Кабель АПвКПг 630 мм
Кабель АПвКПг 630 мм²: полное техническое описание и сфера применения
Кабель АПвКПг с сечением токопроводящей жилы 630 мм² представляет собой силовой кабель высокого напряжения, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом при сооружении магистральных линий электропередачи, подводящих линий к крупным подстанциям и энергоузлам, а также для ответвлений в сетях с изолированной или заземленной нейтралью. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения максимальной надежности и долговечности в условиях интенсивных электрических и механических нагрузок.
Расшифровка маркировки АПвКПг 630 мм²
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- К – наличие экрана поверх жилы в виде медной ленты (концентрический экран).
- П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
- г – отсутствие в конструкции защитных покровов (броня, подушка), т.е. «голый».
- 630 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и улучшить теплоотвод. Жила может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной, состоящей из множества проволок, скрученных вместе, что повышает гибкость.
- Экран по жиле (полупроводящей экран). Наносится непосредственно на жилу в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле у поверхности жилы, предотвращая возникновение локальных перенапряжений и частичных разрядов.
- Изоляция. Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина этого слоя нормирована и для напряжения 110 кВ составляет несколько миллиметров. СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°C в длительном режиме) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран). Аналогичен экрану по жиле. Вместе с ним образует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
- Медный экран (концентрический проводник). Выполнен в виде медной ленты или наложенных в спираль медных проволок. Служит для замыкания тока утечки при повреждении, является нулевой жилой в сетях с изолированной нейтралью, а также выполняет функцию заземления. Для сечения 630 мм² его номинальное сечение также нормируется (обычно 95-120 мм²).
- Поясная изоляция. Слой из электропроводящей бумаги или полимерной ленты, наложенный поверх медного экрана для выравнивания потенциалов под оболочкой.
- Внутренняя оболочка. Из ПВХ пластиката. Защищает экран от коррозии и механических повреждений, а также служит барьером для влаги.
- Наружная оболочка. Из светостабилизированного полиэтилена черного цвета. Обеспечивает основную защиту от атмосферных воздействий (УФ-излучение, осадки), агрессивных сред и механических нагрузок. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к растрескиванию.
- Точное значение Iдоп определяется методом расчета согласно ПУЭ 7-го изд., гл. 1.3, с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества работающих кабелей в траншее и т.д.
- Магистральные кабельные линии 110 кВ в городских и промышленных сетях.
- Вводы и выводы на подстанциях и ГРЭС.
- Прокладка в сложных условиях: в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам, в помещениях, по мостам и путепроводам.
- Участки, где нецелесообразно или невозможно использовать кабель в бронепокрове (АПвКПу, АПвКПб).
- Высокая пропускная способность: обусловлена применением СПЭ-изоляции, допускающей нагрев жилы до 90°C.
- Малый вес и диаметр: по сравнению с маслонаполненными кабелями на то же напряжение, что упрощает транспортировку и монтаж.
- Отличные диэлектрические характеристики: низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к частичным разрядам.
- Простота монтажа и соединения: не требует сложных систем подпитки маслом, допускает трассы со значительными перепадами по высоте.
- Высокая стойкость к коррозии благодаря полимерным оболочкам.
- Отсутствие брони: требует применения дополнительных механических защит при прокладке в земле.
- Чувствительность к точечным механическим воздействиям (удары, защемления) как при монтаже, так и в эксплуатации.
- Необходимость тщательной подготовки и герметизации концевых муфт для предотвращения проникновения влаги в изоляцию.
- Относительно высокая стоимость по сравнению с кабелями на более низкое напряжение.
- Раскатка. Производится с помощью роликов, установленных на трассе. Запрещается волочение кабеля по грунту или конструкциям. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не превышал 20Dнар.
- Подготовка к монтажу муфт. Торцы кабеля должны быть герметично заварены сразу после отрезания. Перед установкой соединительной или концевой муфты производится ступенчатая зачистка концов с точным соблюдением геометрии ступеней.
- Установка муфт. Используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты на 110 кВ. Процесс включает экранирование, заземление, восстановление внешней оболочки и требует абсолютной чистоты.
- Заземление. Медный экран (концентрический проводник) должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии для обеспечения прохождения токов КЗ и безопасности.
- Испытания после монтажа. Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного или выпрямленного тока (по нормам, например, 192 кВ постоянного напряжения в течение 15 мин) для проверки целостности изоляции после монтажных работ.
Конструкция кабеля АПвКПг 630 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. От центра к периферии она включает:
Основные технические характеристики и параметры
Параметры кабеля АПвКПг 630 мм² регламентируются техническими условиями (ТУ) производителя, разработанными на основе ГОСТ 18410-73 и международных стандартов (МЭК 60502-2, МЭК 60840).
