Кабель АПвП 1х240

Кабель АПвП 1х240: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвП 1х240 – это силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 и 330 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в электрических сетях высокого и сверхвысокого напряжения, где предъявляются повышенные требования к надежности, электрической прочности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвП 1х240

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (второй символ в маркировке).
• в – внутренняя защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (может отсутствовать в некоторых исполнениях, в данном случае чаще подразумевается вторая буква «П» как обозначение оболочки).
• П – внешняя защитная оболочка из полиэтилена (третий символ).
• 1х240 – одна токопроводящая жила сечением 240 мм².

Важно отметить: в современной трактовке ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение 110-500 кВ) маркировка АПвП читается как: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, П – полиэтиленовая защитная оболочка. Буква «в» в середине является частью обозначения изоляции (Пв).

Конструкция кабеля АПвП 1х240

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или алюминия, легированного редкоземельными металлами, для повышения механической прочности и стойкости к ползучести. Жила сечением 240 мм² является секторной или круглой многопроволочной, уплотненной. Секторная форма позволяет оптимизировать диаметр кабеля и более эффективно использовать пространство в кабельной линии.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей технический углерод (сажу). Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные концентрации напряженности и ионизационные процессы, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция

Основной слой из сшитого полиэтилена (СПЭ, англ. XLPE). 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 свойства: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки – до +130°C (против +70°C для ПВХ). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями и стойкостью к трекингу.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле создает коаксиальную конструкцию, равномерно распределяющую электрическое поле исключительно внутри этой системы, защищая внешние элементы кабеля от высокого потенциала.

5. Медная экранирующая оплетка (экран)

Выполняется в виде повивов медных проволок или медной ленты. Предназначена для защиты от электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также служит для пропускания токов короткого замыкания и токов утечки. Является важнейшим элементом безопасности.

6. Защитная оболочка

Внешняя оболочка из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности (HDPE) или полиэтилена среднего давления (MDPE). Обеспечивает превосходную защиту от влаги (гидрофобность), агрессивных химических сред, солнечного излучения и механических повреждений. Полиэтилен более стоек к растрескиванию под напряжением, чем ПВХ.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвП 1х240 на напряжение 110 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110; 127/220; 190/330
Сечение основной жилы, мм²	240
Максимальная длительно допустимая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура жилы при КЗ (до 4 сек), °C	+250
Минимальная температура прокладки, °C	-20 (без предварительного подогрева)
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.125 (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/мин	192 кВ (для 110 кВ) в течение 15 минут
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл.доп.)*, А	~ 450-520 А (зависит от условий прокладки: в земле, воздухе, температуре)

• Точное значение определяется расчетом согласно ПУЭ и зависит от конкретных условий прокладки.

Области применения кабеля АПвП 1х240

• Магистральные линии электропередачи 110-330 кВ в городских и промышленных сетях, где использование ВЛЗ затруднено.
• Вводы на территории крупных промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, металлургических заводов.
• Подключение подстанций и распределительных устройств.
• Прокладка через водные преграды, в условиях плотной городской застройки, в тоннелях и коллекторах.
• Резервирование воздушных линий в экологически чувствительных или труднодоступных районах.

Преимущества и недостатки кабеля АПвП 1х240

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Благодаря СПЭ-изоляции допускает нагрев жилы до +90°C, что позволяет передавать большую мощность по сравнению с бумажно-масляными кабелями того же сечения.
• Отличные диэлектрические характеристики: Низкие диэлектрические потери (tg δ), высокая электрическая прочность.
• Надежность и долговечность: Срок службы не менее 30-40 лет. Не подвержен старению из-за отсутствия масла и бумаги.
• Простота монтажа и эксплуатации: Не требует сложных систем подпитки маслом, допускает прокладку на вертикальных и наклонных участках без ограничений по перепаду высот.
• Устойчивость к внешним воздействиям: Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге, УФ-излучению, агрессивным почвам.
• Пожарная безопасность: Не распространяет горение при одиночной прокладке. Существуют модификации с пониженным дымо- и газовыделением (АПвПг).

