Кабель АПвПу 1х95

Кабель АПвПу 1х95: полный технический анализ и область применения

Кабель АПвПу 1х95 представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в электрических сетях высокого напряжения, где предъявляются повышенные требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвПу 1х95

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и содержит полную информацию о его конструкции:

А – токопроводящая жила из алюминия.
П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена (обозначение «у» указывает на усиленную конструкцию, часто применяемую для прокладки в земле).
1х95 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 95 мм².

Таким образом, полная расшифровка указывает на одножильный алюминиевый кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с внутренней ПВХ и наружной полиэтиленовой оболочкой, сечением 95 мм².

Конструкция кабеля АПвПу 1х95

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и безопасной работы под высоким напряжением.

Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 95 мм² жила, как правило, имеет круглую форму и может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной, в зависимости от требований гибкости. Класс жилы (1 или 2) указывается в технических условиях.
Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой): Наносится поверх жилы методом экструзии. Представляет собой сшитый полупроводящий полиэтиленовый компаунд. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений на границе жила-изоляция, что критически важно для ВН.
Изоляция: Основной изоляционный слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована стандартами на напряжение 110 кВ. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C) и стойкостью к тепловым ударам.
Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой): Также выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяющий электрическое поле вокруг жилы.
Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно или в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана по изоляции. Функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов на землю, использование в качестве заземляющего проводника при коротких замыканиях. Для кабеля 1х95 этот элемент обязателен.
Внутренняя оболочка (В): Из поливинилхлоридного пластиката. Выполняет функцию демпфирующего и разделительного слоя между металлическим экраном и наружной оболочкой, а также обеспечивает дополнительную герметизацию.
Наружная оболочка (Пу): Из полиэтилена (ПЭ) повышенной прочности. Обозначение «усиленная» (Пу) подразумевает увеличенную толщину. Оболочка предназначена для защиты всех внутренних элементов кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных химических веществ в грунте и при атмосферных воздействиях. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к растрескиванию под напряжением.

Основные технические характеристики и параметры

Параметры кабеля АПвПу 1х95 регламентируются серией стандартов: ГОСТ 18410-73 (на кабели с СПЭ-изоляцией), ТУ 16.К71-277-88, а также международным стандартом МЭК 60502-2. Ниже приведены ключевые данные.

Электрические характеристики (при температуре +20°C)

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U₀/U (U_m)	64/110 (126) кВ	U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, U_m – максимальное рабочее
Максимально допустимая рабочая температура жилы	+90 °C	Длительный режим работы
Температура жилы при коротком замыкании	+250 °C	Допустимая продолжительность до 5 сек.
Сопротивление жилы постоянному току, не более	0.310 Ом/км	Для алюминиевой жилы сечением 95 мм²
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	192 кВ	Продолжительность испытания 15 мин.
Испытательное постоянное напряжение	336 кВ	Продолжительность испытания 15 мин. (альтернатива переменному)

Механические и эксплуатационные характеристики

Параметр	Значение/Описание
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Диапазон рабочих температур окружающей среды	От -50 °C до +50 °C
Допустимая температура прокладки без предварительного подогрева	Не ниже -20 °C
Стойкость к тепловому удару при коротком замыкании	Высокая, благодаря свойствам СПЭ
Допустимое растягивающее усилие	Определяется конструкцией жилы и оболочек, указывается в ТУ

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу 1х95 предназначен для передачи электроэнергии в трехфазных сетях 110 кВ. При монтаже трехфазной линии используются три одножильных кабеля, уложенных треугольником или в плоскость. Основные сферы применения:

Магистральные линии электропередачи: Подключение подстанций, распределительных устройств.
Вводы на территории промышленных предприятий: Где требуется высокая надежность и стойкость к агрессивным средам.
Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ прокладки для данной марки. Усиленная полиэтиленовая оболочка (Пу) обеспечивает защиту от коррозии, блуждающих токов, механических нагрузок от грунта. Обязательна укладка на подушку из песка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Допускается при условии соблюдения правил пожарной безопасности (кабель не распространяет горение при одиночной прокладке).
Прокладка в воздухе (по эстакадам, галереям): Возможна, но необходимо учитывать УФ-стойкость оболочки (полиэтилен требует защиты от прямого солнечного излучения) и механические нагрузки.

Важно: Прокладка в воде (через водоемы) для кабеля с алюминиевой жилой и стандартной конструкцией оболочек не рекомендуется без дополнительной герметизирующей брони.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 1х95

Преимущества:

Высокая пропускная способность: Благодаря высокой допустимой температуре нагрева жилы (+90°C) по сравнению с бумажно-масляной изоляцией.
Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, что упрощает монтаж и эксплуатацию.
Высокая стойкость к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям.
Отличные диэлектрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая электрическая прочность.
Упрощенный монтаж: Возможность прокладки на трассах со значительными перепадами высот без ограничений, связанных с течением масла.
Коррозионная стойкость: Полиэтиленовая оболочка устойчива к влаге и многим химическим реагентам.
Меньший вес и внешний диаметр по сравнению с маслонаполненными кабелями аналогичного напряжения и сечения.

