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, 220 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля и материалы, использованные при его производстве, обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, в условиях агрессивных сред и повышенной влажности.

Расшифровка маркировки АПвКШп 1х630

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – часто указывает на вулканизированный, сшитый полиэтилен).
• в – наличие оболочки из поливинилхлоридного пластиката (в данной маркировке может относиться к внутреннему защитному слою).
• К – экран в виде оплетки из медных проволок (гибкий экран).
• Ш – защитный шланг (оболочка) в виде extruded (выдавленного) полиэтилена.
• п – внешний покров (защитная оболочка) из полиэтилена.
• 1х630 – одна токопроводящая 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

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для уменьшения общего диаметра кабеля), многопроволочная. Класс жилы – 2 (многопроволочная) по ГОСТ 22483. Жила может быть компактированной для улучшения электрических характеристик и повышения стойкости к коронным разрядам.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена с углеродным наполнителем. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения. Для кабеля на 110 кВ толщина изоляции составляет порядка 16-18 мм, на 220 кВ – более 25 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), стойкость к деформациям и трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Поверх изоляции накладывается внешний полупроводящий экран, аналогичный внутреннему. Он также служит для выравнивания электрического поля.

5. Медный экран (заземляющий экран)

Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается экран из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Он выполняет несколько функций: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, путь для тока короткого замыкания и тока утечки. Для кабеля 1х630 сечение медных проволок суммарно нормируется и обычно составляет не менее 25-35 мм².

6. Разделительный слой

Между медным экраном и внешней оболочкой может находиться слой из пластиката или специальной ленты для предотвращения коррозии и обеспечения легкого снятия оболочки.

7. Защитный шланг (оболочка) из полиэтилена

Внешняя герметичная оболочка из полиэтилена низкого давления (ПНД) или полиэтилена средней плотности. Обозначение «Шп» указывает на шланговое исполнение, которое обеспечивает высокую механическую прочность, стойкость к истиранию, влагонепроницаемость, устойчивость к агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли, нефтепродукты) и к воздействию грибков и плесени.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики (для напряжения 110 кВ)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	126
Частота, Гц	50
Длительно допустимая температура жилы, °C	+90	В нормальном режиме
Максимальная температура при КЗ, °C	+250	Длительность не более 5 сек
Максимальная температура при перегрузке, °C	+130
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0470	Согласно ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение, кВ	216	Продолжительность 10 мин.
Емкость, мкФ/км	~0.18 — 0.22	Типовое значение
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.15 — 0.18	Типовое значение

Механические и эксплуатационные характеристики

Параметр	Значение / Описание
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Диапазон рабочих температур окружающей среды	От -50°C до +50°C
Относительная влажность воздуха при 35°C	До 98%
Прокладка без предварительного подогрева	Допускается при температуре не ниже -15°C
Стойкость к тепловому удару при коротком замыкании	Высокая, благодаря сшитой изоляции
Гарантийный срок эксплуатации	Не менее 5 лет с даты ввода в эксплуатацию
Срок службы	Не менее 30 лет

Области применения кабеля АПвКШп 1х630

• Магистральные линии электропередачи на напряжение 110-220 кВ в городских и промышленных сетях.
• Вводы на территории крупных промышленных предприятий, металлургических комбинатов, нефтехимических заводов.
• Питание мощных узловых подстанций и распределительных устройств.
• Прокладка в сложных грунтах, включая грунты с высокой коррозионной активностью, в заболоченной местности, в сейсмически активных зонах.
• Прокладка в кабельных сооружениях (коллекторах, туннелях, эстакадах), где требуется высокая стойкость оболочки к влаге и химикатам.
• Участки трасс, проходящие через водоемы (при условии дополнительной механической защиты).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКШп 1х630

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен допускает длительный нагрев жилы до +90°C, что позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери (тангенс дельта), высокая стойкость к частичным разрядам.
• Влагонепроницаемость: Полная герметичность конструкции благодаря экструдированной изоляции и полиэтиленовому шлангу.
• Высокая механическая прочность и стойкость: Полиэтиленовая оболочка устойчива к растяжению, сжатию, истиранию, агрессивным средам и солнечному излучению (если в состав добавлены стабилизаторы).
• Простота монтажа и эксплуатации: Отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке (в отличие от маслонаполненных кабелей), меньший вес и более удобная технология монтажа муфт и концевых заделок.
• Пожарная безопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажной изоляцией на низкое и среднее напряжение.
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При глубоком повреждении оболочки и экрана влага может дойти до изоляции, что требует тщательного контроля при прокладке.
• Необходимость специального оборудования и квалификации для монтажа соединительных и концевых муфт высокого напряжения.
• Большие радиусы изгиба: Требуют аккуратного проектирования трассы.

