Кабель АПвПу2гж 1х500 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 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом высоковольтных сетей и характеризуется высокой надежностью, механической прочностью и устойчивостью к внешним воздействиям благодаря своей конструкции.
Маркировка кабеля построена в соответствии с единой системой обозначений кабельной продукции и раскрывает его конструктивные особенности:
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.
Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА) сечением 500 мм². Жила может быть секторной или круглой формы, многопроволочной, уплотненной. Использование алюминия обеспечивает легкость кабеля и снижает его стоимость по сравнению с медным аналогом при сохранении требуемой токовой нагрузки.
Наносится поверх жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоэластичной композиции. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение локальных перенапряжений в изоляции.
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокое рабочее напряжение (110 кВ). Технология сшивки (пероксидная, силановая или радиационная) придает полиэтилену сетчатую молекулярную структуру, что резко повышает его термостойкость (допустимая температура жилы до +90°C в продолжительном режиме и до +250°C при КЗ), механическую прочность и стойкость к трекингу.
Аналогичен экрану на жиле. Вместе с внутренним экраном образует коаксиальную систему, которая ограничивает силовые линии электрического поля внутри слоя изоляции.
Располагается поверх экрана на изоляции. Выполняется в виде медных проволок, наложенных спирально, или в виде медной гофрированной ленты. Основные функции:
Для сечения 500 мм² сечение медных проволок экрана нормируется и обычно составляет не менее 95 мм².
Представляет собой обмотку из полимерной пленки или нетканого материала, которая предотвращает повреждение медного экрана элементами последующих слоев.
Слой, содержащий водоблокирующий порошок или гель (индекс «ж» в маркировке). При контакте с влагой материал разбухает, герметизируя возможные повреждения оболочки и препятствуя продольному распространению воды вдоль кабеля.
Защищает металлический экран от коррозии, служит основой для наложения брони и обеспечивает дополнительную электрическую изоляцию.
Состоит из двух стальных лент, наложенных с перекрытием. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, проколов), а также от грызунов. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.
Внешний защитный шланг из полиэтилена высокого давления (ПВД) или полиэтилена среднего давления (ПСД). Обладает высокой стойкостью к агрессивным химическим средам, влаге, ультрафиолетовому излучению и истиранию. Цвет оболочки, как правило, черный.
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U (Um) | 64/110 (126) кВ |
| Количество и сечение жил | 1 x 500 мм² |
| Максимальная рабочая температура жилы | +90 °C |
| Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с) | +250 °C |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15 °C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x D (где D – наружный диаметр кабеля) |
| Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)* | ~710-780 А (зависит от условий прокладки: в земле, воздухе, температуре) |
| Сопротивление жилы при +20 °C, не более | 0.0601 Ом/км |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты | 160 кВ (на протяжении 1 часа) |
Кабель АПвПу2гж 1х500 предназначен для эксплуатации в сетях напряжением 110 кВ. Основные сферы применения:
Способы прокладки:
Важно: Для одножильных кабелей на высокое напряжение критически важно правильное выполнение перекрестных соединений металлических экранов (cross-bonding) на всей протяженности линии для снижения потерь и наведенных напряжений.
При выборе кабеля на напряжение 110 кВ необходимо учитывать следующие альтернативы и их отличия от АПвПу2гж:
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Преимущества / Недостатки в сравнении с АПвПу2гж |
|---|---|---|
| АПвП2г 1х500 | Наружная оболочка из ПВХ, а не полиэтилена («Пу»). | ПВХ оболочка менее стойка к УФ и истиранию, но может быть более гибкой. Кабель дешевле. Подходит для закрытых помещений. |
| АПвВнг(А)-LS 1х500 | Без брони, с ПВХ оболочкой пониженной пожарной опасности. | Лече и гибче, но не имеет механической защиты. Применяется только в пожароопасных помещениях и кабельных сооружениях, где исключены механические повреждения. |
| АСБл 1х500 (на 110 кВ) | Бумажно-масляная изоляция, свинцовая оболочка, броня. | Устаревшая технология. Требует сложного монтажа (концевые муфты с маслоотделением), имеет ограничения по перепадам высот. Более пожароопасен. Преимущество – долгая история применения и отработанные технологии. |
| МПвПу2гж 1х500 | Медная токопроводящая жила. | Более высокая проводимость, меньший диаметр и вес при том же сечении, выше стойкость к электрохимической коррозии. Существенный недостаток – значительно более высокая стоимость. |
Выбор в пользу АПвПу2гж 1х500 обоснован при необходимости сочетания высокой надежности, стойкости к внешним воздействиям (броня + полиэтиленовый шланг), относительной легкости и экономической эффективности по сравнению с медными аналогами.
Изоляция XLPE – твердый диэлектрик, не требующий поддержания давления масла. Она обладает более высокой рабочей температурой (+90°C против +70-75°C), меньшими диэлектрическими потерями, негорючестью. Монтаж кабеля с XLPE проще и быстрее, так как не требует сложных систем подпитки маслом и учета перепадов высот.
Гидрофобный заполнитель предназначен для локализации повреждения в случае нарушения целостности оболочки. При контакте с водой он разбухает и блокирует дальнейшее продвижение влаги вдоль кабеля, что позволяет ограничить зону ремонта. Его применение критически важно при прокладке в грунтах с высоким уровнем грунтовых вод, в подтопляемых коллекторах, а также при переходных переходах через водоемы.
Сечение медного экрана нормируется стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010) и выбирается производителем исходя из ожидаемого тока КЗ и его длительности. Для кабеля 110 кВ сечением 500 мм² стандартное сечение экрана составляет 95-120 мм². В проекте должен быть выполнен расчет тока КЗ в точке установки кабеля, и выбранное сечение экрана должно быть проверено на термическую стойкость по формуле: Sэкр >= Iкз
Главная особенность – необходимость учета наведенных напряжений на металлических экранах и броне. При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей их необходимо располагать вплотную (треугольником или в линию) для взаимной компенсации магнитных полей. На длинных линиях (более 500-1000 м) обязательно применяется система поперечного соединения экранов (cross-bonding) с установкой специальных соединительных и концевых муфт, что позволяет разбить линию на секции и свести циркулирующие токи в экранах к минимуму.
Это обозначение номинального напряжения кабеля по МЭК и ГОСТ:
Таким образом, кабель рассчитан для работы в сети 110 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение относительно земли в нормальном режиме не превышает 64 кВ.
Номинальный срок службы, заявленный производителями и установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа, эксплуатации в рамках допустимых нагрузок и отсутствии внешних дестабилизирующих факторов (активная химическая среда, постоянные механические вибрации, перегрузки).