Кабель АПвПу2гж 1х50

Кабель АПвПу2гж 1х50: полное техническое описание и область применения

Кабель марки АПвПу2гж 1х50 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110-220 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом высоковольтных сетей и характеризуется высокой надежностью, долговечностью и устойчивостью к эксплуатационным нагрузкам.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж 1х50

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

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• Пв – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Пв – вулканизированный полиэтилен).
• Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Буква «у» указывает на усиление, что подразумевает повышенную механическую прочность и стойкость к внешним воздействиям.
• 2г – обозначение типа защитного покрова: «2» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «г» – голый, то есть отсутствие наружного защитного покрова (защитного шланга) поверх брони.
• ж – наличие гидрофобного заполнителя в поясной изоляции. Это вещество, препятствующее продольному распространению влаги в случае повреждения оболочки.
• 1х50 – количество и сечение основных жил: одна жила номинальным сечением 50 мм².

Конструкция кабеля АПвПу2гж 1х50

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 50 мм² жила, как правило, выполняется круглой формы, однопроволочной (монолитной) или многопроволочной в зависимости от требований гибкости. Класс жилы – 1 или 2. Алюминий обеспечивает легкость и экономическую эффективность по сравнению с медью при сохранении требуемой проводимости.

2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий слой)

Поверх жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из полиэтилена, модифицированного сажей. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения частичных разрядов на границе между металлом жилы и диэлектриком изоляции.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения. Для кабеля на 110 кВ толщина составляет порядка 16-18 мм, на 220 кВ – более 25 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной теплостойкостью (до 90°C в продолжительном режиме) и стойкостью к термоциклированию.

4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)

Аналогичный внутреннему, этот слой также выполнен из экструдированного полупроводящего полиэтилена. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изоляции и является частью экранной системы.

5. Поясная изоляция и гидрофобный заполнитель

Поверх внешнего полупроводящего экрана накладываются экранирующие элементы (медные проволоки или ленты), которые затем покрываются поясной изоляцией, часто из полимерных лент. В конструкции АПвПу2гж в этот слой вводится гидрофобный заполнитель («ж» в маркировке) – обычно это гель на основе полиизобутилена или подобных веществ. Его функция – блокировка миграции воды вдоль кабеля в случае локального повреждения наружных покровов.

6. Защитная оболочка (шланг)

Внешняя полиэтиленовая оболочка (Пу) черного цвета, наложенная поверх поясной изоляции. Полиэтилен низкого или среднего давления (ПНД/ПСД) обеспечивает высокую стойкость к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и ультрафиолетовому излучению. Усиленный тип («у») означает повышенную толщину и механическую прочность.

7. Броня

Поверх оболочки наложена броня из двух стальных оцинкованных лент, навитых в перекрытие. Назначение брони – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, проколов) при монтаже и эксплуатации, в том числе от грызунов.

Индекс «г» (голый) указывает, что поверх брони не накладывается защитный шланг (типа «Шв» или «Шп»), что является особенностью данной модификации и определяет условия прокладки.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2гж 1х50

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ или 127/220 (252) кВ
Количество и сечение жил	1 x 50 мм²
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C (длительно), +130°C (при КЗ, до 4 сек), +250°C (при перегрузке)
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.641 Ом/км (для класса 1)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	Для 110 кВ: 160 кВ в течение 1 часа. Для 220 кВ: 318 кВ в течение 1 часа.
Допустимый ток нагрузки (Iдоп)*	~250-280 А (зависит от условий прокладки, температуры грунта и др.)

• Точное значение I_доп определяется расчетом для конкретных условий прокладки согласно ПУЭ и методическим указаниям.

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвПу2гж 1х50 предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в грунтах с блуждающими токами, а также в кабельных каналах, туннелях и коллекторах. Благодаря броне и гидрофобному заполнению он устойчив к механическим нагрузкам и ограниченному воздействию влаги.

Важное ограничение: Индекс «г» (голый) в маркировке означает, что броневой покров не имеет защитного шланга сверху. Следовательно, прокладка в грунтах с высокой коррозионной активностью, в воде, а также в условиях возможного постоянного присутствия влаги на броне (например, при постоянном уровне грунтовых вод выше кабеля) не рекомендуется. В таких случаях следует применять модификации с индексом «2б» (броня с защитным шлангом).

Кабель применяется для создания выходов с электростанций, подключения подстанций, сооружения ответвлений в сетях 110-220 кВ. Одножильное исполнение требует укладки фазных жил в треугольник или плоскость с соблюдением расстояний между ними для обеспечения нормального теплоотвода и компенсации индуктивных потерь.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая пропускная способность и термическая стойкость благодаря изоляции из сшитого полиэтилена.
• Наличие гидрофобного заполнителя повышает надежность и долговечность линии, предотвращая распространение воды.
• Броневой покров обеспечивает механическую защиту.
• Полиэтиленовая оболочка устойчива к коррозии и химическим воздействиям.
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией и масляным заполнением.
• Простота монтажа и соединения с использованием современных технологий (муфтирование).

