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.
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 является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
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.
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.
Аналогичен внутреннему. Вместе с внутренним экраном и изоляцией образует коаксиальную систему, обеспечивающую радиальное распределение электрического поля и его надежное ограничение внутри слоя диэлектрика.
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.
Располагается под броней. Изготавливается из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката. Ее задача – защитить металлический экран от коррозии и обеспечить дополнительную герметизацию.
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.
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.
| 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. |
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.
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.
| 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. |
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.
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).
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.
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.
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.
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.