Кабель АПвПуг 1х185: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвПуг 1х185 представляет собой силовой кабель с алюминиевой жилой, изоляцией и оболочкой из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными проволоками, с гидроизоляционным слоем. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 и 330 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает длительную и надежную работу в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), в агрессивных средах, в том числе с высокой коррозионной активностью, а также в условиях повышенной влажности и при наличии блуждающих токов.

Расшифровка маркировки АПвПуг 1х185

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• П – бронепокров из плоских стальных оцинкованных проволок.
• уг – усиленная гидроизоляция (под оболочкой и/или поверх брони).
• 1х185 – одна токопроводящая жила сечением 185 мм².

Конструкция кабеля АПвПуг 1х185

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности обеспечивает высокий уровень надежности и долговечности.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 185 мм² жила, как правило, секторной или круглой формы, многопроволочная, уплотненная. Класс жилы – 2 (многопроволочная). Использование алюминия обеспечивает меньшую массу и стоимость кабеля по сравнению с медными аналогами при сохранении требуемых токовых нагрузок.

2. Экран на жиле

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий сшитый полиэтилен. Его функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, которые сохраняются при высоких температурах (до 90°С в продолжительном режиме и до 130°С в режиме перегрузки). Процесс сшивания (образования поперечных молекулярных связей) придает полиэтилену повышенную термостойкость и стойкость к растрескиванию.

4. Экран на изоляции

Состоит из двух элементов: полупроводящего слоя (экструдированный полупроводящий СПЭ или наложенная лента) и медной ленты или проволок. Полупроводящий слой обеспечивает плотный контакт с изоляцией, а медный экран служит для замыкания capacitive тока и отвода тока короткого замыкания. В кабелях на напряжение 110 кВ и выше экран, как правило, выполнен из медных проволок, что обеспечивает гибкость и лучший отвод тепла.

5. Разделительный слой

Представляет собой обмотку из полимерной пленки или аналогичного материала, которая предотвращает повреждение экрана при наложении последующих слоев.

6. Гидроизоляционный слой (под оболочкой)

Ключевой элемент марки «уг». Обычно выполняется в виде продольной алюмополимерной ленты, герметично сваренной по кромке, или комбинации алюминиевой и полимерных лент. Его назначение – абсолютная продольная и поперечная герметизация кабеля от проникновения влаги, которая является главным врагом высоковольтной изоляции.

7. Защитная оболочка (подушка)

Слой из ПВХ-пластиката или полиэтилена, накладываемый поверх гидроизоляции. Защищает гидроизоляционный слой от механических повреждений и коррозионного воздействия, а также служит основой для наложения брони.

8. Бронепокров

Выполнен из стальных оцинкованных плоских проволок, наложенных по спирали. Предназначен для защиты кабеля от механических воздействий (растягивающие усилия, удары, давление грунта, грызуны). Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.

9. Наружный защитный шланг

Внешняя оболочка из ПВХ-пластиката, стойкого к агрессивным средам, ультрафиолету и распространению горения. Защищает броню от коррозии и обеспечивает дополнительную механическую защиту.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (при температуре жилы +90°С)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 64/110 (126) кВ; 127/220 (252) кВ; 190/330 (363) кВ.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°С.
• Допустимая температура при перегрузке: +130°С (не более 100 часов в год).
• Температура при коротком замыкании: +250°С (не более 4 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -20°С.
• Сопротивление изоляции: не менее 10000 МОм·км.
• Емкость: примерно 0,18-0,22 мкФ/км (зависит от конструкции).

Механические и эксплуатационные параметры

• Строительная длина: не менее 250-400 м (оговаривается при заказе).
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 20-25 наружных диаметров кабеля.
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Примерные массо-габаритные и электрические показатели для АПвПуг 1х185 на разные напряжения

Параметр	Для 110 кВ	Для 220 кВ	Для 330 кВ
Наружный диаметр, мм (приблизительно)	85-95	105-115	120-130
Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	8000-9500	11000-13000	14000-16000
Допустимый длительный ток в земле (грунт 1.2 К·м/Вт, +25°С), А	450-480	430-460	410-440
Допустимый длительный ток в воздухе (+25°С), А	480-510	460-490	440-470
Индуктивное сопротивление, Ом/км	0,15-0,17	0,16-0,18	0,17-0,19
Активное сопротивление жилы при +90°С, Ом/км	~0.194	~0.194	~0.194

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвПуг 1х185 применяется для создания высоковольтных линий электропередачи и вводов на территории городов, промышленных предприятий, в условиях стесненной городской застройки, на пересечениях естественных и искусственных преград (реки, дороги), где сооружение воздушных линий (ВЛ) невозможно или экономически нецелесообразно.

• Прокладка в земле (траншеях): Основной способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в грунтах любой коррозионной активности, включая блуждающие токи.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах: Благодаря нераспространению горения оболочки может применяться в закрытых сооружениях.
• Прокладка в воздухе (по эстакадам, галереям): Возможна при условии отсутствия риска значительных механических повреждений. Броня защищает от растягивающих нагрузок.
• Прокладка в условиях повышенной влажности (через водные преграды, в заболоченной местности): Гидроизоляционный слой «уг» является обязательным условием для таких трасс.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПуг 1х185

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Комбинация СПЭ-изоляции и усиленной гидроизоляции обеспечивает срок службы до 40-50 лет.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°С позволяет передавать большие мощности по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией аналогичного сечения.
• Устойчивость к внешним воздействиям: Броня защищает от механических повреждений, а гидроизоляция – от влаги и агрессивных сред.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, не требует обслуживания масляного хозяйства и компенсаторов давления.
• Относительно простой монтаж и соединение: Возможность изготовления длинных строительных длин снижает количество муфт на трассе.

