Кабель АПвПуг 800 мм
Кабель АПвПуг 800 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель марки АПвПуг 800 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в защитной оболочке из полиэтилена, усиленной гофрированной стальной лентой, и предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110, 220 и 330 кВ частотой 50 Гц. Кабель рассчитан на эксплуатацию в условиях высокой электрической нагрузки и требований к надежности, характерных для магистральных линий электропередачи и ответвлений к мощным узловым подстанциям.
Расшифровка маркировки АПвПуг
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ).
- в – защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (в данной интерпретации; уточнение: в современных стандартах для кабелей на 110 кВ и выше часто используется полиэтиленовая оболочка, а обозначение «в» может указывать на герметизацию).
- П – наружная защитная оболочка из полиэтилена.
- уг – усиленная защита (броня) из гофрированной стальной ленты.
- 800 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.
- Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран): Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды.
- Изоляция: Основной изолирующий слой из сшитого полиэтилена (СПЭ). Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – не менее 16-18 мм). СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура жилы +90°C) и стойкостью к трекингу.
- Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран): Наносится поверх изоляции. Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. В сочетании с внутренним экраном создает идеально коаксиальную структуру, ограничивая электрическое поле внутри изоляции.
- Защита от внешних электромагнитных помех.
- Обеспечение симметрии электрического поля.
- Создание пути для тока короткого замыкания.
- Структурный элемент для прокладки систем мониторинга (например, системы контроля температуры).
- Защитная оболочка (внутренняя): Из поливинилхлоридного пластиката или полиэтилена. Предназначена для защиты металлического экрана от коррозии и механических повреждений, а также для обеспечения герметичности.
- Броня: Выполнена из гофрированной стальной оцинкованной ленты. Обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке и эксплуатации. Гофрированная форма сохраняет гибкость кабеля.
- Наружная оболочка: Из полиэтилена (обозначение «П» в маркировке). Защищает броню от коррозии и агрессивных воздействий грунта, обладает высокой стойкостью к ультрафиолету (при прокладке на воздухе), влаге и химическим веществам.
- Вводы на территории крупных промышленных предприятий, металлургических комбинатов, нефтехимических заводов.
- Переходы через водные преграды, автомобильные и железные дороги.
- Прокладка в густонаселенных городских районах, где отчуждение территории под ВЛ затруднено.
- Подключение мощных узловых подстанций и распределительных устройств (РУ) 110-330 кВ.
- Прокладка в районах с интенсивной грозовой деятельностью, сложным рельефом, где ВЛ ненадежны.
- В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами, составления исполнительной схемы трассы.
- В кабельных каналах, туннелях, коллекторах и эстакадах: Применяется на территориях промышленных предприятий и в городской инфраструктуре. Требует учета повышенной температуры окружающей среды и обеспечения вентиляции.
- В блоках (трубах): При пересечении дорог или для защиты в особо ответственных участках.
- Высокая пропускная способность: Сечение 800 мм² в сочетании с изоляцией из СПЭ, выдерживающей нагрев до +90°C, обеспечивает передачу больших мощностей.
- Надежность и долговечность: Комбинированная защита (броня, герметичные оболочки) обеспечивает стойкость к механическим воздействиям, коррозии и влаге. Срок службы – не менее 30-40 лет.
- Улучшенные условия монтажа: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, не требует сложных систем подпитки маслом, допускает прокладку на вертикальных участках с большим перепадом высот.
- Пожарная безопасность: СПЭ-изоляция не поддерживает горение, не растекается при перегреве.
- Относительно меньшие потери: Отсутствие потерь в ферромагнетиках (по сравнению с маслонаполненными кабелями).
- Высокая стоимость: Значительно дороже кабелей на среднее напряжение и воздушных линий.
- Большая емкость: Высокая емкостная проводимость требует компенсации реактивной мощности на длинных линиях (установки шунтирующих реакторов).
- Сложность монтажа и требования к квалификации персонала: Необходимость использования специального оборудования для раскатки, термической усадки муфт, контроля чистоты при монтаже соединительных и концевых муфт.
