Кабель ПвАП 1х800

Кабель ПвАП 1х800: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвАП 1х800 представляет собой одножильный силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой номинальным сечением 800 мм², с изоляцией и защитным шлангом из сшитого полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110, 220 кВ частотой 50 Гц. Его применение характерно для магистральных линий электропередачи, ответвлений от воздушных линий, а также для прокладки в кабельных сооружениях и земле (в траншеях).

Расшифровка маркировки ПвАП 1х800

• П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – наличие защитного шланга (оболочки) из поливинилхлоридного пластиката.
• А – материал токопроводящей жилы – алюминий.
• П – тип защитного покрова: «плоский» из двух стальных оцинкованных проволок (для бронированных модификаций) или полимерный (в стандартном исполнении ПвАП подразумевается броня из круглых стальных оцинкованных проволок, но в маркировке это часто опускается, требуя уточнения в ТУ).
• 1х800 – количество и сечение основной жилы: одна жила сечением 800 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля ПвАП 1х800

Конструкция кабеля является многослойной и сложной, что обеспечивает его высокие электрические и механические характеристики.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Жила сечением 800 мм², как правило, секторной или сегментной формы для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Может быть выполнена из множества проволок, скрученных в несколько повивов (многопроволочная, класс 2 по ГОСТ 22483).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена, модифицированного сажей или другим проводящим материалом. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – порядка 16-19 мм). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическую прочность.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичный слой поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле создает цилиндрический конденсатор с равномерным радиальным электрическим полем внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

Выполняется из электропроводящих бумажных или полимерных лент. Обеспечивает контакт между экраном на изоляции и металлическим экраном.

6. Металлический экран (экранирующая оболочка)

Выполняется в виде гофрированной медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно, либо в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, замыкания токов утечки при повреждении изоляции и использования в качестве заземляющего проводника. Для кабеля 1х800 сечение медного экрана (проволок) нормируется и обычно составляет 95-120 мм².

7. Защитный шланг (внутренняя оболочка)

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает металлический экран от коррозии и механических повреждений, а также служит основой для наложения брони.

8. Броня

Выполняется из стальных оцинкованных проволок круглого или плоского профиля, наложенных повивом. Обеспечивает защиту от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Для одножильных кабелей на высокое напряжение броня, как правило, выполняется из немагнитных материалов (оцинкованная сталь допустима с учетом индукционных потерь) или применяются специальные конструкции для снижения потерь в броне.

9. Наружный защитный шланг (наружная оболочка)

Внешний слой из ПВХ-пластиката, стойкого к ультрафиолету, агрессивным средам и истиранию. Наносится поверх брони для ее антикоррозионной защиты.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля ПвАП 1х800 (на примере напряжения 110 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110; 127/220
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20-25 наружных диаметров кабеля
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.) при прокладке в земле (+25°C, тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина 1 м)	~710-780 А (зависит от конкретных условий прокладки и конструкции)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0371 Ом/км
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.15-0.18
Емкостной ток, А/км	~5-7 (для 110 кВ)
Масса 1 км кабеля	Приблизительно 11000-14000 кг

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ПвАП 1х800 применяется для создания высоковольтных кабельных линий электропередачи. Основные сферы использования:

• Прокладка магистральных кабельных линий 110-220 кВ в крупных городах и промышленных зонах.
• Вводы на территории подстанций и распределительных устройств.
• Переходы через водные преграды, железнодорожные пути и другие инженерные сооружения, где строительство ВЛ затруднено.
• Питание энергоемких промышленных объектов (металлургия, химическое производство).
• Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам и в земле (траншеях).

Важное замечание: Для одножильных кабелей на переменном токе высокой мощности критически важным является правильный способ прокладки с учетом уменьшения потерь в металлических оболочках и броне. Применяются схемы «в треугольник» или «в звезду» с перекладкой жил и трансформацией, а также использование специальных немагнитных бронепокровов для снижения дополнительных потерь.

Преимущества и недостатки кабеля ПвАП 1х800

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Обусловлена высокой допустимой температурой (+90°C) и большим сечением жилы.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и влаге.
• Относительно малый вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями аналогичного напряжения и сечения.
• Простота монтажа и эксплуатации: Не требует сложных систем подпитки маслом и постоянного мониторинга давления.
• Длительный срок службы: Более 30 лет при соблюдении условий эксплуатации.

Недостатки:

• Высокая стоимость самого кабеля и необходимой для монтажа арматуры (концевые и соединительные муфты).
• Чувствительность к качеству монтажа: Требует безупречной зачистки, разделки и изоляции в муфтах. Попадание влаги или загрязнений под изоляцию недопустимо.
• Потери в металлических элементах: При неправильной прокладке (в ферромагнитных трубах, с образованием замкнутых контуров) возникают значительные дополнительные потери, ведущие к перегреву.
• Необходимость специального оборудования для монтажа муфт (вакуумирование, термоусадка).