Недостатки / Особенности:

• Одножильное исполнение требует специальной укладки трех кабелей на фазу для трехфазной системы, что увеличивает объем земляных работ и затраты на кабеленесущую систему.
• Чувствительность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт. Негерметичность муфты ведет к попаданию влаги и выходу кабеля из строя.
• Броня без защитного шланга («г») ограничивает применение в сильноагрессивных средах.
• Высокая стоимость по сравнению с кабелями на более низкие напряжения.

Требования к прокладке и монтажу

• Прокладка осуществляется на подготовленное ложе в траншее, свободную от камней и строительного мусора. Рекомендуется подсыпка и засыпка песком.
• При параллельной прокладке нескольких кабелей расстояние между ними должно быть не менее 250 мм для кабелей на 110 кВ и не менее 350 мм для 220 кВ для обеспечения эффективного теплоотвода.
• Глубина прокладки от планировочной отметки земли должна быть не менее 0,7-1,0 м.
• На всем протяжении трассы укладывается сигнальная лента или защитные плиты.
• Монтаж должен производиться при температуре не ниже -20°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева.
• Радиус изгиба кабеля при укладке не должен превышать допустимого (обычно ≥ 20D, где D – наружный диаметр кабеля).
• Концевые и соединительные муфты должны монтироваться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента и оборудования в условиях чистоты, исключающих попадание пыли и влаги.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвПу2гж от АПвПу2б?

Основное отличие – в конструкции броневого покрова. АПвПу2гж имеет «голую» броню (стальные ленты без защитного шланга сверху). АПвПу2б имеет броню, поверх которой наложен защитный шланг из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена. Кабель с индексом «2б» предназначен для прокладки в условиях повышенной коррозионной опасности, в грунтах с блуждающими токами, в воде, а также при риске механических повреждений брони инструментом.

Почему для высокого напряжения используется именно одножильный кабель, а не трехжильный?

Для напряжений 110 кВ и выше трехжильные кабели в общей оболочке имеют очень большую массу и размеры, что делает их производство, транспортировку и монтаж крайне сложными. Использование трех одножильных кабелей повышает гибкость проектирования трассы, упрощает монтаж муфт и обеспечивает лучший теплоотвод. Однако это увеличивает стоимость системы из-за необходимости укладки трех кабелей вместо одного.

Какой срок службы у кабеля АПвПу2гж 1х50?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, нормативных токовых нагрузок и отсутствии внешних повреждений. Критическим фактором является качество и состояние соединительных и концевых муфт.

Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для данного кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) рассчитывается согласно методикам, изложенным в главе 1.3 ПУЭ 7-го издания и в ГОСТ Р 52735. Расчет является сложным и учитывает множество факторов: номинальное напряжение, сечение жилы, параметры изоляции, способ прокладки (в земле, в воздухе, в канале), температуру окружающей среды (грунта), количество работающих параллельных кабелей, тепловое сопротивление грунта и др. Для точного определения необходимо выполнять теплотехнический расчет для конкретных условий трассы.

Можно ли проложить кабель АПвПу2гж в кабельном канале (лотке) внутри помещения?

Да, такой способ прокладки допустим и часто применяется на территории подстанций, в тоннелях и коллекторах. При этом необходимо обеспечить соблюдение нормативных расстояний между кабелями разных фаз, а также между кабелями 110-220 кВ и кабелями более низких напряжений (согласно ПУЭ). Также должны быть выполнены требования по креплению кабеля и противопожарной защите.

Что означает буква «ж» в маркировке и насколько она важна?

Буква «ж» указывает на наличие гидрофобного (водоотталкивающего) заполнителя в поясной изоляции. Это критически важный элемент для кабелей, прокладываемых в земле. При повреждении внешней оболочки и брони влага может начать распространяться вдоль кабеля. Гидрофобный заполнитель блокирует этот процесс, локализуя зону потенциального повреждения и значительно снижая стоимость и сложность последующего ремонта. Для ответственных трасс применение кабеля с индексом «ж» является обязательным.

Требуется ли для данного кабеля дополнительная защита от грозовых и коммутационных перенапряжений?

Да, обязательно. Линии на 110-220 кВ, выполненные кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена, требуют защиты ограничителями перенапряжений (ОПН). Они устанавливаются на концевых муфтах (концевых заделках) как со стороны источника, так и со стороны нагрузки. ОПН защищают дорогостоящую кабельную линию и оборудование от волн перенапряжений, возникающих при грозовых разрядах или коммутационных операциях в сети.