- Чувствительность к точечным механическим повреждениям при монтаже: Повреждение внешней оболочки и брони может привести к проникновению влаги и развитию водных древ.
- Большой вес и габариты: Усложняет транспортировку и монтаж. Вес 1 км кабеля 110 кВ может достигать 12-15 тонн.
- Приемка и хранение: Барабаны должны храниться под навесом, в закрытых помещениях, в вертикальном положении. Перед монтажом обязателен осмотр на отсутствие механических повреждений оболочки.
- Раскатка: Запрещена раскатка с рывками и волочением по земле. Используются кабельные ролики, лебедки с тормозными устройствами. Радиус изгиба строго контролируется.
- Монтаж муфт: Является критически важной операцией. Требует климатического контроля (работа в палатках с осушенным воздухом), безупречной зачистки и обработки изоляции, точного позиционирования экранов. Некачественный монтаж муфты – основная причина отказов КЛ.
- Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания выпрямленным напряжением (постоянным током) согласно ПУЭ. Для кабеля 110 кВ испытательное напряжение составляет 170 кВ в течение 15 минут.
- Мониторинг в эксплуатации: Рекомендуется использование систем распределенного измерения температуры (DTS) для контроля теплового режима и предотвращения перегрузок.
Конструкция кабеля АПвПуг 800 мм²
Конструкция кабеля является многослойной и разработана для обеспечения максимальной электрической прочности, механической стойкости и долговечности.
1. Токопроводящая жила
Жила сечением 800 мм² изготавливается из алюминия (марки А5, А5Е или А7 по ГОСТ 22483). Для данного сечения жила, как правило, секторной или сегментной формы, состоит из множества проволок, скрученных в несколько повивов. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Использование алюминия обуславливает меньшую по сравнению с медью массу и стоимость кабеля при необходимости обеспечения высокой пропускной способности.
2. Экранирующие и изолирующие слои
3. Металлический экран (заземляющий)
Поверх внешнего полупроводящего экрана накладывается металлический экран. В кабелях высокого напряжения, таких как АПвПуг 800 мм², он выполняется в виде медной гофрированной ленты или проволочных спиралей значительного сечения. Его функции:
Сечение металлического экрана нормируется для обеспечения стойкости к токам КЗ.
4. Защитные оболочки и броня
Основные технические характеристики и параметры
Таблица 1. Ключевые электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ (база) |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 64/110 кВ, 127/220 кВ, 190/330 кВ | ГОСТ 18410, ТУ 16.К71-335-2004 |
| Класс напряжения | 110 кВ, 220 кВ, 330 кВ | — |
| Сечение основной жилы | 800 мм² | ГОСТ 22483 |
| Число жил | 1 (одножильное исполнение) | — |
| Материал жилы | Алюминий | ГОСТ 22483 |
| Материал изоляции | Сшитый полиэтилен (СПЭ) | ГОСТ Р 53769 |
| Длительно допустимая температура жилы | +90°C | ГОСТ 31996 |
| Максимальная температура при КЗ (до 5 с) | +250°C | ГОСТ 31996 |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -20°C | — |
| Радиус изгиба при монтаже | Не менее 20-25 наружных диаметров кабеля | Зависит от конструкции |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | ~ 0.0371 Ом/км | Расчет по ГОСТ 22483 |
| Индуктивное сопротивление | ~ 0.15-0.18 Ом/км (зависит от конфигурации прокладки) | — |
| Емкостной ток | Значительный, требует расчета для конкретной трассы | — |
Таблица 2. Примерные данные по допустимому длительному току нагрузки (при прокладке в земле, температуре грунта +25°C, глубине прокладки 0.7-1 м)
| Способ прокладки | Количество кабелей в траншее | Допустимый длительный ток, А (ориентировочно для 110 кВ) |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 1 кабель | 750 — 850 А |
| 2 кабеля с расстоянием 250 мм | 680 — 780 А (с учетом взаимного нагрева) | |
| 3 кабеля с расстоянием 250 мм | 620 — 710 А (с учетом взаимного нагрева) | |
| В воздухе (на эстакадах, галереях) | Одиночная прокладка | 800 — 900 А |
Примечание: Точные значения токовой нагрузки должны определяться расчетом по методике ГОСТ Р МЭК 60287 с учетом всех реальных условий: температуры окружающей среды, теплового сопротивления грунта, наличия других кабелей и тепловыделяющих источников.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвПуг 800 мм² применяется для создания высоковольтных линий электропередачи в условиях, где строительство воздушных линий (ВЛ) невозможно или нецелесообразно:
Способы прокладки:
Преимущества и недостатки кабеля АПвПуг 800 мм² по сравнению с аналогами
Преимущества:
Недостатки и особенности:
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем ключевое отличие АПвПуг от кабеля АПвПу?
