Кабель АПвКПг 1х800
Кабель АПвКПг 1х800: полное техническое описание и область применения
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.
Расшифровка маркировки АПвКПг 1х800
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ) с применением технологии вулканизации.
- К – экран из медных проволок (концентрический).
- Пг – наружная оболочка из полиэтилена, обладающая улучшенными гидроизоляционными свойствами.
- 1х800 – одна токопроводящая жила сечением 800 мм².
- Защита от электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии электрического поля вокруг изоляции.
- Функция нулевой жилы (нейтрали) в сетях с изолированной нейтралью или компенсацией емкостных токов.
- Защита от короткого замыкания (токи КЗ замыкаются на экран).
- Выполнение функции заземляющего проводника.
- Точное значение определяется методом расчета согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом условий прокладки, температуры грунта, количества кабелей в траншее и т.д.
- Вводы и выводы мощности на подстанциях и распределительных устройствах 110-220 кВ.
- Прокладка кабельных линий электропередачи в городской инфраструктуре, где невозможно или экономически нецелесообразно строить ВЛ.
- Переходы через водные преграды, железнодорожные пути, автомобильные магистрали.
- Питание крупных промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, портовых сооружений.
- Резервирование воздушных линий в ответственных узлах энергосистемы.
- Высокая пропускная способность: Сшитый полиэтилен позволяет длительно эксплуатировать кабель при температуре жилы +90°C, что повышает нагрузочную способность по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией.
- Отличные диэлектрические свойства: Низкие диэлектрические потери (tg δ), высокая стойкость к частичным разрядам.
- Механическая прочность и гибкость: По сравнению с кабелями в свинцовой оболочке, АПвКПг более гибок и устойчив к вибрациям.
- Устойчивость к влаге: Конструкция с гидрофобным заполнением и полиэтиленовой оболочкой обеспечивает высокую стойкость к влаге и агрессивным грунтам.
- Простота монтажа и обслуживания: Отсутствие необходимости в сложных масляных хозяйствах и постоянном мониторинге давления, как у маслонаполненных кабелей.
- Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения окружающей среды при повреждении.
- Высокая чувствительность к дендритным образованиям («древеснению»): При наличии микроскопических дефектов или загрязнений в изоляции под воздействием электрического поля могут развиваться необратимые древовидные структуры (водные и электрические деревья), что в долгосрочной перспективе снижает ресурс изоляции.
- Необходимость квалифицированного монтажа муфт и концевых заделок: Требуется абсолютная чистота, соблюдение геометрии и технологии монтажа соединительной арматуры. Ошибки приводят к локальным перенапряжениям и преждевременному выходу из строя.
- Большие радиусы изгиба: Требует значительного пространства для маневров при трассировке.
- Потери в экранах: Требуют специальных мер по компенсации (перекрестное соединение).
Конструкция кабеля АПвКПг 1х800
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
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.
2. Экранирование жилы (внутренний экран)
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.
3. Основная 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.
4. Экранирование изоляции (внешний экран)
Аналогично внутреннему, представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена. Он предназначен для выравнивания внешнего электрического поля и обеспечения равномерного контакта с металлическим экраном.
5. Металлический экран
Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Медные проволоки накладываются поверх внешнего полупроводящего экрана. Основные функции:
6. Гидрофобное заполнение и разделительный слой
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.
7. Наружная оболочка
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.
Основные технические характеристики
| 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. |
Область применения и особенности проектирования линий
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.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКПг 1х800
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Транспортировка, хранение и монтаж
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.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвКПг от АПвПг?
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.
Какой кабель выбрать для прокладки в земле: АПвКПг или ААБл?
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.
Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для кабеля АПвКПг 1х800?
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.
Обязательно ли использовать перекрестное соединение экранов (cross-bonding) для этого кабеля?
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.
Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвКПг 1х800?
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.
Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКПг 1х800?
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.