Кабель АПвКШп 1х630

Кабель АПвКШп 1х630: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКШп 1х630 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным покровом в виде шланга из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 150 и 220 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также в условиях агрессивных сред.

Расшифровка маркировки АПвКШп 1х630

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – обозначение, что изоляция выполнена из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
• К – наличие экрана поверх изоляции в виде концентрических медных проволок.
• Ш – тип защитного покрова: шланг.
• п – материал защитного шланга: полиэтилен.
• 1х630 – количество и номинальное сечение основной жилы: одна жила сечением 630 мм².

Конструкция кабеля АПвКШп 1х630

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокие электрические и механические характеристики.

1. Токопроводящая жила

Жила выполнена из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость.

2. Экранирование жилы (внутренний полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена с добавлением сажи. Его задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу вулканизации (сшивке молекул), обладает выдающимися свойствами: высокая электрическая прочность (не менее 15-20 кВ/мм), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к тепловым ударам и механическая прочность. Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от класса напряжения.

4. Экранирование изоляции (внешний полупроводящий экран)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он служит для симметричного распределения силовых линий электрического поля и является частью экранной системы.

5. Медный экран (поясная изоляция)

Поверх внешнего полупроводящего экрана наложен экран в виде медных проволок, уложенных концентрически с малым шагом. Этот слой является ключевым для кабелей на высокое напряжение. Он выполняет несколько функций:

• Замыкание на землю токов утечки через изоляцию.
• Защита от электромагнитных помех.
• Симметрирование электрического поля вокруг изоляции.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания.

Для кабеля 1х630 сечение медных проволок суммарно нормируется и обычно составляет не менее 95-120 мм².

6. Защитный покров (шланг)

Внешняя оболочка кабеля выполнена в виде шланга из полиэтилена (обычно полиэтилена среднего или высокого давления). Этот слой обеспечивает:

• Герметизацию конструкции от проникновения влаги.
• Защиту от механических повреждений (ударов, истирания).
• Химическую стойкость к агрессивным веществам, содержащимся в грунтах (кислоты, щелочи, соли, бензин, масла).
• Защиту от коррозии и воздействия грибков, бактерий.

Под шлангом может находиться битумный слой или слой из специальной компаундной ленты для дополнительной герметизации.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики (для напряжения 110 кВ)

Параметр	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	64/110 (126)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – макс. рабочее
Допустимая длительная температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме
Макс. температура жилы при КЗ, °C	+250	Длительность не более 5 сек
Макс. температура при перегрузке, °C	+130	Допускается ограниченное время
Минимальная температура прокладки, °C	-15	Без предварительного подогрева
Минимальный радиус изгиба	20 x D	D – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0451	По ГОСТ 22483
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.15 — 0.18	Зависит от конструкции и расположения
Емкостной ток, А/км	~1.5 — 2.5	Зависит от толщины изоляции

Механические и эксплуатационные характеристики

Параметр	Описание
Способ прокладки	В земле (траншеях), кабельных сооружениях (каналах, туннелях, эстакадах), в условиях агрессивных сред. Не предназначен для прокладки в воде без дополнительной защиты.
Стойкость к растяжению	Монтаж осуществляется с учетом допустимых тяговых усилий на жилу и экран, которые указываются в технической документации завода-изготовителя.
Герметичность	Конструкция с полиэтиленовым шлангом обеспечивает высокую степень герметизации, что позволяет прокладывать кабель в грунтах с высокой влажностью.
Срок службы	Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа.

Область применения кабеля АПвКШп 1х630

Кабель данной марки находит применение в ответственных участках сетей высокого напряжения, где предъявляются повышенные требования к надежности и стойкости к внешним воздействиям:

• Магистральные линии электропередачи 110-220 кВ в городской черте, где использование ВЛЗ (воздушных линий) невозможно или нецелесообразно.
• Вводы на подстанции и ГРЭС от магистральных кабельных линий.
• Питающие линии для крупных промышленных предприятий (металлургические комбинаты, нефтехимические заводы), где присутствуют агрессивные среды.
• Переходы через водоемы, железнодорожные пути, автомобильные магистрали (в комплекте с дополнительными защитными футлярами).
• Кабельные линии в сейсмически активных зонах благодаря устойчивости конструкции к механическим нагрузкам.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвКШп 1х630 требует специальной подготовки и оборудования ввиду его большого веса, диаметра и высокого рабочего напряжения.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перемещаться и храниться только в горизонтальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Осуществляется с применением кабельных роликов, укладываемых по трассе с шагом 2-3 метра. Радиус изгиба должен строго соблюдаться.
• Подготовка к монтажу муфт: Требует высокой квалификации персонала. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, обработку полупроводящих слоев, монтаж соединителей, установку изоляционных и экранирующих элементов, герметизацию.
• Заземление: Медный экран кабеля с обоих концов должен быть надежно заземлен. В длинных линиях применяют поперечное или перекрестное заземление для снижения потерь в экране.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением (например, 192 кВ для кабеля 110 кВ в течение 15 минут) и измерению сопротивления изоляции.