Требования к прокладке и монтажу

Прокладка кабеля ПвАП 1х800 регламентируется ПУЭ, СНиП и внутренними инструкциями сетевых компаний.

• Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 1 м до верха кабеля. Дно траншеи отсыпается песчаной подушкой (10 см). После укладки кабель засыпается мягким грунтом без камней и слоем песка, сверху укладывается сигнальная лента или кирпич. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 350 мм для обеспечения теплоотвода.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Кабель крепится на лотках или кронштейнах. Необходимо обеспечить естественное охлаждение и соблюдение допустимых радиусов изгиба.
• Соединение и оконцевание: Выполняются только с применением специальных соединительных и концевых муфт, рассчитанных на соответствующее напряжение и сечение. Работы должны проводиться квалифицированным персоналом в условиях чистоты.
• Заземление: Металлические экраны и броня кабеля подлежат заземлению с двух сторон линии для снятия наведенного потенциала и обеспечения защиты. Схема заземления должна исключать циркуляцию токов по экранам в нормальном режиме.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель ПвАП принципиально отличается от кабеля АПвП?

Основное отличие – в материале изоляции и защитного шланга. У кабеля АПвП изоляция жилы выполнена из сшитого полиэтилена (как и у ПвАП), но защитный шланг (оболочка) изготовлен из полиэтилена, а не из ПВХ. Полиэтиленовый шланг обладает лучшими механическими и диэлектрическими свойствами, повышенной стойкостью к растрескиванию, но стоит дороже. Кабель АПвП часто применяется для прокладки в воде или агрессивных средах.

Почему для такого кабеля важно сечение экрана?

Металлический экран (обычно медный) в одножильном кабеле выполняет роль обратного проводника при коротком замыкании на землю. Ток КЗ может достигать десятков килоампер. Недостаточное сечение экрана приведет к его перегреву и расплавлению, что вызовет каскадное разрушение кабеля. Нормируемое сечение (например, 95 мм²) обеспечивает термическую стойкость в течение времени срабатывания защиты.

Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для кабеля ПвАП 1х800?

Расчет I_дл.доп. – сложный теплотехнический расчет, учитывающий: способ прокладки (земля, воздух, туннель), температуру окружающей среды, тепловое сопротивление грунта, количество работающих кабелей в траншее, наличие других источников тепла. Приведенные в таблицах значения (около 750 А) – справочные для стандартных условий. Для каждого конкретного проекта расчет должен выполняться отдельно согласно методикам ГОСТ Р МЭК 60287 или ПУЭ.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель 110-220 кВ?

Монтаж требует строгого соблюдения технологии: точная осевая разделка кабеля с удалением полупроводящих слоев, тщательная очистка и шлифовка изоляции, монтаж изоляционных и экранирующих элементов (геометрическое выравнивание электрического поля), вакуумирование и заполнение муфты изоляционным компаундом (силиконовым маслом) или использование сухих термоусаживаемых компонентов. Работы проводятся в чистых палатках для исключения загрязнения.

Как бороться с наводками в металлической броне одножильного кабеля?

Для снижения потерь в броне применяют следующие методы:

• Прокладка жил кабелей одной фазы в транспозиции («в перекладку») с определенным шагом, чтобы сумма магнитных потоков от всех фаз была близка к нулю.
• Использование брони из немагнитных материалов (нержавеющая сталь, алюминий).
• Применение специальных разъединителей брони (бронеразъединяющих муфт), которые электрически разрывают броню на участках, предотвращая образование замкнутых контуров для циркулирующих токов, но сохраняя механическую защиту.

Выбор метода определяется проектом на основании расчетов.

Какие существуют альтернативы кабелю ПвАП 1х800?

Основные альтернативы:

• Кабели с изоляцией из этиленпропиленовой резины (ЭПР) – например, марки АПвЭП. Обладают большей гибкостью и стойкостью к локальным разрядам, но имеют более низкую допустимую рабочую температуру (+85°C) и, как правило, больший диаметр.
• Маслонаполненные кабели (МНК) – на напряжение 110 кВ и выше. Обладают высокой надежностью и большей единичной мощностью, но требуют сложной системы подпитки маслом, постоянного мониторинга и имеют значительные ограничения по перепадам высот при прокладке.
• Газонаполненные кабели – менее распространены, требуют поддержания давления азота.

Выбор в пользу ПвАП с изоляцией из сшитого полиэтилена в настоящее время является наиболее распространенным для новых проектов ЛЭП на 110-220 кВ.