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией на среднее напряжение.
• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Требует строгого соблюдения норм по радиусу изгиба и защиты от ударов.
• Чувствительность к частичным разрядам: При наличии дефектов в изоляции или экранах возможны постепенные разрушения изоляции под воздействием частичных разрядов. Требует высококачественного изготовления и монтажа.
• Необходимость специальной арматуры: Для монтажа концевых и соединительных муфт требуется высококвалифицированный персонал и специальное оборудование.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвП 1х240 осуществляется в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах, эстакадах), в земле (траншеях) с защитой от механических повреждений (бетонные плиты, сигнальная лента), а также на воздухе. При прокладке в земле обязательно используется песчаная подушка и засыпка. Запрещается прокладка при температуре ниже -20°C без предварительного подогрева. При протяжке кабеля необходимо использовать вращающиеся ролики и линейку для предотвращения скручивания. Монтаж муфт (концевых и соединительных) – критически важная операция, требующая чистоты, точности соблюдения технологических карт и проведения высоковольтных испытаний после установки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвП принципиально отличается от кабеля АСБ?

АСБ имеет бумажно-пропитанную изоляцию, свинцовую оболочку и броню. Он предназначен для напряжений до 35 кВ, имеет меньшую допустимую температуру жилы (+70-80°C), требует соблюдения перепадов уровней при прокладке из-за стекания пропитки. АПвП – кабель более высокого класса напряжения (от 110 кВ) с сухой полимерной изоляцией, не требующей обслуживания, с более высокой пропускной способностью и гибкостью в трассировке.

Каков реальный длительно допустимый ток для данного кабеля?

Для точного определения необходимо выполнить тепловой расчет согласно главе 1.3 ПУЭ. Приближенно, для кабеля АПвП 1х240 110 кВ, проложенного в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине прокладки 0.7-1.0 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт, допустимый ток составляет около 480-500 А. При прокладке в воздухе при температуре +25°C значение может быть ниже (~450 А).

Можно ли использовать кабель АПвП 1х240 для прокладки в воздухе?

Да, кабель предназначен для прокладки в воздухе (на эстакадах, галереях), если его оболочка устойчива к УФ-излучению, что характерно для полиэтилена. Однако необходимо учитывать дополнительный нагрев от солнечной радиации и корректировать допустимый ток нагрузки.

Какие муфты используются для кабеля АПвП 1х240?

Применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые (предпочтительно для СПЭ) муфты на соответствующее напряжение. Для соединения жил используются механические соединители (прессуемые или болтовые), изоляция восстанавливается с помощью накладываемых экранованных элементов. Концевые муфты (наружной или внутренней установки) комплектуются изоляторами, рассчитанными на уровень напряжения сети.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, согласно ПУЭ, кабели на напряжение выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений железобетонными плитами или плитами из другого материала. Над трассой укладывается сигнальная лента. В местах пересечений с дорогами и инженерными коммуникациями рекомендуется прокладка в футлярах (трубах).

Как проводится приемо-сдаточные испытания кабеля после прокладки?

Обязательным является измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2.5 или 5 кВ и проведение испытания повышенным выпрямленным напряжением (постоянным током). Для кабеля 110 кВ испытательное напряжение составляет 170 кВ (для U_ном=127 кВ) в течение 15 минут. Также проверяется целостность и сопротивление экранов. Испытание переменным напряжением 50 Гц проводится реже, ввиду громоздкости установок, но является наиболее достоверным.

Существует ли аналог с медной жилой?

Да, это кабель марки ПвП 1х240 (или ПвПу). Он имеет медную жилу, что обеспечивает более высокую проводимость, механическую прочность и коррозионную стойкость, но стоимость его значительно выше. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета, учитывающего токовую нагрузку, стоимость жизненного цикла и бюджет проекта.