Кабель АПвПугж 1х400: полное техническое описание и сфера применения

Кабель марки АПвПугж 1х400 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 110-220 кВ частотой 50 Гц. Данный кабель является ключевым элементом высоковольтных сетей и характеризуется высокой надежностью, долговечностью и устойчивостью к эксплуатационным нагрузкам.

Расшифровка маркировки АПвПугж 1х400

Маркировка кабеля построена в соответствии с ГОСТ и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• П – бронепокров из плоских стальных оцинкованных проволок.
• уг – наличие усиленной защиты (подушки) под броней.
• ж – наличие наружного защитного шланга из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката.
• 1х400 – количество жил (одна) и номинальное сечение основной жилы, мм² (400).

Конструкция кабеля АПвПугж 1х400

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной работы под высоким напряжением.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для компактности), состоит из множества проволок, скрученных по многопроволочной технологии. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа.

2. Экранирующий слой над жилой

Поверх жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на поверхности жилы.

3. Изоляция

Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – не менее 16-18 мм). СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими и механическими свойствами, высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C).

4. Экран по изоляции

Состоит из двух элементов: полупроводящего слоя (электропроводящая лента или экструдированный слой) и медных проволок (или лент), соединенных между собой. Медный экран является заземляемым и предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля.

5. Разделительный слой (подушка)

Представляет собой битумизированную ленту или слой из ПВХ. Защищает медный экран от коррозии и механического повреждения бронепокровом.

6. Бронепокров

Выполнен из стальных оцинкованных плоских проволок, наложенных по спирали. Назначение – защита кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).

7. Наружная оболочка

Изготавливается из полиэтилена (обозначение «шв» в марке) или поливинилхлоридного пластиката («шп»). Защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий. Для кабеля АПвПугж – это шланг из полиэтилена.

Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 кВ (126 кВ) или 127/220 кВ (252 кВ)
Сечение основной жилы, мм²	400
Материал жилы	Алюминий
Количество жил	1
Вид изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90°C
Допустимая температура при КЗ (не более 5 с)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.0747 (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	Для 110 кВ: 145 кВ в течение 60 мин. Для 220 кВ: 275 кВ в течение 60 мин.
Срок службы	Не менее 30 лет

Области применения кабеля АПвПугж 1х400

Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в помещениях и на открытом воздухе (при условии защиты от прямого солнечного излучения). Основные сферы применения:

• Магистральные линии электропередачи 110-220 кВ в городских и промышленных сетях.
• Вводы и выводы с открытых распределительных устройств (ОРУ) подстанций и электростанций.
• Питающие линии для мощных потребителей: крупные заводы, металлургические комбинаты, нефтехимические предприятия.
• Резервирование и кольцевание распределительных сетей для повышения надежности энергоснабжения.
• Прокладка в сложных условиях, где присутствует риск механических повреждений (благодаря броне).

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для подвижного монтажа.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелями с бумажно-масляной изоляцией)

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции масла и риска обезвоживания бумажной изоляции.
• Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для маслонаполненных кабелей.
• Меньший вес и наружный диаметр: Облегчает транспортировку, монтаж и позволяет использовать кабельную арматуру меньших размеров.
• Простота монтажа и обслуживания: Не требуется контроль уровня масла и сложные системы подпитки. Допускается прокладка на вертикальных и наклонных участках без ограничений.
• Высокая стойкость к токам КЗ.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы и грунтовых вод.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям изоляции (например, при монтаже), что требует повышенной аккуратности.
• Более высокая стоимость самого кабеля по сравнению с бумажно-масляными аналогами на низкое и среднее напряжение, однако на ВН 110-220 кВ это различие нивелируется.
• Требовательность к качеству монтажа муфт и концевых заделок. Некачественный монтаж является основной причиной отказов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвПугж 1х400 должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций завода-изготовителя.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскатка: Рекомендуется использовать кабельные ролики с радиусом не менее минимально допустимого. Запрещена раскатка волочением по земле.
• Температура монтажа: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C. При более низких температурах кабель необходимо прогреть в отапливаемом помещении или с помощью трансформаторов.
• Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты.
• Монтаж муфт: Установка соединительных и концевых муфт является критически важной операцией. Необходимо обеспечить абсолютную чистоту, обезжиривание изолируемой поверхности и точное соблюдение геометрических размеров.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом является проведение высоковольтных испытаний выпрямленным напряжением или переменным напряжением частотой 0.1 Гц для проверки целостности изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвПугж от АПвПу?

