Кабель АПвПу2г 1х300: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПу2г 1х300 представляет собой 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. Данный тип кабеля является ключевым элементом высоковольтных сетей и характеризуется высокой надежностью, долговечностью и устойчивостью к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвПу2г 1х300

Маркировка кабеля выполнена согласно ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена.
• 2г – обозначение бронепокрова: «2» – двойная броня из стальных оцинкованных лент, «г» – гидроизоляция, подразумевающая наличие герметизирующих элементов (водоблокирующие ленты или заполнители).
• 1х300 – одна токопроводящая жила с номинальным сечением 300 мм².

Конструкция кабеля АПвПу2г 1х300

Конструкция кабеля многослойна, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая работоспособность в тяжелых условиях.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или аналогов. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для оптимизации диаметра кабеля), многопроволочная, уплотненная. Класс гибкости 1 или 2. Алюминий обеспечивает легкость и экономическую эффективность по сравнению с медью при сохранении требуемой токовой нагрузки.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)

Представляет собой слой экструдированного полупроводящего сшитого полиэтилена, нанесенный непосредственно на жилу. Его задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила-изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для напряжения 110 кВ составляет, как правило, не менее 16-18 мм. СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), стойкостью к тепловым ударам и трекингу.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)

Также выполнен из экструдированного полупроводящего СПЭ. Вместе с внутренним экраном образует коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции. Поверх этого слоя часто накладываются полупроводящие лавсановые или бумажные ленты.

5. Металлический экран (экранирующая оболочка)

Выполнен в виде медной гофрированной ленты или проволок, наложенных продольно или спирально. Сечение медного экрана выбирается исходя из требований к току короткого замыкания. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, путь для тока короткого замыкания и замыкания на землю.

6. Заполнитель и разделительный слой

Пространство под оболочкой заполняется полимерными жгутами или лентами для придания кабелю круглой формы. Между металлическим экраном и броней может находиться битумная лента или слой битумного состава для дополнительной герметизации.

7. Бронепокров (2г)

Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Ленты защищают кабель от механических повреждений (растяжения, удары, грызуны). Буква «г» указывает на наличие гидрозащиты: под броней и/или поверх нее укладываются водоблокирующие ленты (на основе супер-абсорбента) или наносится герметизирующий состав, препятствующий продольному распространению влаги в случае повреждения внешней оболочки.

8. Наружная оболочка (Пу)

Внешняя защитная оболочка из полиэтилена (обычно полиэтилена среднего давления, ПЭСД). Обозначение «Пу» – усиленная, что подразумевает увеличенную толщину. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам, ультрафиолетовому излучению и истиранию, что делает кабель пригодным для прокладки в земле (траншеях), в том числе в условиях высокой коррозионной активности.

Основные технические характеристики и параметры

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ
Количество и сечение жил	1 x 300 мм²
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Допустимый ток длительной нагрузки (Iдоп)*	~500-600 А (зависит от условий прокладки)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0601 Ом/км (для алюминиевой жилы)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	160 кВ (в течение 15 мин после монтажа)
Стойкость к переменным деформациям (циклы)	Не менее 30 (для кабелей с броней)

• Точное значение I_доп определяется расчетом согласно ПУЭ и зависит от способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества кабелей в траншее и т.д.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПу2г 1х300 предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение 110 кВ. Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи от подстанций к узловым распределительным пунктам.
• Вводы и выводы на ГПП (главных понизительных подстанциях) промышленных предприятий.
• Питающие линии для крупных объектов инфраструктуры (аэропорты, железнодорожные узлы, метрополитен).
• Устройство ответвлений в воздушных линиях (переход с ВЛ на КЛ).
• Прокладка в районах с высокой плотностью городской застройки, где сооружение ВЛ невозможно или нецелесообразно.

Способы прокладки:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянного грунта в траншее. Обязательна защита сигнально-предупредительной лентой или кирпичом. Броня и полиэтиленовая оболочка надежно защищают от коррозии и механических нагрузок.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Допускается прокладка на кабельных конструкциях. Необходимо учитывать требования пожарной безопасности.
• В блоках: Прокладка в асбестоцементных или полимерных трубах возможна, но требует тщательного расчета допустимых токов из-за ухудшения теплоотвода.

Прокладка по воздуху (на эстакадах, по фасадам) также возможна, но для этого чаще применяются кабели с оболочкой из ПВХ (АПвВг), так как ПВХ лучше противостоит ультрафиолету, хотя полиэтилен в марке АПвПу2г также обладает достаточной УФ-стойкостью.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2г 1х300

Преимущества:

• Высокая надежность: Комбинация изоляции из СПЭ и усиленной защиты обеспечивает длительный срок службы (более 30 лет).
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Устойчивость к влаге и агрессивным средам: Полная герметичность конструкции и полиэтиленовая оболочка.
• Механическая прочность: Двойная броня из стальных лент защищает от повреждений при монтаже и эксплуатации.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, СПЭ-кабель не требует обслуживания и мониторинга давления масла.
• Удобство монтажа: Меньший вес и радиус изгиба, чем у маслонаполненных аналогов.

