Кабель АПвЭПу 630 мм
Кабель АПвЭПу 630 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель марки АПвЭПу с сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и алюминиевыми жилами, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях высокого напряжения. Данная маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с применением пероксидного способа сшивки; Э – экран по изоляции из электропроводящего сшитого полиэтилена; Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена. Кабель рассчитан на номинальное напряжение 110, 150 или 220 кВ частотой 50 Гц.
Конструкция кабеля АПвЭПу 630 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, состоит из множества проволок, скрученных по концентрическим или компактным правилам. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа.
- Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
- Основная изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом пероксидной сшивки. Толщина слоя строго нормирована и зависит от класса напряжения (например, для 110 кВ). СПЭ обладает высокими диэлектрическими и механическими характеристиками, устойчивостью к термическим перегрузкам и влаге.
- Экран по изоляции (полупроводящий экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с ним образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
- Металлический экран (заземляющий). Является обязательным элементом для кабелей высокого напряжения. В кабеле АПвЭПу 630 мм² он выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана по изоляции. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, проведение токов короткого замыкания и замыкания на землю.
- Заполнитель и поясная изоляция. Пространство между экранированными жилами (в трехжильном кабеле) заполняется полиэтиленовыми жгутами или аналогичным материалом для придания кабелю круглой формы. Поверх скрученных жил может накладываться поясная изоляция из полиэтиленовой ленты.
- Наружная оболочка. Выполняется из полиэтилена (обозначение «у» в маркировке указывает на усиленное исполнение). Полиэтиленовая оболочка обладает высокой стойкостью к агрессивным средам, влаге, ультрафиолетовому излучению и механическим повреждениям. Цвет оболочки, как правило, черный.
- Магистральные линии электропередачи в пределах городов и промышленных зон.
- Вводы и выводы от подстанций и ГРЭС.
- Питание крупных промышленных предприятий, металлургических комбинатов, нефтехимических заводов.
- Устройство переходов через водные преграды, железнодорожные пути и другие инженерные сооружения, где использование ВЛ затруднено.
- Создание кольцевых сетей для повышения надежности энергоснабжения мегаполисов.
- Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен позволяет длительно работать при температуре жилы 90°C, что повышает допустимый ток нагрузки по сравнению с бумажно-масляной изоляцией при тех же сечениях.
- Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, не требует обслуживания масляного хозяйства, компенсаторов давления и т.д.
- Высокая стойкость к механическим нагрузкам и вибрации: Полиэтиленовая оболочка и структура СПЭ обеспечивают надежность.
- Упрощенный монтаж: Возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений, связанных с течением масла. Меньший радиус изгиба, чем у маслонаполненных кабелей.
- Высокая влагостойкость и коррозионная стойкость.
- Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы и водоемов при повреждении оболочки.
- Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления и монтажа муфт для исключения внутренних микроскопических дефектов.
- Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое и среднее напряжение.
- Необходимость применения специального оборудования и квалифицированного персонала для монтажа концевых и соединительных муфт.
- Ограниченная стойкость к распространению горения (для исполнения без индекса «нг»): При групповой прокладке требуется применение противопожарных барьеров.
- Прокладка допускается при температуре окружающего воздуха не ниже -10°C (при более низких температурах кабель требует предварительного прогрева).
- Запрещается прокладка кабеля с видимыми повреждениями оболочки и без результатов высоковольтных испытаний после транспортировки.
- Радиус изгиба должен строго соблюдаться. Для кабеля 630 мм² на 110 кВ он обычно составляет не менее 2 метров.
- При прокладке в земле глубина траншеи должна быть не менее 0.8-1.0 м, расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 250 мм.
- Обязательно устройство концевой заделки (концевой муфты) для плавного контроля электрического поля на выходе жилы из изоляции. Соединение отрезков кабеля производится только с помощью соединительных муфт, рассчитанных на данный класс напряжения и тип изоляции.
- Металлические экраны кабеля должны быть заземлены с двух сторон. Система заземления должна быть рассчитана на протекание токов короткого замыкания.
