Кабель АПвПу2гж 1х70: полный технический анализ и сфера применения

Кабель марки АПвПу2гж 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, 150 и 220 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель относится к высоковольтному классу и используется в ответственных участках кабельных линий, где предъявляются повышенные требования к надежности, долговечности и стойкости к внешним воздействиям.

Расшифровка маркировки АПвПу2гж 1х70

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• Пу – усиленная защитная оболочка (применение полиэтилена, в том числе сшитого, в качестве внешней оболочки или брони). В данном контексте «Пу» часто трактуется как броня из гофрированной стальной ленты, наложенной поверх герметизирующей оболочки.
• 2г – двойная герметизация: водоблокирующие ленты и/или гидрофобный заполнитель в поясной изоляции и под оболочкой.
• ж – жила круглой формы, уплотненная (компактированная).
• 1х70 – одна токопроводящая жила сечением 70 мм².

Конструкция кабеля АПвПу2гж 1х70

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) круглой формы, уплотненной (компактированной) методом прессования. Компактирование уменьшает межпроволочное пространство, повышая механическую прочность и устойчивость к деформациям, а также немного увеличивает фактическое сечение жилы при том же номинале. Жила сечением 70 мм² соответствует требованиям ГОСТ 22483 и IEC 60228 (класс 2).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения и пробоя изоляции высоковольтных кабелей.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля, определяющий его вольтажную характеристику. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, отличными диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C, в аварийном режиме до +130°C, при коротком замыкании до +250°C), низкими диэлектрическими потерями и высокой стойкостью к тепловому старению.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Внешний слой полупроводящего сшитого полиэтилена, аналогичный внутреннему. Замыкает электрическое поле в пределах изоляции, обеспечивая его радиальную симметрию.

5. Поясная изоляция и герметизация (2г)

Поверх экрана на изоляции накладываются водоблокирующие (гидрофобные) ленты и/или наносится гидрофобный компаунд. Это первый барьер защиты от продольного распространения влаги в случае повреждения внешних покровов. Далее следует медная или алюминиевая экранирующая лента, выполняющая роль металлического экрана. Она предназначена для проведения токов утечки и токов короткого замыкания, а также для защиты от внешних электромагнитных помех.

6. Заполнитель и разделительный слой

Между металлическим экраном и броней может находиться слой ПВХ или полиэтиленовой ленты, а также дополнительный слой гидрофобного заполнителя (вторая составляющая индекса «2г»), обеспечивающий продольную герметизацию.

7. Броня (Пу)

Выполняется из гофрированной стальной оцинкованной ленты, наложенной с перекрытием. Гофрирование придает гибкость и сохраняет высокую механическую прочность на растяжение и сдавливание. Броня защищает кабель от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение), от грызунов и обеспечивает дополнительную защиту от проникновения влаги.

8. Внешняя оболочка

Наружный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) черного цвета. Обозначается индексом «в» в маркировке. Оболочка защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий, обеспечивает стойкость к ультрафиолету, маслам, химическим веществам и дает дополнительную механическую защиту. Толщина оболочки нормирована стандартами.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПу2гж 1х70

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ; 87/150 (170) кВ; 127/220 (245) кВ
Количество и сечение жил	1 x 70 мм²
Материал жилы	Алюминий, компактированная, круглая
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
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
Сопротивление жилы при +20°C, не более	0,443 Ом/км (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц	Зависит от класса напряжения. Например, для 110 кВ: 2.5U0 = 160 кВ в течение 30 мин.
Стойкость к переменным механическим нагрузкам	Высокая, благодаря броне из гофрированной ленты
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 (для прокладки в земле, каналах, тоннелях, на открытом воздухе)

Области применения

Кабель АПвПу2гж 1х70 применяется для создания стационарных кабельных линий электропередачи высокого и сверхвысокого напряжения. Основные сферы использования:

• Магистральные линии в кабельных сетях напряжением 110-220 кВ.
• Вводы на подстанции и ГРЭС, где требуется высокая надежность и стойкость к сложным условиям.
• Переходы через водные преграды, в условиях повышенной влажности и механических нагрузок.
• Прокладка в тоннелях, коллекторах и кабельных каналах с высокой плотностью размещения.
• Участки, требующие повышенной механической защиты от сдавливания, вибрации, растягивающих усилий (например, в зонах сдвигов грунта).
• Объекты с высокими требованиями к пожарной безопасности (оболочка из ПВХ с пониженной горючестью).