Буква «ж» в маркировке АПвПугж указывает на наличие защитного шланга (оболочки) поверх брони, обычно из полиэтилена. В марке АПвПу такой оболочки нет, и стальная броня находится открытой. Кабель с индексом «ж» имеет повышенную стойкость к коррозии и агрессивным средам, что продлевает срок его службы при прокладке в земле с высокой коррозионной активностью или в условиях повышенной влажности.

Какое сечение медного экрана используется в кабеле 1х400 на 110 кВ?

Сечение медного экрана (проволочного или ленточного) нормируется стандартами и проектом. Для кабеля на 110 кВ сечением 400 мм² типовое сечение экрана составляет 95-120 мм². Оно выбирается исходя из необходимости обеспечения стойкости к токам короткого замыкания (обычно не менее 1-2 секунд) и минимального сопротивления для корректной работы защит.

Можно ли использовать кабель АПвПугж для прокладки в воздухе?

Да, можно. Наличие брони и наружного полиэтиленового шланга обеспечивает защиту от атмосферных осадков и механических воздействий. Однако при открытой прокладке на эстакадах, по стенам зданий необходимо учитывать воздействие ультрафиолетового излучения. Полиэтиленовая оболочка требует защиты от прямых солнечных лучей (например, кабель должен быть скрыт в лотке или иметь защитное покрытие). Также необходимо обеспечить надежное крепление кабеля с учетом его значительного веса.

Какой метод используется для сращивания кабелей АПвПугж?

Для соединения отрезков кабеля или ремонта применяются специальные соединительные муфты для кабелей с СПЭ-изоляцией на соответствующее напряжение. Технология монтажа муфты включает в себя: ступенчатую зачистку изоляции и экранов, установку изоляционных и полупроводящих компонентов (обычно в виде готовых деталей из термоусаживаемых материалов или пресс-вулканизируемых), восстановление токопроводящей жилы (с помощью сжимов или сварки), монтаж медного экрана и заземляющих проводников, установку металлического корпуса (для бронированных кабелей). Работы требуют высокой квалификации и специального инструмента.

Как определяется необходимое сечение кабеля 400 мм²?

Выбор сечения 400 мм² является результатом комплексного инженерного расчета, который включает:

• Расчет по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки, температуры грунта/воздуха, количества рабочих кабелей в траншее и их взаимного расположения.
• Проверка на потерю напряжения (ΔU%) в нормальном и послеаварийном режимах.
• Проверка на термическую стойкость к токам короткого замыкания.
• Экономическая плотность тока для определения оптимального сечения с учетом капитальных затрат и стоимости потерь электроэнергии.

Сечение 400 мм² часто применяется для фидеров 110 кВ с передаваемой мощностью порядка 60-80 МВА.

Каковы основные причины отказов кабелей с СПЭ-изоляцией и как их избежать?

Статистика указывает на следующие основные причины:

1. Дефекты монтажа муфт (более 50% отказов): Недостаточная очистка, неправильная ступенчатая зачистка, смещение изоляционных элементов, плохой контакт. Мера предотвращения: использование обученных бригад, контроль на каждом этапе.
2. Механические повреждения изоляции при монтаже: Задиры, вмятины. Мера: применение роликов, контроль радиуса изгиба.
3. Повреждение оболочки и коррозия брони: При прокладке в агрессивных грунтах без должной защиты. Мера: правильный выбор марки кабеля (с индексом «ж»), контроль состояния трассы.
4. Трекинговые разряды (водные деревья): Современные материалы (сшитый полиэтилен с добавками) и технологии производства свели эту проблему к минимуму.

Регулярный мониторинг с помощью систем частичных разрядов и тепловизионного контроля позволяет выявить развивающиеся дефекты на ранней стадии.