Основные технические характеристики и параметры
Технические параметры кабеля АПвЭПу 630 мм² регламентируются ГОСТ Р 53769-2010 (или более ранним ГОСТ 18410-73) и техническими условиями производителей.
Таблица 1. Ключевые электрические параметры для кабеля на 110 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ | 64/110 (126) |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | 90 |
| Допустимая температура при коротком замыкании (до 5 сек), °C | 250 |
| Допустимая температура при перегрузке, °C | 130 |
| Электрическое сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более | 0.0451 |
| Емкость, мкФ/км | ~0.18 — 0.22 |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.15 — 0.18 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (при прокладке в земле, грунт 1.0 Км*°C/Вт, температура 25°C), А | ~600 — 750 (зависит от условий прокладки) |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/время | 160 кВ / 60 мин |
Таблица 2. Механические и конструктивные параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Диапазон рабочих температур окружающей среды при монтаже и эксплуатации | От -50°C до +50°C |
| Строительная длина, м | Не менее 250 (оговаривается с заказчиком) |
| Масса 1 км кабеля, кг | Приблизительно 8000 — 11000 (зависит от конструкции и напряжения) |
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвЭПу 630 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 220 кВ включительно. Основные сферы применения:
Способы прокладки: в кабельных туннелях, коллекторах и каналах; по эстакадам и в галереях; в земле (траншеях) с защитой от механических повреждений (бронеплитами, сигнальной лентой); на специальных кабельных конструкциях внутри помещений. Прокладка в земле требует тщательной подготовки трассы, устройства песчаной подушки и засыпки, а также наличия точной исполнительной документации (кабельный журнал).
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Преимущества кабеля АПвЭПу 630 мм²:
Недостатки и особенности:
Требования к монтажу и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвЭПу 630 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, СО 153-34.20.504-2003 «Инструкция по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110-500 кВ» и инструкциями завода-изготовителя. Ключевые требования:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель АПвЭПу от АПвПуг?
Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвЭПу оболочка из полиэтилена, а у АПвПуг – из полиэтилена, но с добавлением гидрофобного наполнителя (индекс «г»). Это обеспечивает повышенную стойкость к влаге и может быть критично при прокладке в условиях возможного длительного подтопления или в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод.
Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу 630 мм² в воздухе (по фасадам, эстакадам)?
Да, можно. Полиэтиленовая оболочка устойчива к ультрафиолетовому излучению. Однако при таком способе прокладки необходимо учитывать увеличение токовой нагрузки из-за лучших условий охлаждения, а также обеспечить механическое крепление кабеля с помощью диэлектрических хомутов, не повреждающих оболочку.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля АПвЭПу, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от соблюдения условий прокладки, режимов нагрузки, качества монтажа и воздействия внешних факторов.
Требуется ли для кабеля АПвЭПу 630 мм² система постоянного мониторига (СПДК)?
Для ответственных линий на напряжение 110 кВ и выше, особенно проложенных в коллекторах или туннелях, рекомендуется применение систем постоянного диагностического контроля. Они могут включать в себя мониторинг температуры с помощью распределенной волоконно-оптической системы (ДТС) и мониторинг частичных разрядов. Это позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту по фактическому состоянию.
Как производится соединение и ответвление от кабеля такой мощности?
Соединение двух отрезков кабеля осуществляется с помощью соединительной муфты (СМ), а для устройства ответвления или подключения к электрооборудованию подстанции используются концевые муфты (КМ) или концевые заделки. Эти устройства представляют собой сложные инженерные изделия, включающие изоляционный корпус, электроды для выравнивания поля, заземляющие выводы и герметичные соединения. Монтаж муфт проводится специально обученными бригадами с использованием термоусаживаемых или холодноусаживаемых компонентов в строго регламентированных условиях чистоты.
В чем ключевое отличие от кабеля с бумажно-масляной изоляцией (например, МНС)?
Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвЭПу) не содержит жидкого диэлектрика (масла), что исключает риск утечек и необходимость в системах подпитки и контроля давления. Он легче, имеет лучшие диэлектрические характеристики на единицу толщины, допускает большие перепады по высоте при прокладке. Однако он более чувствителен к качеству монтажа муфт и, в случае повреждения, локализация и ремонт дефекта могут быть более сложными.