Кабель АПвАП 1х240

Кабель АПвАП 1х240: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель марки АПвАП 1х240 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и алюминиевыми токопроводящей жилой и оболочкой. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – магистральные линии электропередачи, выводы мощности от генераторов, подключение мощных трансформаторных подстанций в сетях с изолированной или заземленной нейтралью.

Расшифровка маркировки АПвАП 1х240

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ и четко описывает его конструкцию:

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
А – броня из алюминиевых гофрированных лент.
П – наружная оболочка из полиэтилена.
1х240 – количество жил (1) и номинальное сечение основной жилы (240 мм²).

Таким образом, полная расшифровка указывает на одножильный кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из СПЭ, внутренней ПВХ оболочкой, броней из алюминиевых лент и наружной полиэтиленовой оболочкой.

Конструкция кабеля АПвАП 1х240

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и надежной работы в высоковольтных сетях.

Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Жила сечением 240 мм², как правило, имеет круглую форму и может быть секторной или сегментной для оптимизации диаметра кабеля. Состоит из множества проволок, скрученных по определенной технологии, что обеспечивает гибкость и стойкость к переменным нагрузкам.
Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой). Наносится поверх жилы экструзионным методом. Представляет собой сшитый полиэтилен с добавлением сажи. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микропробои в изоляции.
Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационного или пероксидного сшивания. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ). СПЭ обладает высокими диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к трекингу и влаге.
Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой). Аналогичен внутреннему экрану. Служит для создания равномерного радиального электрического поля и является частью системы экранирования кабеля.
Поясная изоляция. Накладывается в виде лент из медной или алюминиевой фольги, иногда с полимерным покрытием. Обеспечивает электрический контакт с металлическим экраном.
Металлический экран (экранирующая оболочка). Выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх поясной изоляции, или в виде гофрированной медной ленты. В кабеле АПвАП этот слой отсутствует как самостоятельный, так как его функцию берет на себя алюминиевая броня. Экранирующая оболочка предназначена для замыкания токов короткого замыкания и обеспечения безопасного прикосновения.
Внутренняя оболочка (разделительный слой). Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена. Защищает изоляцию и экраны от повреждения броней и обеспечивает дополнительную герметизацию.
Броня. Выполнена из гофрированных алюминиевых лент, наложенных поверх разделительного слоя. Алюминиевая броня выполняет двойную функцию: механической защиты от внешних воздействий (удары, сдавливание, грызуны) и роль токопроводящего экрана для замыкания токов КЗ и емкостных токов. Гофрирование обеспечивает гибкость кабеля.
Наружная оболочка. Выполнена из полиэтилена (ПЭ). Защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий (УФ-излучение, влага, агрессивные среды). Имеет маркировку с данными о производителе, марке кабеля, сечении, напряжении и дате изготовления.

Основные технические и электрические параметры

Параметры регламентируются техническими условиями (ТУ) производителей, разработанными на основе ГОСТ 18410-73 и международных стандартов (МЭК 60228, 60502).

Таблица 1. Ключевые электрические характеристики кабеля АПвАП 1х240 на напряжение 110 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	64/110 (126) кВ
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C
Температура жилы при коротком замыкании (длительность до 4 с)	+250 °C
Допустимый длительный ток нагрузки (в земле, при +25°C грунта)	~ 450-500 А*
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.125 Ом/км
Индуктивное сопротивление	~0.15-0.18 Ом/км
Емкостной ток	~1.5-2.0 А/км*
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц (после монтажа)	160 кВ (на 15 мин)
Испытательное постоянное напряжение (приемо-сдаточные испытания)	192 кВ (на 15 мин)

Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (глубина, теплопроводность грунта, расстояние между кабелями) и должны рассчитываться по методике, указанной в ПУЭ 7-го издания.

Таблица 2. Конструктивные и механические параметры

Параметр	Значение / Описание
Сечение жилы, номинальное/фактическое	240 мм² / не менее 242 мм²
Диаметр кабеля (приблизительный)	55-65 мм
Масса 1 км кабеля	4500-5500 кг
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 x D кабеля (около 1100-1300 мм)
Диапазон рабочих температур окружающей среды	от -50 °C до +50 °C
Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева	не ниже -10 °C
Строительная длина	Не менее 250 м (оговаривается с заказчиком)

Область применения и особенности монтажа

Кабель АПвАП 1х240 применяется для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, коллекторах, а также на специальных эстакадах. Благодаря алюминиевой броне, не требующей дополнительных антикоррозионных покрытий, он оптимален для прокладки в грунтах с высокой и средней коррозионной активностью, включая заболоченные участки и почвы с блуждающими токами.

Особенности монтажа и проектирования линий:

Прокладка в земле. Требуется подготовка траншеи с песчаной подушкой толщиной не менее 100 мм. Глубина прокладки от планировочной отметки – 0.7-1.0 м. Кабель укладывается на неподвижное, непучинистое основание (песок). Сверху засыпается слоем мягкого грунта или песка толщиной 200 мм, после чего укладывается сигнальная лента и производится обратная засыпка.
Переходы через инженерные сооружения. При пересечении дорог, въездов или в местах с повышенной механической нагрузкой кабель должен прокладываться в защитных трубах (ПНД, ПВХ, асбоцементных) или железобетонных лотках.
Специфика одножильного кабеля. При прокладке в земле или немагнитных трубах три кабеля одной фазы должны быть уложены вплотную (в виде треугольника или пучка) для минимизации индуктивных потерь. При прокладке в стальных трубах или на магнитных конструкциях необходимо учитывать дополнительные потери от вихревых токов.
Заземление. Алюминиевая броня и экраны (если есть медные проволоки) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. Система заземления должна быть рассчитана на пропуск токов короткого замыкания в течение установленного времени.
Монтаж муфт. Для соединения и оконцевания кабеля АПвАП 1х240 применяются специальные соединительные и концевые муфты на соответствующее напряжение. Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом в условиях чистоты, с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых комплектов.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

