Кабель АПвКПу2г 1х630
Кабель АПвКПу2г 1х630: полное техническое описание и область применения
Кабель марки АПвКПу2г 1х630 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, одножильный, с номинальным сечением токопроводящей жилы 630 мм², предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для прокладки в земле (в траншеях) и кабельных сооружениях, включая туннели, каналы и эстакады, в условиях высокой коррозионной активности и наличия блуждающих токов.
Расшифровка маркировки АПвКПу2г 1х630
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
- К – наличие экрана в виде медной проволоки поверх изолированной жилы (концентрический экран).
- П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
- у – усиленная защитная оболочка (как правило, подразумевает увеличенную толщину или наличие брони).
- 2г – индекс, обозначающий: «2» – двойная защита от коррозии (бронепокрытие + подушка под броню), «г» – герметизация (гидрофобный заполнитель в броне).
- 1х630 – одна токопроводящая жила номинальным сечением 630 квадратных миллиметров.
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 64/110 (126) кВ.
- Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
- Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
- Допустимая температура при перегрузке: +130°C.
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: Не менее 20 наружных диаметров кабеля.
- 10-6
- Вводы на подстанции и ГРЭС: Для подключения воздушных линий к силовым трансформаторам и распределительным устройствам.
- Межподстанционные соединения в городских сетях: При реконструкции или строительстве новых распределительных сетей в условиях плотной городской застройки, где невозможна прокладка ВЛ.
- Переходы через водные преграды, железнодорожные пути и автомобильные магистрали: При необходимости подземной прокладки.
- Питание крупных промышленных предприятий: Для обеспечения электроэнергией энергоемких производств (металлургия, химическая промышленность).
- Кабельные линии в районах с высокой коррозионной активностью грунтов и блуждающими токами: Благодаря двойной защите от коррозии и герметизации.
- Прокладка осуществляется в траншеях с подготовленной песчаной подушкой, свободной от камней и строительного мусора. Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 м от планировочной отметки.
- При пересечении с другими коммуникациями кабель должен быть защищен плитами или трубами.
- Радиус изгиба кабеля в процессе монтажа должен строго соблюдаться и, как правило, составляет не менее 20-25 его наружных диаметров.
- При низких температурах (ниже -15°C) требуется предварительный подогрев кабеля в барабанах.
- Высокая пропускная способность: Благодаря СПЭ-изоляции, допускающей нагрев жилы до +90°C.
- Надежность и долговечность: Срок службы при соблюдении условий эксплуатации – не менее 30-40 лет.
- Стойкость к влаге и агрессивным средам: Полная герметичность конструкции.
- Хорошая стойкость к токам короткого замыкания.
- Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями на то же напряжение.
- Высокая стоимость по сравнению с кабелями на более низкое напряжение.
- Сложность и высокая стоимость монтажа муфт и концевых заделок.
- Большая зарядная мощность, требующая компенсации на протяженных линиях.
- Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже (задиры, надрезы изоляции).
- Отсутствие участков с повышенной коррозионной опасностью (свалки, стоки агрессивных веществ). При необходимости – прокладка в асбоцементных или ПНД трубах.
- Минимизация количества пересечений с другими коммуникациями.
- Учет теплового сопротивления грунта. В каменистых и сухих грунтах может потребоваться засыпка специальным теплопроводящим материалом.
- Установка контрольных и сигнальных меток, знаков над трассой.
- Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2.5-5 кВ.
- Измерение коэффициента абсорбции и тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ). Мониторинг tg δ – ключевой метод для оценки старения СПЭ-изоляции.
- Частичный разряд (ЧР) диагностика. Локализация источников частичных разрядов, указывающих на дефекты в изоляции или экране.
- Тепловизионный контроль мест соединений и концевых муфт в эксплуатации.
Конструкция кабеля
Конструкция кабеля АПвКПу2г является многослойной и обеспечивает высокую надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Жила секторной или круглой формы, изготовленная из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 630 мм² жила, как правило, секторная (сегментная) для компактности конструкции. Может быть выполнена из нескольких проволок (многопроволочная), что обеспечивает гибкость.
2. Экранирование жилы
Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой (экранирующая оболочка), выравнивающий электрическое поле и предотвращающий локальные перенапряжения.
3. Изоляция
Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), стойкостью к термоциклированию и влаге. Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110 кВ.
4. Экран по изоляции
Поверх изоляции наложен экран в виде медных проволок, спирально наложенных поверх полупроводящей ленты. Этот экран служит для замыкания электрического поля внутри кабеля, является нулевым (заземляемым) проводником и проводником для токов короткого замыкания.
5. Разделительный слой
Представляет собой поясную изоляцию, обычно из ПВХ или полиэтилентерефталатной ленты, которая отделяет экран от брони.
