Кабель АПвПу 1х70

Кабель АПвПу 1х70: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвПу 1х70 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность в протяженных кабельных линиях, в том числе в сложных условиях эксплуатации. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила; П – изоляция из сшитого полиэтилена; в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката; Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвПу 1х70

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая механическую прочность, электрическую изоляцию и защиту от внешних воздействий.

• Токопроводящая жила: Выполнена из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Жила сечением 70 мм² может быть однопроволочной (ож) для жестких условий или многопроволочной (мн) для повышенной гибкости, в зависимости от требований проекта. Класс гибкости 1 или 2.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится экструзионным способом непосредственно на токопроводящую жилу. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции на высоком напряжении.
• Изоляция: Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Технология сшивания (поперечная связь молекул) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (допустимая температура длительной работы +90°C), устойчивость к тепловым ударам, отличные диэлектрические характеристики и механическую прочность. Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110 кВ.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено однородное радиальное электрическое поле, что является ключевым для кабелей высокого напряжения.
• Металлический экран: Поверх внешнего полупроводящего экрана наложен экран из медных проволок или гофрированной медной ленты. Для кабеля АПвПу 1х70 это, как правило, экран из медных проволок. Его функции:
  • Защита от электромагнитных помех.
  • Обеспечение симметрии электрического поля.
  • Создание пути для тока короткого замыкания (требует расчета и заземления с обоих концов).
  • Дренаж токов утечки и емкостных токов.
• Внутренняя оболочка (под оболочка): Из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Предназначена для герметизации металлического экрана, защиты от коррозии, а также для придания кабелю круглой формы перед наложением внешней оболочки.
• Наружная оболочка: Усиленная оболочка из полиэтилена (обозначение «Пу»). Полиэтилен низкого давления (высокой плотности, HDPE) обладает высокой стойкостью к механическим повреждениям, истиранию, влаге, агрессивным химическим веществам (кислотам, щелочам, солям) и солнечному излучению. Это позволяет прокладывать кабель АПвПу в земле (в траншеях), коллекторах, туннелях, по эстакадам, а также в условиях повышенной влажности.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля регламентируются ГОСТ 18410-73 (на кабели с пластмассовой изоляцией), ТУ 16.К71-277-88, а также международными стандартами МЭК 60502-2 и МЭК 60840.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	64/110
Сечение жилы, мм²	70
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с), °C	+250
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева), °C	-15
Допустимый радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0,443
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после прокладки, кВ/продолжительность	160 кВ / 15 минут
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*	~250-280 А (зависит от условий прокладки)

• Точное значение I_доп требует расчета по методике ПУЭ или МЭК 60287 с учетом конкретных условий: температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина прокладки, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение.

Области применения кабеля АПвПу 1х70

Кабель предназначен для создания магистральных и распределительных сетей высокого напряжения. Основные сферы применения:

• Воздушные линии электропередачи с подвеской на тросах: Благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке, стойкой к УФ-излучению и перепадам температур.
• Прокладка в земле (траншеях): При условии отсутствия механических нагрузок, кроме стандартных. Требуется защита сигнальной лентой или плитами.
• Прокладка в кабельных коллекторах, туннелях, эстакадах и галереях: Является основным способом в городской инфраструктуре.
• Подводные переходы: При условии дополнительной бронезащиты (кабель марки АПвПбШп или АПвПу2г).
• Вводы на территории промышленных предприятий, подстанций 110/10(6) кВ.

Кабель не предназначен для прокладки в взрывоопасных зонах (без специального исполнения), а также в блоках, заполненных газом или маслом.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 1х70

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (МНД, СЦВ):

• Отсутствие необходимости в сложных системах давления масла и постоянного мониторинга, что снижает эксплуатационные затраты.
• Меньший вес и внешний диаметр при том же сечении и напряжении.
• Большая допустимая разность уровней при прокладке (нет риска стекания масла).
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам.
• Простота монтажа и соединения (использование термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт).
• Экологическая безопасность (отсутствие масла).

Преимущества перед кабелями с ПВХ изоляцией на среднее напряжение:

• Более высокий класс напряжения (110 кВ).
• Лучшие диэлектрические и температурные характеристики изоляции.