Буква «г» в маркировке АПвПуг указывает на наличие гофрированной стальной защитной ленты (брони). В марке АПвПу броня может быть выполнена из плоских стальных лент. Гофрированная лента обеспечивает большую гибкость кабеля при сохранении механической прочности.
2. Почему для такого кабеля чаще используют одножильное исполнение, а не трехжильное?
На напряжения 110 кВ и выше трехжильные кабели с сечением жилы 800 мм² становятся чрезвычайно тяжелыми и громоздкими (наружный диаметр может превышать 150 мм), что делает их транспортировку и монтаж крайне сложными. Одножильные кабели проще в производстве, монтаже (меньший радиус изгима) и эксплуатации. Однако при прокладке трех одножильных кабелей на одну фазу необходимо учитывать взаимное влияние их электромагнитных полей и правильно выбирать схему расположения (в траншее или на эстакаде) для минимизации потерь.
3. Как рассчитывается допустимый ток нагрузки для конкретных условий?
Расчет ведется согласно международному стандарту МЭК 60287 (ГОСТ Р МЭК 60287). Учитываются: способ прокладки (в земле, воздухе), температура окружающей среды (грунта), тепловое сопротивление грунта (RMA), количество и взаимное расположение кабелей в траншее, наличие других источников тепла. Расчет является сложным инженерным заданием и выполняется с помощью специализированного программного обеспечения.
4. Какие муфты используются для кабеля АПвПуг 800 мм²?
Применяются специальные соединительные и концевые муфты (СТО, ССИ, КНТ) на соответствующее напряжение. Для изоляции в них используется либо высококачественная термоусаживаемая материаловая система, либо технология холодной усадки из силикона или EPDM. Выбор муфты зависит от производителя кабеля, условий эксплуатации и требований заказчика.
5. Что такое «водные древы» и как с ними бороться?
Водные древы – это древовидные микротрещины в изоляции из СПЭ, возникающие под воздействием влаги и электрического поля. Для борьбы с ними в конструкции кабеля АПвПуг применяется радиационно- или химически сшитый полиэтилен, обладающий повышенной стойкостью к данному явлению. Кроме того, обязательна герметичность оболочки и металлического экрана на протяжении всей трассы, включая муфты.
6. Можно ли проложить кабель АПвПуг 800 мм² в одном туннеле с кабелями более низкого напряжения?
Да, но с соблюдением требований ПУЭ (Глава 2.3). Кабели на напряжение 110 кВ и выше, как правило, рекомендуется прокладывать отдельно от кабелей на напряжение ниже 10 кВ. При совместной прокладке необходимо обеспечить разделение их огнестойкими перегородками, а также учесть дополнительный нагрев от соседних линий при расчете допустимой токовой нагрузки.
7. Какой документ является основным для заказа и приемки данного кабеля?
Основным документом являются Технические условия (ТУ) завода-изготовителя, разработанные на основе ГОСТ 18410, ГОСТ 31996, ГОСТ Р 53769. В ТУ детально прописаны все конструктивные, электрические и механические параметры, гарантии и условия испытаний. Копия ТУ должна входить в комплект поставляемой документации.