При выборе кабеля для ВЛ 110-220 кВ ключевыми альтернативами АПвАП являются:

АПвПу – кабель с изоляцией из СПЭ, алюминиевой жилой, внутренней полиэтиленовой оболочкой, броней из стальных оцинкованных лент и наружной полиэтиленовой оболочкой. Стальная броня обеспечивает более высокую механическую прочность, но требует защиты от коррозии и обладает магнитными свойствами, что увеличивает потери. АПвАП с алюминиевой броней лишен этого недостатка.
АПвВ – кабель с медным экраном в виде проволок и без брони. Применяется в условиях, где исключены механические повреждения (тоннели, каналы). Требует дополнительной механической защиты при прокладке в земле.
Кабели с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл). Устаревшая технология. Имеют ограничения по перепадам высот, требуют сложных систем подпитки маслом и постоянного мониторинга. Кабели с изоляцией из СПЭ (XLPE) лишены этих недостатков, не требуют обслуживания, имеют больший срок службы и допускают большую длину участков.

Преимущества кабеля АПвАП 1х240:

Высокая надежность и долговечность (срок службы до 40 лет и более).
Отсутствие необходимости в системах подпитки и постоянном мониторинге (в отличие от маслонаполненных).
Высокая допустимая температура жилы (+90°C) и стойкость к перегрузкам.
Алюминиевая броня обеспечивает защиту от механических повреждений и одновременно служит экраном, не создавая магнитных потерь.
Устойчивость к влаге и агрессивным средам благодаря герметичной конструкции.

Недостатки и ограничения:

Высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое и среднее напряжение.
Большая масса и жесткость, требующие применения специальной техники для транспортировки и монтажа.
Необходимость высокой квалификации персонала при монтаже муфт и соединений.
Чувствительность изоляции СПЭ к частичным разрядам, что требует безупречного качества монтажа.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвАП от АПвПу?

Ключевое отличие – материал брони. В АПвАП броня из алюминиевых лент, которая не магнитобится и не требует защиты от коррозии. В АПвПу броня из стальных оцинкованных лент, которая обладает большей механической прочностью на разрыв, но является магнитным материалом (может вызывать дополнительные потери) и требует целостности оцинкованного покрытия для защиты от ржавчины.

Почему для высокого напряжения используется именно одножильный кабель, а не трехжильный?

На напряжениях 110 кВ и выше толщина изоляции каждой фазы значительна. Создание трехжильного кабеля с поясной изоляцией привело бы к огромному весу, диаметру и сложностям в производстве и монтаже. Одножильные кабели проще в изготовлении, их легче транспортировать и монтировать (несмотря на необходимость прокладки трех штук). Кроме того, при повреждении одной фазы заменяется только один кабель, а не весь трехжильный.

Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для кабеля АПвАП 1х240?

Расчет ведется согласно ПУЭ гл. 1.3 и методикам, учитывающим условия прокладки: глубина заложения, теплопроводность грунта, количество кабелей в траншее и расстояние между ними, температура окружающей среды (грунта), наличие дополнительного охлаждения. Базовое значение (например, 500 А) справедливо для стандартных условий. Для каждого конкретного проекта необходим индивидуальный теплотехнический расчет.

Какие муфты используются для этого кабеля?

Применяются специальные соединительные и концевые муфты на 110 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с изоляцией из СПЭ и алюминиевой броней. Наиболее распространены термоусаживаемые и холодноусаживаемые муфты. Концевые муфты могут быть открытого типа (для установки в КРУЭ) или с полимерным покрытием (для наружной установки). Выбор муфты должен соответствовать кабелю по марке и сечению.

Можно ли прокладывать кабель АПвАП 1х240 в воде?

Конструкция кабеля герметична и допускает прокладку в воде (по дну водоемов, через реки). Однако для таких условий чаще применяются специальные исполнения с усиленной броней (например, из стальных оцинкованных проволок) для защиты от растягивающих нагрузок и механических повреждений. Прокладка в воде требует тщательного проектирования трассы и методов укладки.

Что означает маркировка U₀/U (U_m)?

Это система обозначения номинального напряжения кабеля по МЭК и ГОСТ:

U₀ – напряжение между жилой и землей (экраном/броней). Для сети 110 кВ с изолированной нейтралью U₀ = 110 / √3 ≈ 64 кВ.
U – номинальное междуфазное напряжение сети (110 кВ).
U_m – максимальное рабочее напряжение, которое может длительно присутствовать в сети (обычно 1.15U). Для 110 кВ U_m = 126 кВ.

Таким образом, маркировка 64/110 (126) кВ полностью описывает класс напряжения кабеля.

Заключение

Кабель АПвАП 1х240 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации высоковольтных линий электропередачи класса напряжения 110-220 кВ. Его конструкция с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевой броней обеспечивает длительный срок службы, минимальные эксплуатационные расходы и высокую стойкость к внешним воздействиям. Правильный выбор, проектирование трассы, квалифицированный монтаж и соблюдение требований ПУЭ являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий. Применение данной марки кабеля экономически и технически оправдано в ответственных участках сетей, где предъявляются повышенные требования к надежности и безопасности электроснабжения.