Кабель АПвП-1Т 3х120
Кабель АПвП-1Т 3х120: полный технический обзор и область применения
Кабель АПвП-1Т 3х120 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с медным экраном по жилам, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; П – оболочка из полиэтилена; 1 – броня из стальных оцинкованных лент; Т – тропическое исполнение (стойкость к повышенной влажности и плесневым грибам). Конструкция 3х120 означает три основные токопроводящие жилы сечением 120 мм² каждая.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция кабеля АПвП-1Т 3х120 является многослойной и разработана для обеспечения высокой надежности в высоковольтных сетях.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жила секторной или круглой формы сечением 120 мм², что обеспечивает оптимальный баланс между пропускной способностью, весом и стоимостью по сравнению с медными аналогами.
- Экран по жиле: Поверх каждой изолированной жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты, а поверх него – медный экран в виде продольно наложенной ленты или в виде навитых медных проволок. Этот слой выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения в изоляции.
- Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, сохраняет механические и диэлектрические свойства при высоких температурах (до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания). Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110 кВ.
- Поясная изоляция: Поверх скрученных изолированных жил с экранами накладывается поясная изоляция из полупроводящего материала, поверх которой устанавливается общий медный экран (обычно в виде медных проволок). Этот экран выполняет функцию нулевой жилы в сетях с эффективно заземленной нейтралью и служит для пропускания токов утечки и замыкания на землю.
- Броня: Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Броня обеспечивает механическую защиту от повреждений при протяжке в траншеях, от грызунов, а также от растягивающих нагрузок. Оцинковка обеспечивает коррозионную стойкость.
- Наружная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (П). Оболочка черного цвета, защищает броню от химических воздействий и обеспечивает дополнительную герметизацию. Исполнение «Т» подразумевает введение в состав оболочки добавок, препятствующих развитию плесени.
- Магистральные линии электропередачи напряжением 110 кВ.
- Вводы и выводы на подстанциях и распределительных устройствах.
- Питающие линии для крупных промышленных предприятий, насосных станций, горнодобывающих комплексов.
- Резервирование и кольцевание сетей в крупных городах.
- Эксплуатационная безопасность: Отсутствие масла исключает риск утечек и возгорания, что критически важно для прокладки в городской инфраструктуре и на промышленных объектах.
- Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с маслонаполненными кабелями при тех же сечениях.
- Простота монтажа и обслуживания: Меньший вес и радиус изгиба, отсутствие необходимости в сложных масляных муфтах и системах подпитки маслом. Монтаж концевой и соединительной муфт менее трудоемок.
- Стойкость к внешним воздействиям: Броня и полиэтиленовая оболочка обеспечивают защиту от механических повреждений, коррозии и влаги.
- Экономическая эффективность: Использование алюминия вместо меди снижает стоимость кабеля на 30-50%, что делает его предпочтительным для протяженных линий при условии обеспечения необходимой пропускной способности.
- Чувствительность к частичным разрядам: Качество изоляции СПЭ критически зависит от чистоты производства и отсутствия микроскопических дефектов, которые могут стать очагами частичных разрядов и привести к постепенному старению.
- Большая емкость: По сравнению с маслонаполненными кабелями, емкость СПЭ-кабелей выше, что может ограничивать допустимую длину линии без компенсирующих устройств из-за роста зарядного тока.
- Требовательность к качеству аксессуаров: Надежность линии на 90% определяется качеством монтажа муфт и концевых заделок. Необходима высокая квалификация персонала.
- Относительно высокая стоимость муфт и оконцевателей.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Раскатка: Рекомендуется использование направляющих роликов и лебедок с динамометром для контроля тягового усилия. Запрещена раскатка волочением по земле.
- Подготовка к монтажу муфт: Требуется точная осевая разделка кабеля с использованием специальных шаблонов. Обязательна очистка, обезжиривание и полускобление экрана. Температура воздуха при работе не должна быть ниже +5°C, а влажность – не выше 70%.
- Установка муфт: Используются специальные соединительные и концевые муфты на 110 кВ, рассчитанные на конкретную конструкцию кабеля. Процесс включает послойное восстановление экранов, изоляции и установку изоляционного корпуса, заполненного диэлектрическим гелем или эпоксидным компаундом.
- Заземление: Медные экраны жил и общий экран (броня) должны быть надежно заземлены с обоих концов линии для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
Основные технические и электрические характеристики
Параметры кабеля АПвП-1Т 3х120 регламентируются ГОСТ 18410-73 (на кабели с СПЭ-изоляцией на 110 кВ) и ТУ производителя. Ниже приведены ключевые характеристики.
