Кабель АПвПу 1х300

Кабель АПвПу 1х300: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПу 1х300 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 кВ частотой 50 Гц. Конструкция и материалы данного кабеля оптимизированы для работы в высоковольтных сетях с высокими требованиями к надежности и долговечности.

Расшифровка маркировки АПвПу 1х300

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (ПВХ в маркировке высоковольтных кабелей не используется, «П» традиционно указывает на полиэтиленовую изоляцию, в данном случае – сшитую).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка (обычно броня из гофрированной стальной ленты, наложенной поверх герметизирующей оболочки).
• 1х300 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 300 мм².

Таким образом, полная расшифровка обозначает: Кабель силовой с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в поливинилхлоридной оболочке, с усиленной защитой (броней), одножильный, сечением 300 мм².

Конструкция кабеля АПвПу 1х300

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

• Материал: алюминий марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483.
• Конструкция: секторная или круглая уплотненная, многопроволочная. Для сечения 300 мм² жила набирается из множества проволок, что обеспечивает гибкость и отсутствие скрутки.
• Класс гибкости: 1 или 2 (для стационарной прокладки).
• На поверхность жилы может наноситься полупроводящий экран для выравнивания электрического поля.

2. Внутренний полупроводящий экран

Слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, наложенный экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Его задача – плавно выровнять градиент электрического поля, устранить микроскопические воздушные включения между жилой и изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов – главной причины старения и пробоя диэлектрика.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE – Cross-Linked Polyethylene). Этот материал получают путем химической или радиационной сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его термостойкость и стойкость к растрескиванию под воздействием тепла и механических нагрузок.

• Рабочая температура: до +90°C в продолжительном режиме.
• Температура при перегрузке: до +130°C (не более 100 часов в год).
• Температура при коротком замыкании: до +250°C (не более 4 секунд).
• Основные преимущества перед бумажно-масляной изоляцией: меньший вес, отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом, высокая стойкость к ударным нагрузкам, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте.

4. Внешний полупроводящий экран

Аналогичен внутреннему. Вместе с внутренним экраном и изоляцией образует коаксиальную систему, обеспечивающую радиальное распределение электрического поля и его надежное ограничение внутри слоя диэлектрика.

5. Экран (металлическая оболочка)

Предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний, обеспечения симметрии электрического поля вокруг жилы и использования в качестве нулевой жилы в сетях с эффективно заземленной нейтралью при токах короткого замыкания. Выполняется в виде медной или алюминиевой гофрированной ленты, наложенной продольно или спирально. Для кабеля на 110-220 кВ это обязательный и критически важный элемент конструкции.

6. Защитная герметизирующая оболочка

Располагается под броней. Изготавливается из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката. Ее задача – защитить металлический экран от коррозии и обеспечить дополнительную герметизацию.

7. Броня (усиленная защита — «Пу»)

Выполняется из гофрированной стальной оцинкованной ленты. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, грызуны) при прокладке в земле (траншеях), а также от растягивающих усилий.

8. Наружная оболочка

Внешний защитный слой из ПВХ-пластиката. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам (почва, грунтовые воды), ультрафиолетовому излучению (при хранении), а также служит для идентификации. Обычно имеет черный цвет.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу 1х300

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110; 127/220
Сечение жилы, мм²	300
Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C	+90
Максимальная температура при КЗ (до 4 с), °C	+250
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева), °C	-15
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0601 (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ/час	Для 110 кВ: 160-190 кВ / 1 час Для 220 кВ: 318-380 кВ / 1 час
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл</sub.доп)	Зависит от условий прокладки. Пример: в земле (траншее) ~500-550 А.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу 1х300 применяется для создания магистральных линий электропередачи, ввода электроэнергии на территории крупных промышленных предприятий, в городских кабельных сетях высокого напряжения, для соединения подстанций и распределительных устройств.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Броня «Пу» обеспечивает защиту от механических воздействий грунта и при проведении земляных работ.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Броня защищает от возможных падений предметов и других механических рисков.
• В помещениях и на эстакадах: Допускается при условии отсутствия растягивающих усилий и риска прямого механического повреждения. Необходимо учитывать распространение горения (ПВХ оболочка может поддерживать горение, требуются дополнительные меры).

Важно: Для одножильных кабелей на высокое напряжение критически важным является правильный выбор схемы расположения жил (в плане или треугольником) и способа перекрестного соединения металлических экранов для минимизации потерь в оболочке и наведенных напряжений.