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 64/110 (126) кВ |
| Сечение основной жилы | 630 мм² |
| Сечение нулевой жилы (медного экрана) | 95 или 120 мм² (в зависимости от ТУ) |
| Максимальная рабочая температура жилы | 90 °C |
| Допустимая температура при КЗ (не более 5 с) | 250 °C |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -20 °C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | Не менее 20 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при 20°C | Не менее 10000 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки | 160 кВ в течение 1 часа |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~700-850 А (зависит от условий прокладки) |
| Параметр | Примерное значение |
|---|---|
| Наружный диаметр кабеля | 85-95 мм |
| Масса 1 км кабеля | 5000-6500 кг |
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвКПг 630 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель предназначен для прокладки в воздухе (на кабельных конструкциях, в туннелях) и в земле (в траншеях). При прокладке в земле обязательным условием является использование защитных механических покрытий – плит, лотков или труб, так как кабель не имеет брони. Запрещена прокладка в блоках и трубах, заполненных водой.
Преимущества и недостатки кабеля АПвКПг 630 мм²
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвКПг 630 мм² должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением всех требований ПУЭ, СНиП и инструкций завода-изготовителя. Ключевые этапы и требования:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается АПвКПг от АПвКПу?
Основное отличие – материал наружной оболочки. У кабеля АПвКПу наружная оболочка выполнена из полиэтилена, стойкого к ультрафиолетовому излучению, что делает его пригодным для прокладки на открытом воздухе (индекс «у» – усиленная). Кабель АПвКПг имеет обычную полиэтиленовую оболочку, и его прямое воздействие солнечных лучей в течение длительного времени не рекомендуется, хотя он и может кратковременно находиться на солнце. Фактически, современные кабели АПвКПг часто также производятся со светостабилизированным полиэтиленом, и разница между ними и АПвКПу стирается.
Почему для такого кабеля важно сечение нулевой жилы (экрана) 95 или 120 мм²?
Медный экран является не только экраном, но и проводником для токов короткого замыкания (КЗ) и токов нулевой последовательности. Нормированное сечение (обычно 16-25% от сечения основной жилы) обеспечивает его термическую стойкость при прохождении токов КЗ в течение расчетного времени (обычно 1-3 секунды), предотвращая перегрев и повреждение кабеля. Также это сечение обеспечивает достаточную проводимость для систем с эффективно заземленной нейтралью.
Можно ли прокладывать кабель АПвКПг 630 мм² в земле без защиты?
Нет, категорически не рекомендуется. Отсутствие брони (индекс «г») делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, давлению грунта, воздействию грызунов. При прокладке в траншее необходимо защищать кабель сверху сигнальной лентой, а затем кирпичом или бетонными плитами согласно ПУЭ гл. 2.3.
Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для данного кабеля?
Расчет является сложным и учитывает множество факторов: способ прокладки (в воздухе, в земле, количество кабелей в траншее), температуру окружающей среды (грунта), тепловое сопротивление среды, глубину прокладки, наличие других источников тепла рядом. Расчет ведется по методикам, изложенным в ПУЭ (Глава 1.3) и международных стандартах МЭК 60287. Для точного определения Iдоп в конкретном проекте необходимо выполнять теплотехнический расчет.
Каков гарантийный срок на кабель АПвКПг 630 мм²?
Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителем, обычно составляет 5 лет с момента ввода кабельной линии в эксплуатацию, но не более 4.5 лет с даты изготовления кабеля. При этом расчетный срок службы качественного кабеля со СПЭ-изоляцией при соблюдении условий эксплуатации превышает 30-40 лет.
Что означают маркировки «одножильный» и «трехжильный» для кабелей 110 кВ?
На напряжение 110 кВ силовые кабели практически всегда выполняются одножильными. Это связано с большими габаритами и сложностью конструкции. Три таких одножильных кабеля (по одному на каждую фазу) прокладываются параллельно, образуя трехфазную линию. Трехжильные кабели на 110 кВ существуют, но они крайне громоздки, сложны в производстве и монтаже, и их применение ограничено особыми случаями.
Заключение
Кабель АПвКПг 630 мм² является современным, надежным и эффективным решением для построения высоковольтных распределительных сетей класса 110 кВ. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики при относительно умеренных затратах на монтаж и обслуживание. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного выбора условий прокладки, профессионального монтажа с использованием соответствующих аксессуаров (муфт, концевых заделок) и соблюдения всех требований нормативной документации на этапах проектирования, монтажа и приемо-сдаточных испытаний.