Недостатки и ограничения:

Чувствительность к механическим повреждениям при прокладке: Требуется осторожность, особенно в отношении изоляции из СПЭ.
Необходимость тщательной подготовки и герметизации концевых муфт: Во избежание попадания влаги в изоляцию, что может привести к развитию водных древ.
Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое и среднее напряжение.
Требовательность к качеству монтажа соединительных и концевых муфт.
Ограниченная стойкость к прямому УФ-излучению полиэтиленовой оболочки при длительной прокладке на открытом воздухе.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля 110 кВ требует высокой квалификации персонала и использования специального оборудования.

Раскатка: Производится с помощью кабельных роликов, установленных на трассе. Запрещается волочение кабеля по землю, сбрасывание с барабана. Радиус изгиба контролируется.
Подогрев: При температуре ниже -20°C кабель перед прокладкой необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть трансформатором. Механический изгиб непрогретого кабеля запрещен.
Монтаж муфт: Является критически важной операцией. Применяются специальные соединительные и концевые муфты для кабелей 110 кВ с изоляцией из СПЭ. Процесс включает: разделку конца кабеля с послойным удалением оболочек и экранов, подготовку поверхности изоляции (шлифовка, очистка), монтаж изоляционных и экранирующих элементов (чаще всего термоусаживаемых или на основе намотки липкой ленты), восстановление электрической целостности экранов и заземление. Все работы ведутся в условиях чистоты для исключения загрязнения диэлектрика.
Заземление: Металлические экраны всех трех фаз в конце линии должны быть надежно заземлены. Существуют схемы с односторонним или двусторонним заземлением экранов, а также с их поперечным соединением и секционированием, выбор которых зависит от длины линии и величины токов, наводимых в экране.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу отличается от АПвП?

Буква «у» в маркировке АПвПу указывает на усиленную наружную оболочку из полиэтилена. Кабель АПвПу предназначен для прокладки в земле, в то время как АПвП (без «у») имеет стандартную толщину оболочки и чаще применяется для прокладки в воздухе, каналах, туннелях, где механические нагрузки ниже.

Почему для сетей 110 кВ используются одножильные кабели, а не трехжильные?

На напряжение 110 кВ и выше трехжильные кабели в общей оболочке имеют очень большой 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 муфт и обеспечивает лучший теплоотвод.

Каков расчетный ток нагрузки для АПвПу 1х95?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит не только от сечения, но и от способа прокладки, температуры грунта, глубины заложения и количества работающих кабелей вплотную. Для ориентировочной оценки: при прокладке в земле (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, расстояние между кабелями 250 мм) допустимый ток составляет примерно 280-320 А. Точный расчет должен выполняться согласно ПУЭ гл. 1.3 или с использованием специализированного ПО, учитывающего все реальные условия.

Что такое «водные древы» и как с ними бороться?

Водные древы – это древовидные микротрещины в изоляции из СПЭ, возникающие под действием электрического поля в присутствии влаги. Для борьбы с ними в конструкции кабеля АПвПу применяется радиационно-сшитый полиэтилен, обладающий повышенной стойкостью. Главная профилактическая мера – абсолютная герметичность оболочек и муфт на протяжении всего срока службы.

Можно ли использовать кабель АПвПу 1х95 для реконструкции старых линий 110 кВ с маслонаполненными кабелями?

Да, это распространенная практика. Кабель АПвПу 1х95 часто выбирают для замены устаревших маслонаполненных кабелей благодаря более высокой пропускной способности, экологической безопасности (отсутствие масла) и меньшим эксплуатационным затратам. Необходимо проверить соответствие сечения и пересчитать токи короткого замыкания.

Как маркируется кабель при поставке?

Кабель поставляется на деревянных барабанах. На щеках барабана наносится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, длины, сечения, напряжения, даты изготовления, номера барабана, массы брутто и знака соответствия. Сам кабель имеет цифробуквенную маркировку на наружной оболочке с шагом не более 1 метра, содержащую марку, сечение, напряжение, год изготовления и длину.

Заключение

Кабель АПвПу 1х95 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 защитных полиэтиленовых оболочках, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, длительный срок службы (не менее 30 лет) и возможность прокладки в сложных условиях. Успешная эксплуатация кабеля напрямую зависит от строгого соблюдения правил монтажа, особенно технологии установки муфт, и качественного проектирования трассы с учетом всех внешних факторов.