Сравнение с аналогами

Часто кабель АПвКШп сравнивают с другими марками кабелей на высокое напряжение:

• АПвП 1х630: Имеет броню из плоских стальных оцинкованных проволок (П) вместо шланга. Применяется при повышенном риске механических повреждений (растяжение, грызуны), но менее стоек к химической агрессии.
• АПвПу 1х630: Имеет усиленную защитную оболочку (у). Применяется в аналогичных условиях, но может иметь отличия в конструкции полиэтиленового шланга.
• Кабели с бумажно-масляной изоляцией (например, МНС 1х630): Устаревшая технология. Требуют сложных систем подпитки маслом, имеют ограничения по перепаду высот, менее экологичны. Кабели с XLPE (АПвКШп) не имеют этих недостатков.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной?

XLPE обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру жилы (+90°C против +70-75°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки. Кабели с XLPE не требуют систем поддержания давления масла, проще в монтаже и эксплуатации, экологически безопасны, допускают прокладку на значительные перепады высот без ограничений.

2. Почему в кабеле на 110 кВ и выше используется именно медный экран из проволок, а не ленты?

Концентрические медные проволоки образуют гибкий и механически прочный экран, способный выдерживать токи короткого замыкания значительной величины. Ленточные экраны на таких напряжениях не обеспечивают необходимой продольной механической прочности и стойкости к циклическим температурным расширениям.

3. Можно ли прокладывать кабель АПвКШп 1х630 в одном траншее с кабелями более низкого напряжения?

Да, но с соблюдением требований ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Кабели на напряжение выше 1 кВ рекомендуется прокладывать выше кабелей до 1 кВ. Между группами кабелей разных напряжений должен быть слой земли толщиной не менее 0.5 м, либо они должны быть разделены несгораемыми перегородками. Параллельная прокладка на расстоянии менее 0.25 м не рекомендуется из-за влияния электромагнитных полей.

4. Как рассчитывается допустимый длительный ток нагрузки для данного кабеля?

Допустимый ток нагрузки (I_доп) рассчитывается по сложной методике, учитывающей способ прокладки (в земле, в воздухе), температуру окружающей среды, удельное тепловое сопротивление грунта, количество работающих кабелей в траншее и их взаимное расположение. Точные значения для конкретных условий приводятся в типовых расчетных таблицах ПУЭ или в технических каталогах заводов-изготовителей. Для ориентира, I_доп для кабеля АПвКШп 1х630, проложенного в земле при температуре грунта +15°C, может составлять 700-800 А.

5. Требуется ли для кабеля АПвКШп 1х630 система непрерывного контроля изоляции?

Для кабельных линий на напряжение 110 кВ и выше, согласно требованиям современных стандартов надежности, рекомендуется применение систем дистанционного мониторинга (СКЛ – система контроля линий). Они могут отслеживать температуру кабеля по длине (с помощью волоконно-оптического датчика, встроенного в конструкцию), частичные разряды, состояние муфт. Хотя это не является абсолютным требованием для ввода в работу, такие системы значительно повышают эксплуатационную надежность и позволяют перейти на режим обслуживания по фактическому состоянию.

6. Каковы основные причины выхода из строя кабелей типа АПвКШп?

Основные причины отказов, как правило, не связаны с дефектами самой изоляции XLPE, которая обладает высокой надежностью:

• Ошибки при монтаже концевых и соединительных муфт (до 70% отказов).
• Механические повреждения оболочки при последующих земляных работах.
• Некачественное заземление экрана, приводящее к его перегреву и коррозии.
• Длительная работа в режиме перегрузки, превышающей расчетные условия теплоотвода.

7. Существует ли аналог кабеля АПвКШп с медной жилой?

Да, полным аналогом по конструкции, но с медной токопроводящей жилой является кабель марки ПвКШп 1х630 (буква «А» в начале маркировки отсутствует). Он имеет более высокую проводимость, меньший вес и диаметр при том же сечении, но значительно более высокую стоимость. Его применение экономически обосновано на особо ответственных объектах или при жестких ограничениях по габаритам трассы.