Кабель АПвКПг 1х800 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с гидрофобным заполнением и внешней оболочкой 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 разработана для эксплуатации в условиях высокой влажности, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, а также по мостам и эстакадам, при условии отсутствия растягивающих усилий.
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 800 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить условия теплоотвода. Жила может быть выполнена из множества проволок (многопроволочная), что обеспечивает необходимую гибкость для транспортировки и монтажа.
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и микроразрядов на границе жила-изоляция.
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Данный материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает выдающимися электрическими и термическими характеристиками: высоким удельным электрическим сопротивлением, повышенной стойкостью к тепловому старению и деформациям при нагреве. Толщина изоляции нормирована в соответствии с классом напряжения.
Аналогично внутреннему, представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Он предназначен для выравнивания внешнего электрического поля и обеспечения равномерного контакта с металлическим экраном.
Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Медные проволоки накладываются поверх внешнего полупроводящего экрана. Основные функции:
Под оболочкой, как правило, присутствует гидрофобный заполнитель (гель) или обмотка из гидрофобных материалов, препятствующая продольному распространению влаги в случае локального повреждения оболочки. Также может применяться поясная изоляция или слой лавсановой ленты.
Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности (HDPE) или полиэтилена среднего давления (MDPE). Оболочка марки Пг обладает повышенной стойкостью к влаге и агрессивным химическим средам. Цвет оболочки, как правило, черный.
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 64/110; 127/220 | ГОСТ 18410-73, ТУ |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90 °C | ГОСТ 31996-2012 |
| Допустимая температура жилы при КЗ (до 4 сек) | +250 °C | |
| Допустимая температура при перегрузке | +130 °C | |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | Не менее 20 наружных диаметров кабеля | ТУ, рекомендации производителя |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, Ом/км, не более | 0.0371 | ГОСТ 22483 |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)* | ~860 — 1050 А (зависит от условий прокладки) | ПУЭ 7 изд., расчетные данные |
| Фактор | Характеристика |
|---|---|
| Климатическое исполнение | УХЛ, Т категории 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного макроклиматических районов) |
| Диапазон температур эксплуатации | От -60 °C до +50 °C |
| Относительная влажность воздуха (при +35 °C) | До 98% |
| Прокладка и монтаж без предварительного подогрева | До -15 °C |
| Допустимая температура нагрева жилы при КЗ | +250 °C |
| Стойкость к распространению горения | Одиночная прокладка. Для групповой прокладки требуются дополнительные меры огнезащиты. |
Кабель АПвКПг 1х800 применяется для создания магистральных и распределительных сетей высокого напряжения. Основные сферы использования:
Особенности проектирования: При проектировании линий на основе одножильных кабелей высокого напряжения критически важно учитывать потери в экранах (оболочках). Для компенсации наводимых в экранах токов и снижения потерь применяют специальные схемы перекрестного соединения экранов (транспозиции) с разделением на три секции (схема «cross-bonding»). При невозможности применения такой схемы (на коротких участках) используют одно- или двустороннее заземление экранов, что требует точного расчета допустимых длин участков из-за роста потерь и риска перегрева.
Кабельные барабаны массой до 25 тонн транспортируются специальным транспортом. Запрещены резкие удары и падения барабанов. Хранение должно осуществляться под навесом или в закрытом помещении, вдали от источников тепла. Срок хранения на барабане – до 2 лет. Перед монтажом в условиях отрицательных температур кабель необходимо выдержать в отапливаемом помещении или использовать метод термообработки. Прокладка осуществляется кабелеукладчиками или лебедками с использованием роликов, не допускающих механических повреждений оболочки. Радиус изгиба контролируется строго по нормам.
Буква «К» в маркировке АПвКПг указывает на наличие концентрического экрана из медных проволок. В марке АПвПг такого экрана нет, вместо него может использоваться экран в виде медной ленты или проводящего слоя. Кабель с проволочным экраном (К) лучше приспособлен для работы в сетях с изолированной нейтралью, так как проволочный экран эффективнее выдерживает длительные токи замыкания на землю и обеспечивает лучшую механическую защиту.
Это кабели принципиально разных типов изоляции. ААБл – с бумажно-пропитанной изоляцией и алюминиевой оболочкой. Для сетей 110 кВ и выше он часто является маслонаполненным. Его выбор может быть обоснован в проектах реконструкции существующих линий или при особых технических условиях. Кабель АПвКПг (XLPE-изоляция) предпочтительнее для новых проектов благодаря более высокой допустимой температуре, простоте монтажа, отсутствию необходимости в системах подпитки маслом и меньшим эксплуатационным затратам.
Расчет ведется согласно Правилам Устройства Электроустановок (ПУЭ, глава 1.3), с учетом множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе, в канале), температуры окружающей среды или грунта, количества работающих параллельных кабелей в одной траншее, глубины прокладки, теплового сопротивления среды. Для точного определения Iдл необходимо выполнить теплотехнический расчет. Укрупненно, для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +15°C и глубине 0.7-1.0 м, допустимый ток составляет примерно 860-900 А. При прокладке в воздухе при температуре +25°C – около 1050 А.
Для одножильных кабелей сечением 800 мм² на напряжение 110-220 кВ и длине линии более нескольких сотен метров – крайне рекомендуется. Без перекрестного соединения в экранах, заземленных с двух сторон, наводятся значительные циркулирующие токи, вызывающие дополнительные потери мощности (до 30-40% от потерь в жиле) и нагрев кабеля, что снижает его пропускную способность. Схема cross-bonding позволяет свести эти токи к минимуму.
Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть как больше, так и меньше и напрямую зависит от качества изготовления (отсутствия примесей в изоляции), уровня рабочих напряжений и перегрузок, корректности монтажа соединительных муфт и воздействия внешних дестабилизирующих факторов.
Применяются специальные соединительные и концевые муфты (заделки) на соответствующее напряжение класса 110-220 кВ. Для изоляции в муфтах используется либо термоусаживаемые материалы, либо высоковольтная литая изоляция (эпоксидная, полиуретановая). Наиболее современным и надежным решением являются муфты с холодной усадкой (из силикона или EPDM), не требующие нагрева при монтаже. Выбор конкретного типа муфты и ее производителя должен быть обоснован проектом.