Кабель АПвПуг 1х150: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПуг 1х150 – это силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Маркировка расшифровывается следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена; Пу – оболочка из полиэтилена; г – герметизированный (подразумевается продольная герметизация водоблокирующими лентами или заполнение гидрофобным гелем); 1х150 – одножильное исполнение с номинальным сечением жилы 150 мм².

Конструкция кабеля АПвПуг 1х150

Конструкция кабеля является многослойной и сложной, каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 150 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная, компактированная. Это повышает гибкость и стабильность электрических характеристик.
• Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды на границе жила-изоляция.
• Изоляция: Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабелей на 110 кВ строго регламентирована стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16-705.500-2006). Для данного класса напряжения она составляет, как правило, не менее 16-18 мм. Сшитый полиэтилен обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (допустимая длительная температура жилы +90°C) и стойкостью к тепловому старению.
• Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции также в виде экструдированного слоя. Вместе с внутренним экраном формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля.
• Металлический экран (заземляющий): Располагается поверх внешнего полупроводящего экрана. Выполняется в виде медной ленты, наложенной продольно, или в виде повива медных проволок. Для кабеля АПвПуг 1х150 чаще применяется комбинированный экран: медные проволоки и одна или две медные ленты. Основная функция – защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, а также использование в качестве заземляющего проводника для токов короткого замыкания.
• Герметизирующий слой: Под оболочкой накладываются водоблокирующие ленты или наносится гидрофобный компаунд. Этот слой предотвращает продольное распространение влаги в случае повреждения внешней оболочки, что является ключевым отличием маркировки «г».
• Оболочка: Внешняя защитная оболочка из полиэтилена (обозначение «Пу» в маркировке). Полиэтиленовая оболочка обладает высокими механическими свойствами, стойкостью к ультрафиолетовому излучению, влаге и агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли). Цвет оболочки, как правило, черный.

Технические характеристики и параметры

Основные технические параметры кабеля АПвПуг 1х150 регламентируются национальными стандартами и техническими условиями. Ниже приведены ключевые характеристики.

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры

Наименование параметра	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное
Сечение основной жилы	150 мм²	Фактическое сечение соответствует ГОСТ 22483
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C	Длительно допустимая
Температура жилы при КЗ (до 5 с)	+250 °C	Расчетное значение
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева	-20 °C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	20 x D	Где D – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.206 Ом/км	Согласно ГОСТ 22483 для алюминия
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	192 кВ	Продолжительность 15 минут
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдл)	~350 А	Зависит от условий прокладки (в земле, в воздухе, температуры)
Ток короткого замыкания (1 с)	~15 кА	Расчетное значение, зависит от конструкции экрана

Таблица 2. Примерные массо-габаритные показатели

Наименование параметра	Примерное значение	Примечание
Наружный диаметр кабеля	75 — 85 мм	Может варьироваться у разных производителей
Масса 1 км кабеля	4500 — 5500 кг
Строительная длина	Не менее 250 м	По согласованию с заказчиком может быть больше

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПуг 1х150 применяется для создания магистральных линий электропередачи и распределительных сетей класса напряжения 110 кВ. Основные сферы применения:

• Прокладка в земле (траншеях) с обязательной защитой песчаной подушкой и сигнальной лентой или в кабельных каналах/блоках.
• Прокладка в тоннелях, коллекторах и по эстакадам.
• Прокладка в помещениях кабельных полуэтажей и подстанций.
• Использование в качестве вставок на ВЛ для перехода через водные преграды, промышленные зоны или в условиях стесненной городской застройки.