6. Бронепокрытие
Броня выполнена из стальных оцинкованных проволок или лент. Индекс «2г» указывает на наличие брони из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Броня обеспечивает механическую защиту от повреждений (грунтовых сдвигов, растягивающих усилий, грызунов).
7. Защитный шланг (оболочка)
Наружная оболочка из полиэтилена (индекс «П» в маркировке) черного цвета, стойкая к агрессивным почвам, влаге, ультрафиолетовому излучению (при прокладке на открытом воздухе) и химическим воздействиям. Оболочка «усиленная» (индекс «у»), что означает увеличенную толщину для дополнительной механической и коррозионной защиты.
Основные технические характеристики
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
Таблица 1. Расчетные электрические параметры кабеля АПвКПу2г 1х630
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Активное сопротивление жилы при +90°C (R90), Ом/км | ~0.0461 | По ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление (X), Ом/км | ~0.15 — 0.18 | Зависит от взаимного расположения фаз |
| Емкостная проводимость (B), См/км | ~1.1 | Для кабелей 110 кВ |
| Зарядная мощность (Qc), кВАр/км | ~70 — 85 | Требует компенсации на длинных линиях |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл), А | ~710 — 780 | Зависит от условий прокладки (глубина, температура грунта) |
Таблица 2. Допустимые токи нагрузки для кабеля АПвКПу2г 1х630 при различных условиях прокладки
| Условия прокладки | Температура грунта/воздуха, °C | Допустимый длительный ток, А (ориентировочно) |
|---|---|---|
| В земле (в траншее), глубина 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт | +15 | ~780 |
| В земле (в траншее), глубина 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт | +25 | ~710 |
| В воздухе (в туннеле, на эстакаде) | +25 | ~750 |
| В воздухе (в туннеле, на эстакаде) | +40 | ~650 |
Примечание: Точные значения определяются расчетом для конкретных условий проекта в соответствии с ПУЭ, ГОСТ Р 52796-2007 и методическими указаниями.
Область применения
Кабель АПвКПу2г 1х630 применяется для создания участков кабельных линий электропередачи класса напряжения 110 кВ. Основные сферы использования:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка
Соединение и оконцевание
Для соединения жил применяются специальные соединительные муфты (соединительные, стопорные), а для подключения к оборудованию – концевые муфты (концевая разделка). Монтаж муфт на кабели 110 кВ является высокотехнологичным процессом, требующим чистоты, специального оборудования (для вакуумирования и заливки изоляционного компаунда или установки термоусаживаемых элементов) и квалифицированного персонала.
Заземление
Медные экраны (проволочные) всех трех фаз кабеля (при использовании трех одножильных кабелей в цепи) должны быть заземлены с двух сторон. Для ограничения циркулирующих токов по экранам может применяться поперечное соединение (cross-bonding) или установка защитных устройств (ограничителей напряжения).
Преимущества и недостатки
Преимущества:
Недостатки:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем кабель АПвКПу2г отличается от АПвПу2г?
Основное отличие – наличие буквы «К» в маркировке, которая указывает на экран из медных проволок поверх изолированной жилы. В марке АПвПу2г такого экрана может не быть, либо он может быть выполнен в иной конструктивной форме (например, в виде лент). Кабель с индексом «К» имеет более четко определенный путь для токов короткого замыкания и лучшее экранирование электромагнитного поля.
Почему для напряжения 110 кВ используются три одножильных кабеля (1х630), а не один трехжильный?
При высоких напряжениях (110 кВ и выше) трехжильные кабели большого сечения становятся чрезвычайно тяжелыми и жесткими, что делает их транспортировку и монтаж крайне сложными. Использование трех одножильных кабелей повышает гибкость системы, упрощает монтаж и ремонт (можно заменить одну фазу), а также улучшает условия охлаждения. Однако это увеличивает стоимость из-за большего расхода материалов на оболочки и броню, а также требует большего пространства для прокладки.
Как компенсируется зарядная мощность кабеля 110 кВ?
Зарядный (емкостный) ток кабельной линии 110 кВ значителен. Для его компенсации и поддержания нормального уровня напряжения в сети применяются шунтирующие реакторы (SR), которые подключаются к концевым или промежуточным точкам линии. Реактор, имеющий индуктивный характер сопротивления, компенсирует емкостную проводимость кабеля.
Каковы требования к трассе для прокладки такого кабеля?
Как осуществляется контроль состояния кабеля АПвКПу2г в эксплуатации?
Применяются следующие методы диагностики:
Что означает индекс «2г» в части защиты от коррозии?
Индекс «2г» по ГОСТ 7006-72 обозначает: «2» – бронепокрытие, защищенное от коррозии внешней оболочкой (в данном случае полиэтиленовым шлангом). «г» – герметизированная броня (пространство между бронелентами заполнено водоблокирующим составом, например, на основе битума или гидрофобного геля, что предотвращает продольное распространение влаги в случае повреждения наружной оболочки).