Недостатки и особенности:

• Высокая стоимость: Цена кабеля со СПЭ-изоляцией выше, чем с бумажно-пропитанной, но ниже, чем у маслонаполненных.
• Чувствительность к качеству монтажа муфт и концевых заделок: Требует высокой квалификации персонала. Нарушение технологии разделки или монтажа муфты может привести к пробою.
• Необходимость использования специального инструмента: Для разделки и монтажа необходимы точные шаблоны, фаскосниматели, инструмент для заземления экрана.
• Большой вес и габариты бухт: Требует применения тяжелой техники для транспортировки и раскатки.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу2г 1х300 должен производиться в соответствии с СО 153-34.20.504-2003 «Инструкция по монтажу силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110-500 кВ» и ПУЭ 7-го издания.

• Температура монтажа: Работы по прокладке рекомендуется проводить при температуре окружающего воздуха не ниже -10°C. При более низких температурах кабель необходимо предварительно прогреть в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов тока.
• Радиус изгиба: Строго контролируется. Нарушение минимального радиуса изгиба может привести к необратимой деформации изоляции и экранов.
• Заземление: Металлические экраны (броня и медный экран) должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Для этого используются специальные соединители и заземляющие проводники соответствующего сечения.
• Монтаж муфт: Установка соединительных и концевых муфт – критически важная операция. Необходимо обеспечить абсолютную чистоту в зоне работы, использовать только оригинальные комплектующие и соблюдать геометрию разделки.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением или переменным напряжением повышенной частоты, а также измерение сопротивления изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу2г отличается от АПвВг?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и степени защиты. АПвВг имеет оболочку из поливинилхлорида (ПВХ), а АПвПу2г – усиленную оболочку из полиэтилена (Пу). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой стойкостью к влаге, химической агрессии и истиранию, что делает кабель АПвПу2г предпочтительным для прокладки непосредственно в земле (траншеях), особенно в грунтах с высокой коррозионной активностью. Кабель АПвВг чаще применяется для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах).

Почему в маркировке указано «2г», и обязательно ли это для прокладки в земле?

Индекс «2г» означает наличие двойной брони из стальных лент и гидрозащиты. Для прокладки в земле (траншеях) согласно ПУЭ и отраслевым стандартам, кабели на напряжение 110 кВ должны иметь бронепокров для защиты от механических повреждений при раскопках, давления грунта, грызунов. Гидрозащита («г») является крайне рекомендуемой, так как предотвращает распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки, что значительно повышает надежность и ремонтопригодность линии.

Как рассчитывается длительно допустимый ток для данного кабеля?

Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) рассчитывается согласно методикам, изложенным в ПУЭ (Глава 1.3) и ГОСТ Р МЭК 60287. Расчет является сложным и учитывает множество факторов: способ прокладки (в земле, в воздухе, в канале), температуру окружающей среды (грунта), удельное тепловое сопротивление грунта, количество работающих параллельно кабелей в одной траншее и расстояние между ними, наличие дополнительных тепловых воздействий. Для кабеля АПвПу2г 1х300, проложенного одиночно в траншее на глубине 0.7-1.0 м в грунте с нормальным тепловым сопротивлением, I_доп обычно находится в диапазоне 500-600 А. Точный расчет должен выполнять проектировщик.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвПу2г 1х300?

Для данного кабеля применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на эластомерах) муфты на 110 кВ. Соединительные муфты предназначены для соединения двух отрезков кабеля, а концевые муфты – для подключения к открытым распределительным устройствам (ОРУ) подстанций или к силовым трансформаторам. Муфты должны быть того же класса напряжения, что и кабель, и предназначены именно для кабелей с СПЭ-изоляцией. Ведущие производители: Raychem (Tyco), 3M, Pfisterer, Nexans, а также российские компании, выпускающие продукцию по лицензии или собственным ТУ.

Требуется ли для кабеля АПвПу2г 1х300 система непрерывного контроля изоляции?

Для кабельных линий 110 кВ и выше, включая линии на СПЭ-изоляции, согласно действующим нормативам (например, СТО 56947007-29.240.55.114) рекомендуется, а часто и предписывается, система непрерывного мониторига состояния изоляции. Это может быть система распределенного измерения температуры (DTS) или система частичного разряда (PD Monitoring). Однако, в отличие от маслонаполненных кабелей, для СПЭ-кабелей не требуется система контроля давления и подпитки маслом, что упрощает эксплуатацию.

Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвПу2г 1х300?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, установленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может превышать 40-50 лет. Ключевыми факторами, влияющими на долговечность, являются: отсутствие перегрузок по току, отсутствие повреждений при монтаже, качество установки муфт и заделок, коррозионная стойкость брони и оболочки.