигнальными лентами, обратная засыпка мягким грунтом. Важен учет теплового сопротивления грунта.
• В кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах): Кабель крепится на лотках или кронштейнах. Необходимо учитывать пожарную безопасность и обеспечение вентиляции для охлаждения.
• В условиях агрессивных грунтов и подтопления: Благодаря герметичной полиэтиленовой оболочке кабель устойчив к коррозии и длительному воздействию влаги.

Особенности монтажа:

• Требуется применение специального оборудования для транспортировки и размотки барабанов из-за большого веса (вес 1 км кабеля 110 кВ может превышать 10 тонн).
• Обязательна квалифицированная разделка конца кабеля с установкой концевых муфт (концезаделок), где тщательно восстанавливается слоистость конструкции.
• Для соединения двух отрезков используются соединительные муфты, монтаж которых проводится в полевых условиях с соблюдением строгих технологий очистки, экранирования и герметизации.
• При прокладке в траншее одиночными кабелями для компенсации индуктивных потерь применяется «перекладка» (транспозиция) фазных кабелей на определенном протяжении трассы.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКПу 1х500

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен допускает нагрев до +90°C, что позволяет пропускать большие токи по сравнению с бумажно-масляной изоляцией при тех же сечениях.
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие необходимости в масляном хозяйстве, системах подпитки и давления, как у маслонаполненных кабелей.
• Высокая надежность: Влагонепроницаемость, стойкость к термическим и электродинамическим нагрузкам.
• Безопасность для окружающей среды: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы и водоемов при повреждении.
• Длина поставляемой строительной длины: Может достигать 1000 м и более, что уменьшает количество муфт на линии.

Недостатки:

• Высокая чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Надрез или залом изоляции может привести к развитию «древесных» разрядов (треингов) и последующему пробою.
• Стоимость: Цена кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена выше, чем у кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией, но ниже, чем у газонаполненных или маслонаполненных аналогов.
• Требовательность к качеству аксессуаров: Муфты и концевые заделки должны быть того же класса и качества, что и сам кабель.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие АПвКПу от АПвПуг?

Буква «К» в маркировке АПвКПу указывает на наличие экрана из медных проволок. В марке АПвПуг экран выполнен из медных лент (буква «г» — голый, но в контексте часто подразумевается ленточный экран). Проволочный экран обладает большей гибкостью и лучшей стойкостью к токам короткого замыкания, так как имеет большее поперечное сечение по меди.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвКПу 1х500 в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, можно, но с учетом двух факторов. Во-первых, необходимо обеспечить защиту от прямых солнечных лучей (УФ-излучения), так как полиэтиленовая оболочка без стабилизаторов подвержена фоторазрушению. Во-вторых, допустимый ток нагрузки при прокладке на воздухе будет отличаться от прокладки в земле (может быть как выше, так и ниже в зависимости от температуры окружающего воздуха и условий теплоотвода).

3. Как определяется необходимое сечение медного экрана?

Сечение экрана нормируется техническими условиями на кабель и выбирается исходя из ожидаемого тока однофазного короткого замыкания в месте установки кабеля. Оно должно быть достаточным, чтобы выдержать этот ток в течение времени срабатывания защиты (обычно до 1-3 секунд) без перегрева и повреждения смежных элементов. Расчет ведется по методикам, аналогичным расчету жилы.

4. Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Полиэтиленовая оболочка типа «у» является сама по себе усиленной защитой. Однако в каменистых грунтах, в зонах с повышенной активностью грызунов или при риске механических повреждений (например, в местах возможных земляных работ) рекомендуется дополнительная защита в виде асбоцементных плит, защитных пластиковых или керамических коробов, либо прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.

5. Каков срок службы кабеля АПвКПу 1х500?

Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30-40 лет. Ключевыми факторами, влияющими на реальный срок, являются: стабильность электрических нагрузок, отсутствие хронических перегрузок, отсутствие повреждений оболочки и, как следствие, влагообразования в изоляции, качество монтажа соединительных и концевых муфт.

6. Как маркируются фазы при прокладке трех одножильных кабелей?

Каждая жила (кабель) является фазой. Для идентификации фаз А, В, С либо используют кабели с цветными полосами на оболочке (согласно проекта), либо наносят несмываемую краску на концевые муфты и соединители, либо применяют бирки и маркировочные ленты. Часто используется расположение кабелей в траншее в определенном порядке (например, слева-направо: А, В, С).

Заключение

Кабель АПвКПу 1х500 является современным, надежным и технологичным решением для высоковольтных распределительных сетей класса напряжения 110-220 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной полиэтиленовой оболочке, обеспечивает длительную и безотказную работу в сложных условиях, включая прокладку в земле. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация данного кабеля, с учетом всех требований ПУЭ и технических условий, являются залогом создания устойчивой и ремонтопригодной кабельной линии электропередачи.