Недостатки:

• Чувствительность к механическим повреждениям острыми предметами (требует аккуратной прокладки).
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на среднее напряжение.
• Требовательность к качеству монтажа концевых заделок и соединительных муфт. Попадание влаги или загрязнений в зону изоляции недопустимо.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу 1х70 должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций заводов-изготовителей.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться в вертикальном положении и фиксироваться. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей и осадков.
• Раскатка: Запрещена раскатка с рывками и падением барабана. При прокладке в траншеях необходимо использовать ролики для минимизации трения. Радиус изгиба контролируется по маркировке на кабеле.
• Затяжка в трубы и лотки: Производится с применением специальной смазки, не разрушающей оболочку.
• Монтаж муфт: Является критически важной операцией. Поверхности изоляции и экранов должны быть подготовлены с высокой точностью, очищены и обезжирены. Все компоненты муфты (концевой или соединительной) монтируются в строгой последовательности. Особое внимание – герметизации.
• Заземление: Металлические экраны кабеля должны быть надежно заземлены с обоих концов. В случае большой длины линии (когда наводится значительная ЭДС) может потребоваться применение поперечных связей или заземление в одной точке с использованием ограничителей напряжения.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением (постоянным током) согласно нормативам. Для кабеля 110 кВ стандартное испытательное напряжение постоянного тока составляет 192 кВ (2.5U₀) в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПу от АПвП?

Буква «у» в маркировке АПвПу означает «усиленная оболочка» из полиэтилена. В кабеле АПвП наружная оболочка, как правило, из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает значительно более высокой стойкостью к механическим воздействиям, истиранию, влаге и химической агрессии, что делает АПвПу предпочтительным для прокладки в земле (особенно в агрессивных грунтах) и на открытом воздухе.

Можно ли использовать кабель АПвПу 1х70 для прокладки в земле без дополнительной защиты?

Да, усиленная полиэтиленовая оболочка позволяет прокладку в земле. Однако согласно ПУЭ (Глава 2.3), при прокладке в траншеях на глубине 0.7-1.0 м кабель должен быть защищен сверху кирпичом или бетонными плитами на всем протяжении от механических повреждений при раскопках. В местах пересечений с дорогами и инженерными коммуникациями кабель прокладывается в трубах или блоках.

Какой ток короткого замыкания может выдержать этот кабель?

Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы и материалами изоляции. Для алюминиевой жилы 70 мм² с изоляцией из XLPE допустимая температура при КЗ +250°C. Расчетный ток КЗ (I_кз) определяется по формуле, учитывающей длительность КЗ (обычно 1-4 секунды). Для ориентировки, при времени КЗ 1 секунда, допустимый ток составляет несколько килоампер (например, ~8-10 кА). Точный расчет должен проводиться для каждой конкретной сети.

Что означает «1х70» и почему кабель одножильный?

«1х70» означает одну жилу сечением 70 мм². На напряжение 110 кВ и выше силовые кабели, как правило, выполняются одножильными. Это связано с технологическими сложностями производства трехжильных кабелей высокого напряжения с экранами на каждую жилу, их большим весом и диаметром. Трехфазная линия собирается из трех одножильных кабелей, уложенных треугольником или вплотную, что также влияет на токовую нагрузку.

Как правильно выбрать сечение 70 мм²? Достаточно ли его для передачи мощности?

Сечение выбирается на этапе проектирования по экономической плотности тока и проверяется по допустимому длительному току нагрузки (I_доп) и условиям короткого замыкания. Для кабеля 110 кВ сечение 70 мм² является одним из начальных в линейке. Его I_доп при прокладке в земле (температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт) составляет примерно 250-280 А. Это позволяет передавать полную мощность около 48-54 МВА (S = √3·U·I). Для больших мощностей выбирают сечения 95, 120, 150 мм² и более.

Требуется ли для кабеля АПвПу 1х70 система постоянного контроля изоляции?

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена системы постоянного контроля с постоянным подпитывающим напряжением (как для маслонаполненных кабелей) не требуются. Однако в ответственных линиях применяются системы распределенного мониторинга температуры (DTS) или частичных разрядов (DAC), которые повышают надежность и позволяют перейти на обслуживание по фактическому состоянию.

Заключение

Кабель АПвПу 1х70 является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий электропередачи класса напряжения 110 кВ. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена и усиленной полиэтиленовой оболочке, обеспечивает длительный срок службы (не менее 30 лет), низкие эксплуатационные расходы и возможность прокладки в различных условиях, включая агрессивные среды. Правильный выбор, монтаж и эксплуатация в соответствии со строгими нормативными требованиями являются залогом безаварийной работы энергетического объекта на протяжении десятилетий.