Сравнение с аналогами и выбор

Таблица 2. Сравнение АПвПу с другими типами кабелей на 110-220 кВ

Тип кабеля	Преимущества	Недостатки	Область предпочтительного применения
АПвПу (XLPE, алюминий)	Относительно низкая стоимость (за счет алюминия), высокая стойкость к ударным нагрузкам, простота монтажа и обслуживания, малый вес.	Больший диаметр по сравнению с медным аналогом при том же сечении, меньшая стойкость к многократным изгибам у жилы.	Подавляющее большинство проектов ВЛ и КЛ 110-220 кВ, где нет жестких ограничений по диаметру.
ПвПу (XLPE, медь)	Меньшее сечение при том же токе, высокая механическая прочность и стойкость к изгибам жилы, меньший диаметр и вес по сравнению с алюминиевым того же тока.	Значительно более высокая стоимость.	Проекты с ограниченным диаметром кабельных каналов, особо ответственные участки, реконструкция с использованием существующих каналов малого сечения.
МНС (с бумажно-масляной изоляцией)	Огромный опыт применения, долгая история эксплуатации.	Необходимость систем подпитки маслом, ограничение по перепаду высот, риск утечки масла, большая масса, сложность монтажа.	В новых проектах практически не используется, применяется при ремонте и модернизации старых сетей.

Требования к монтажу и эксплуатации

• Раскатка: Запрещается сбрасывать барабан с кабелем с транспортного средства. Раскатка осуществляется с помощью кабельных укладчиков или лебедок с использованием тормозного устройства барабана. Радиус изгиба контролируется.
• Монтаж муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала. Работы проводятся в условиях абсолютной чистоты, влажности и запыленности. Необходимо строго соблюдать технологию производителя соединительной арматуры.
• Засыпка: При прокладке в траншее используется мягкий грунт без камней и строительного мусора. На всем протяжении кабель должен иметь песчаную подсыпку и присыпку.
• Идентификация: На трассе укладываются сигнальные ленты, а на концах кабеля и в точках соединения устанавливаются бирки с указанием марки, сечения, напряжения, номера линии и длины.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (по нормам ПУЭ и ПТЭЭП) для проверки состояния изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается изоляция «сшитый полиэтилен» (XLPE) от обычного полиэтилена (ПЭ)?

Обычный полиэтилен (ПЭ) является термопластом и размягчается при нагреве. Сшитый полиэтилен (XLPE) – это термореактивный материал. В процессе производства его молекулы «сшиваются» в трехмерную сетку, что резко повышает температурную стабильность. XLPE сохраняет механические и диэлектрические свойства при температурах до +90°C (против +70°C у ПЭ) и не плавится, а только обугливается при сверхвысоких температурах КЗ.

Почему для кабеля 110 кВ используется именно одножильная конструкция, а не трехжильная?

Для напряжений 110 кВ и выше трехжильные кабели в общей оболочке имеют чрезвычайно большие вес и диаметр, что делает их производство, транспортировку и монтаж крайне сложными. Использование трех одножильных кабелей (по одному на фазу) повышает гибкость проектирования трассы, упрощает монтаж соединительных муфт и повышает надежность (повреждение одной фазы не затрагивает другие).

Как правильно выбрать сечение кабеля 300 мм²? Достаточно ли его для тока, например, 500 А?

Сечение 300 мм² для алюминиевой жилы при прокладке в земле обычно имеет допустимый длительный ток нагрузки в диапазоне 500-550 А. Однако окончательный выбор сечения – это результат сложного теплового расчета согласно ПУЭ (Глава 1.3). Необходимо учитывать: удельное тепловое сопротивление грунта, температуру грунта, количество кабелей в траншее и расстояние между ними, наличие дополнительного охлаждения. Для тока 500 А сечение 300 мм² часто является достаточным, но в условиях прокладки в кабельном канале с группой других кабелей оно может быть недостаточным. Обязателен проектный расчет.

Что означает «усиленная защитная оболочка (Пу)» и в чем ее отличие от просто «П»?

Обозначение «Пу» (по ГОСТ 7006-72 и его преемникам) указывает на наличие брони из стальных лент, наложенной поверх герметизирующей оболочки. Это классическая броня для кабелей, прокладываемых в земле. Просто «П» в маркировке высоковольтного кабеля обычно означает наружную ПВХ оболочку, но без брони. Таким образом, «Пу» – это кабель, защищенный от механических повреждений, а «П» – нет, и его прокладка в земле без дополнительных защитных коробов (например, ПНД-гофр) недопустима.

Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвПу?

Монтаж концевых заделок (СТОФ, STOF) – критически важная операция. Ключевые этапы: точная разделка кабеля с послойным зачищением экранов и изоляции, тщательная зачистка и обезжиривание поверхности изоляции из сшитого полиэтилена, наложение (обычно методом холодной усадки или заливкой) стресс-конуса для контроля электрического поля, подключение наконечника жилы опрессовкой, герметизация. Обязательно использование специального комплекта инструментов и чистых перчаток. Работы должны выполняться обученными бригадами, сертифицированными производителем муфт.

Какой документ является основным для определения параметров кабеля АПвПу 1х300?

Основополагающим документом является технические условия (ТУ) завода-изготовителя, разработанные, как правило, на основе ГОСТ 18410-73 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия» и более современных отраслевых стандартов. В ТУ содержатся все конкретные данные: конструктивные размеры, электрические и механические характеристики, программа приемо-сдаточных испытаний. Проектная документация должна ссылаться на конкретные ТУ.