Важное замечание: для одножильных кабелей на высокое напряжение при прокладке в земле или в немагнитных трубах из-за возникновения вихревых токов необходимо применять специальные схемы расположения фаз (в виде треугольника или «пучком») и обязательно выполнять перекрестную перевязку металлических экранов (транспозицию) для снижения потерь. При прокладке в воздухе кабель должен быть защищен от прямого солнечного излучения.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПуг 1х150

Преимущества по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (МНС):

• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C у МНС), что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Отсутствие масла или газа под давлением упрощает монтаж, эксплуатацию и исключает риск утечек и загрязнения окружающей среды.
• Меньшая масса и наружный диаметр, что облегчает транспортировку и прокладку.
• Меньшая трудоемкость монтажа муфт и концевых заделок.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду высот.
• Более высокие диэлектрические характеристики и стойкость к термическим перегрузкам.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки (требуется аккуратная прокладка).
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями на низкое напряжение.
• Необходимость применения специального инструмента и технологий для монтажа соединительных и концевых муфт.
• Для одножильных кабелей – необходимость учета влияния экранов и специальной укладки для компенсации потерь.

Стандарты и нормативная база

Производство и испытание кабеля АПвПуг 1х150 осуществляется в соответствии с комплексом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 53769-2010 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 110 кВ».
• ТУ 16-705.500-2006 (или более новые технические условия конкретного завода-изготовителя).
• МЭК 60840 «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена и аксессуары на номинальное напряжение от 30 кВ (U_m = 36 кВ) до 150 кВ (U_m = 170 кВ)».
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ, главы 2.3 и 2.5).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПуг отличается от АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие герметизации – водоблокирующих лент или гидрофобного заполнителя под оболочкой. В кабеле АПвПу такой элемент конструкции отсутствует. Герметизация критически важна для прокладки в грунтах с высокой влажностью или в условиях возможного подтопления, так как предотвращает распространение влаги вдоль кабеля в случае локального повреждения оболочки.

Почему используется именно одножильное исполнение (1х150) для такого высокого напряжения?

Для напряжений 110 кВ и выше трехжильные кабели в общей оболочке имеют очень большую массу и диаметр, что делает их производство, транспортировку и монтаж крайне сложными. Использование трех одножильных кабелей (по одному на фазу) повышает гибкость проектирования трасс, упрощает монтаж муфт и обеспечивает лучший теплоотвод. Однако это требует правильного взаимного расположения фаз для минимизации потерь.

Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для данного кабеля?

Допустимый длительный ток нагрузки (I_дл) является расчетной величиной и зависит от множества факторов: способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры окружающей среды, удельного теплового сопротивления грунта (для подземной прокладки), количества работающих кабелей на одной трассе и их взаимного расположения. Точный расчет ведется по методикам, изложенным в ПУЭ, ГОСТ Р 52796 или МЭК 60287, с использованием специального программного обеспечения. Указанное в таблице значение ~350 А приведено как ориентировочное для прокладки в земле при стандартных условиях.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвПуг 1х150?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 110 кВ:

• Соединительные муфты – для соединения двух строительных длин кабеля. Представляют собой набор компонентов (электрод конуса, изоляционный корпус, герметичный кожух), которые монтируются на месте с использованием технологии термоусадки или холодной усадки.
• Концевые муфты (заделки) – для подключения кабеля к оборудованию подстанции (шинному разъединителю, трансформатору). Обеспечивают плавный контроль электрического поля и герметичный вывод жилы.
• Стопорные муфты – используются для продольной герметизации металлического экрана при применении схемы его попеременного заземления (транспозиции).

Монтаж должны выполнять только квалифицированные бригады, прошедшие обучение у производителя муфт.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвПуг 1х150, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, хранения, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется совокупностью факторов: отсутствием перегрузок, механических повреждений, коррозии оболочки и правильностью проведения регламентных испытаний в процессе эксплуатации.

Каковы основные критерии выбора между алюминиевой (АПвПуг) и медной (ПвПуг) жилой?

Ключевые критерии – экономические и технические. Кабель с алюминиевой жилой (АПвПуг) значительно дешевле и легче, что критично для протяженных линий. Однако медь имеет более высокую проводимость, поэтому для передачи той же мощности можно использовать меньшее сечение. Медный кабель также имеет лучшую стойкость к механическим повторяющимся нагрузкам (например, вибрациям). Выбор делается на основе технико-экономического расчета, учитывающего капитальные затраты, потери электроэнергии и условия прокладки.