Требования к прокладке и монтажу

Прокладка кабеля АПвКШп 1х630 должна осуществляться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), СНиП и проектной документацией. Основные требования:

• Глубина прокладки в земле: не менее 0,7-1,0 м от планировочной отметки.
• Подготовка траншеи: устройство песчаной подушки толщиной 100 мм, отсутствие острых камней и мусора.
• Защита от механических повреждений: при прокладке в зонах с повышенным риском (дороги, стройплощадки) требуется укладка в асбестоцементные трубы, двутавровые лотки или защитные плиты.
• Маркировка: установка сигнальных лент и контрольных табличек над трассой.
• Соединение и ответвление: выполняются только с помощью специальных соединительных и стопорных муфт, рассчитанных на соответствующее напряжение и тип изоляции.
• Заземление: медный экран кабеля должен быть надежно заземлен с обеих сторон. Система заземления должна обеспечивать безопасный отвод токов КЗ.
• Испытания после монтажа: обязательны высоковольтные испытания повышенным напряжением постоянного или выпрямленного тока, измерение сопротивления изоляции и параметров петли «фаза-ноль».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвКШп от АПвП?

Основное отличие – в конструкции внешней защиты. АПвП имеет броню из стальных оцинкованных лент и наружный покров из ПВХ-пластиката. Кабель АПвКШп не имеет брони, но его защитный шланг из полиэтилена («Шп») более стоек к химической коррозии и влаге. АПвКШп часто применяется в агрессивных грунтах, где стальная броня могла бы быстро разрушиться, а АПвП – там, где требуется повышенная защита от механических воздействий (растяжение, сдавливание).

Каков допустимый длительный ток для АПвКШп 1х630?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки и температуры окружающей среды. При прокладке в земле (в траншее, одной кабельной линии, температуре грунта +15°C и глубине 0,7 м) допустимый ток составляет примерно 750-780 А. При прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C) – около 820-850 А. Точные значения должны браться из расчетных таблиц ПУЭ гл. 1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на число работающих кабелей в траншее, температуру среды и т.д.).

Как правильно выбрать сечение жилы 630 мм²? На что ориентироваться?

Выбор сечения 630 мм² обусловлен расчетом по следующим критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (нагрев).
• По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для сетей 110 кВ).
• По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка по полному времени отключения КЗ).
• По экономической плотности тока (для сетей выше 35 кВ это основной критерий выбора). Экономически целесообразное сечение определяется из соотношения S = I_р / j_эк, где j_эк – нормированная экономическая плотность тока (для алюминия при числе часов использования максимума более 5000 ч/год, j_эк = 1.0 А/мм²).

Сечение 630 мм² является стандартным и часто применяемым для высоковольтных вводов и магистралей средней мощности.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, в большинстве случаев требуется:

• Укладка на подготовленную песчаную подушку и засыпка мягким грунтом или песком слоем поверх кабеля.
• Укладка сигнальной ленты из пластика на глубине 250-300 мм от поверхности земли.
• В зонах с повышенной активностью грызунов, в каменистых грунтах или при пересечении дорог – обязательная защита трубами (ПНД, асбестоцементными) или железобетонными плитами.

Полиэтиленовый шланг кабеля АПвКШп стоек к коррозии, но не предназначен для сопротивления прямым механическим воздействиям лопатой или техникой.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКШп 1х630?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение (110/220 кВ):

• Соединительные муфты (СС) – для соединения двух отрезков кабеля. Конструктивно представляют собой набор экранированных и изолированных компонентов, монтируемых на месте.
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки) – для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или силового трансформатора. Могут быть с фарфоровыми или полимерными покрывающими изоляторами.
• Стопорные муфты – используются в кабельных линиях с большим перепадом уровней для ограничения стекания полупроводящих слоев.

Монтаж должен производиться строго по инструкции производителя муфт с использованием специального инструмента и в условиях чистоты (палатки для защиты от пыли и влаги).

Как производится контроль состояния изоляции после монтажа?

Основные методы приемо-сдаточных и эксплуатационных испытаний:

• Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500/5000 В.
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением постоянного тока. Для кабеля на 110 кВ испытательное напряжение составляет 170-216 кВ (в зависимости от стандарта) при продолжительности 15 мин.
• Измерение коэффициента абсорбции (отношение R60/R15) для оценки увлажненности изоляции.
• В эксплуатации – мониторинг частичных разрядов, измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости изоляции.

В чем ключевое отличие от кабеля с БПИ (бумажно-пропитанной изоляцией)?

Кабель с БПИ (например, АСБ) имеет изоляцию из бумажных лент, пропитанных вязким маслом. Его ключевые отличия от АПвКШп:

• Ограничение по перепаду уровней при прокладке из-за стекания пропитки.
• Меньшая допустимая температура жилы (+70°C в длительном режиме).
• Требуется сложная система масляного хозяйства и сигнализации давления для кабелей высокого давления.
• Меньшая стойкость к тепловым перегрузкам и КЗ.
• Более высокая пожароопасность.
• Преимущество БПИ – многолетний опыт эксплуатации и, как правило, более низкая стоимость на низких и средних напряжениях.

Кабель АПвКШп лишен этих недостатков, что делает его предпочтительным для современных высоковольтных сетей.