Таблица 1. Электрические параметры при эксплуатации
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 64/110 (126) кВ | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное рабочее напряжение |
| Допустимая длительная температура жилы | +90°C | В нормальном режиме работы |
| Максимальная температура при КЗ | +250°C | Продолжительность не более 5 секунд |
| Допустимая температура при перегрузке | +130°C | Продолжительность не более 8 часов в сутки |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C | При отсутствии механических нагрузок |
| Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, не более | 0.253 Ом/км | Соответствует ГОСТ 22483 для сечения 120 мм² |
| Емкость на 1 км длины | ~0.18-0.22 мкФ/км | Типовое значение, зависит от конкретной конструкции |
| Индуктивное сопротивление | ~0.15 Ом/км | При частоте 50 Гц |
Таблица 2. Механические и геометрические параметры (ориентировочные)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Примерный наружный диаметр | 85-95 мм |
| Примерная масса 1 км кабеля | 6000-7500 кг |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 20 x D (наружного диаметра) |
| Допустимое тяговое усилие при монтаже | До 30 кН (зависит от конструкции) |
Область применения и условия эксплуатации
Кабель АПвП-1Т 3х120 предназначен для прокладки в земле (траншеях), включая грунты с высокой коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (УФ-излучение). Благодаря тропическому исполнению, он может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности (до 98% при температуре +35°C). Основные сферы применения:
Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также в воде (водоемах). Прокладка по вертикальным и наклонным трассам требует специального крепления.
Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами
Сравнение ведется с кабелями класса напряжения 110 кВ с бумажно-масляной изоляцией (МНС, МВД) и с кабелями с СПЭ-изоляцией с медными жилами (ПвП-1Т).
Преимущества:
Недостатки:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля АПвП-1Т 3х120 должен производиться в соответствии с ПУЭ (Правила устройства электроустановок), СНиП и инструкциями производителя кабеля и аксессуаров.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: В чем принципиальная разница между кабелями АПвП-1Т и АПвПу-1Т?
Буква «у» в маркировке АПвПу-1Т обозначает усиленную внешнюю оболочку, как правило, из полиэтилена повышенной прочности. Это не является стандартизированным обозначением по ГОСТ и чаще отражает внутренние ТУ производителя, направленные на улучшение механических свойств оболочки для прокладки в сложных грунтах.
Вопрос 2: Каков расчетный длительно допустимый ток нагрузки для АПвП-1Т 3х120?
Допустимый ток зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе), температуры грунта/воздуха, глубины прокладки, количества работающих кабелей вплотную. Для ориентировки: при прокладке в земле (глубина 0.7-1 м, температура грунта +15°C, термическое сопротивление земли 1.2 К·м/Вт) допустимый ток составляет примерно 300-330 А. Точный расчет должен выполняться по методике, приведенной в ПУЭ гл. 1.3, с учетом всех реальных условий.
Вопрос 3: Можно ли использовать этот кабель для прокладки по эстакадам и в галереях?
Да, можно. Кабель АПвП-1Т предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (эстакадах, галереях). При этом необходимо учитывать крепление кабеля, защиту от прямых солнечных лучей (например, использование лотков с крышками) и соблюдение допустимых радиусов изгиба.
Вопрос 4: Какой кабель экономичнее на длинную линию 110 кВ: АПвП-1Т 3х120 или АПвП-1Т 3х95?
Выбор сечения – это технико-экономический расчет. Сечение 120 мм² имеет меньшее электрическое сопротивление, следовательно, меньшие потери электроэнергии на джоулево тепло при передаче одной и той же мощности. Для длинных линий (более нескольких километров) повышенная стоимость кабеля 120 мм² часто окупается за счет снижения эксплуатационных потерь. Окончательное решение принимается на основе расчета потерь и стоимости жизненного цикла.
Вопрос 5: Требуется ли для кабеля АПвП-1Т 3х120 система постоянного контроля изоляции?
Для кабельных линий 110 кВ и выше, согласно современным стандартам надежности, рекомендуется применение систем непрерывного мониторига состояния изоляции (например, измерение частичных разрядов, температуры по длине линии с помощью DTS/DCR). Хотя это не является абсолютным требованием ПУЭ для всех случаев, такая система позволяет перейти от планово-предупредительного ремонта к ремонту по фактическому состоянию, предотвращая аварийные отключения.
Заключение
Кабель АПвП-1Т 3х120 является современным, надежным и экономически обоснованным решением для построения высоковольтных распределительных сетей класса 110 кВ. Его конструкция, основанная на сшитом полиэтилене и алюминиевых жилах, сочетает в себе высокую пропускную способность, эксплуатационную безопасность и относительную простоту монтажа. Ключевыми факторами успешного применения являются строгое соблюдение правил монтажа, использование качественных аксессуаров и квалифицированного персонала, а также проведение полного комплекса приемо-сдаточных высоковольтных испытаний. При правильном выборе сечения на основе детального расчета и учете условий прокладки, данный тип кабеля обеспечивает долговечную и бесперебойную работу ответственных энергетических объектов.