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу2гж 1х70

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы при соблюдении условий эксплуатации превышает 30 лет.
• Отличные электрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая пропускная способность по току.
• Высокая термостойкость: Возможность работы при повышенных температурах и перегрузках.
• Полная герметичность конструкции (2г): Надежная защита от проникновения и распространения влаги вдоль трассы.
• Высокая механическая прочность: Броня из гофрированной стали защищает от большинства внешних механических воздействий.
• Устойчивость к коррозии и агрессивным средам: Благодаря оцинкованной броне и ПВХ оболочке.
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией аналогичного напряжения.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей низкого и среднего напряжения.
• Сложность монтажа и требование к квалификации персонала: Необходимость специального инструмента для разделки, строгое соблюдение технологии монтажа муфт и концевых заделок.
• Жесткость конструкции: Несмотря на гофрированную броню, кабель обладает значительной жесткостью, что требует аккуратной укладки.
• Необходимость применения специальных аксессуаров: Муфты, концевые заделки, устройства для заземления экрана должны соответствовать классу напряжения и типу кабеля.

Требования к монтажу и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПу2гж 1х70 должен производиться в соответствии с ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкциями завода-изготовителя.

• Температура монтажа: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C. При более низких температурах требуется подогрев.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 20 наружных диаметров кабеля. На изгибах трассы необходимо использовать ролики или направляющие.
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7-1,0 м. Необходима песчаная подушка толщиной 10 см и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно соответствовать нормам.
• Заземление: Металлический экран и броня должны быть надежно заземлены с обеих сторон кабельной линии. Система заземления должна обеспечивать безопасность и нормальную работу устройств защиты.
• Соединение и оконцевание: Допускается только с использованием специальных соединительных и концевых муфт, рассчитанных на соответствующее напряжение и тип изоляции (для СПЭ). Работы должны выполняться высококвалифицированным персоналом в условиях чистоты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу2гж отличается от АПвПуг?

Основное отличие – в степени герметизации. Индекс «2г» в АПвПу2гж указывает на двойную систему герметизации (водоблокирующие ленты/заполнители и в поясной изоляции, и под оболочкой). В маркировке «АПвПуг» буква «г» обычно означает только наличие гидрофобного заполнителя в поясной изоляции. Таким образом, АПвПу2гж имеет более высокую степень защиты от продольного распространения влаги.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу2гж 1х70 в воздухе?

Да, можно. Конструкция с броней из гофрированной стали и ПВХ оболочкой, стойкой к ультрафиолету, позволяет прокладывать кабель на открытом воздухе (в том числе на эстакадах, по стенам зданий). Однако необходимо учитывать механические нагрузки (ветер, гололед), предусматривать защиту от прямого солнечного излучения при длительной прокладке и использовать соответствующие методы крепления.

Какой ток нагрузки допустим для данного кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры грунта/воздуха, количества параллельно проложенных кабелей и глубины залегания. Точные значения приведены в ПУЭ (Глава 1.3). Для ориентировки: при прокладке в земле (температура грунта +15°C, глубина 0,7 м) допустимый ток для кабеля 110 кВ 1х70 мм² составляет примерно 255-275 А. Для точного расчета необходимо выполнять теплотехнический расчет с учетом всех конкретных условий.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на этот кабель дегазация изоляции?

Нет, в отличие от кабелей с бумажно-масляной изоляцией, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) процесс дегазации не требуется. Это одно из ключевых преимуществ СПЭ-кабелей, значительно упрощающее и ускоряющее монтаж муфт. Однако критически важным является поддержание чистоты при разделке кабеля и сборке муфты, чтобы исключить попадание загрязнений и влаги на поверхность основной изоляции.

Как осуществляется контроль состояния изоляции кабеля АПвПу2гж в эксплуатации?

Для мониторинга состояния высоковольтных кабельных линий с изоляцией из СПЭ применяются различные методы:

• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) на переменном напряжении.
• Частично-разрядная диагностика (ЧРД) для выявления локальных дефектов в изоляции.
• Измерение сопротивления изоляции мегаомметром (как правило, на 2500-5000 В).
• Инфракрасная термография для выявления точек перегрева на соединительных муфтах и концевых заделках.
• Распределенный мониторинг температуры (DTS) и акустических воздействий (DAS) по оптическому волокну, которое может быть интегрировано в конструкцию кабеля.

Что означает «усиленная оболочка (Пу)» и в чем ее отличие от обычной брони?

В контексте высоковольтных кабелей маркировка «Пу» трактуется как броня из гофрированной стальной ленты. Ее «усиленный» характер проявляется в использовании гофрированной, а не плоской ленты. Гофрирование значительно повышает гибкость кабеля при сохранении высокой механической прочности на растяжение и сопротивление сдавливанию. Это отличает ее от брони из плоских стальных лент (Б) или брони из круглых стальных проволок (К), которые могут быть более жесткими или иметь другие механические характеристики.