Недостатки:

• Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей низкого и среднего напряжения.
• Большая масса и габариты: Требуют применения специальной техники для транспортировки и прокладки.
• Сложность монтажа концевых и соединительных муфт: Требует высокой квалификации персонала, специального оборудования и условий (чистота, влажность).
• Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Нарушение гидроизоляционного слоя или изоляции может привести к выходу кабеля из строя.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПуг 1х185 должен производиться в строгом соответствии с ПУЭ, ПТЭЭП и инструкциями завода-изготовителя. Критически важные этапы:

• Раскатка: Запрещена раскатка волочением. Необходимо использовать ролики или кабельные чулки с ограничением радиуса изгиба (не менее 20D).
• Хранение барабана: Только в вертикальном положении для предотвращения смещения витков и деформации.
• Подготовка к монтажу муфт: Требуется строгий контроль влажности и чистоты. Разделка конца кабеля ведется по шаблону с использованием специального инструмента.
• Контроль изоляции: Перед монтажом и после него обязательны измерения сопротивления изоляции мегаомметром на 5000 В и испытание повышенным выпрямленным напряжением.
• Заземление: Медные экраны (брони) с обоих концов кабеля должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы защит.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПуг принципиально отличается от кабеля АПвПу?

Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие гидроизоляционного слоя под защитной оболочкой (ПВХ). В кабеле АПвПу такого слоя нет. Наличие гидроизоляции является обязательным для прокладки в земле, в условиях высокой влажности грунта или при пересечении водных преград, так как предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае повреждения внешней оболочки.

Почему для одной жилы используется броня из стальных проволок? Разве это не для многожильных кабелей?

Броня из стальных проволок (как плоских, так и круглых) применяется в кабелях всех конструкций, где требуется защита от растягивающих механических усилий. Для одножильных кабелей она особенно важна, так как помимо внешних воздействий (работа землеройной техники, давление грунта) броня также служит для компенсации электродинамических усилий, возникающих при коротких замыканиях большой мощности, которые могут привести к взаимному смещению кабелей в пучке или повреждению оболочки.

Каковы особенности заземления брони и экрана одножильного кабеля на 110 кВ и выше?

Это ключевой вопрос для безопасной эксплуатации. Медный экран (оплетка) является путем для циркулирующих токов, наведенных магнитным полем жилы. При большой длине линии эти токи могут вызывать значительные потери и перегрев. Существует три основные схемы заземления:

• Одностороннее заземление: Экран заземляется с одной стороны. Разрывает путь для циркулирующих токов, но на свободном конце создается высокий потенциал, опасный для персонала. Требует установки ограничителей перенапряжения (ОПН) на свободном конце. Применяется редко для длинных линий.
• Двустороннее заземление: Экран заземляется с обоих концов. Наиболее распространенная схема. Обеспечивает безопасность, но допускает циркуляцию токов, что приводит к потерям. Необходим расчет допустимой длины линии по условию нагрева экрана.
• Поперечное соединение (cross-bonding): Применяется для трехфазных линий, состоящих из трех одножильных кабелей. Эксплуатационные сегменты (участки) делятся на три секции, где экраны поперечно перекрещиваются и заземляются только в точках пересечения. Эта схема практически полностью устраняет циркулирующие токи и позволяет значительно увеличить длину передачи без перегрева.

Броня всегда заземляется с обоих концов для безопасности.

Можно ли использовать кабель АПвПуг 1х185 для прокладки в воздухе?

Да, можно. Однако при этом необходимо учитывать снижение допустимого тока нагрузки при групповой прокладке (в пучке) из-за ухудшения условий охлаждения. Также важно обеспечить защиту кабеля от прямых солнечных лучей (УФ-излучения), хотя ПВХ-шланг, как правило, обладает необходимой стойкостью. При прокладке по фасадам зданий или эстакадам необходимо предусмотреть защиту от возможных механических повреждений.

Какой кабель выбрать: АПвПуг или АПвВнг(А)-LS?

Это кабели для разных условий. АПвВнг(А)-LS – это кабель с изоляцией из СПЭ, броней из проволок, но с оболочкой из негорючего ПВХ пониженной пожарной опасности (нг-LS). В его конструкции, как правило, нет усиленного гидроизоляционного слоя «уг». Его основное применение – прокладка в кабельных сооружениях (туннелях, шахтах, этажах), где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (малое дымо- и газовыделение). Для прокладки непосредственно в земле (траншее) предпочтительнее и надежнее АПвПуг, так как его конструкция в первую очередь защищена от влаги.

Каков порядок приемки и испытаний кабеля после прокладки?

После завершения монтажных работ и установки муфт проводятся обязательные приемо-сдаточные испытания в соответствии с ПУЭ (Глава 1.8):

1. Измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500-5000 В.
2. Испытание повышенным выпрямленным (постоянным) напряжением. Для кабеля на 110 кВ испытательное напряжение составляет 240 кВ (0.6·U₀ для систем с изолированной нейтралью/резонансно-заземленной нейтралью) в течение 15 минут.
3. Проверка целостности и фазировки жил.
4. Измерение сопротивления заземления брони и экранов.
5. Для линий длиной более 100 м рекомендуется измерение емкости жилы.

Только после успешного прохождения всех испытаний кабель может быть введен в эксплуатацию.