Кабель ПвАП 1200 мм

Кабель ПвАП 1200 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель ПвАП 1200 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 110-220 кВ, с алюминиевой жилой и алюминиевой экранированной оболочкой. Данный тип кабеля является ключевым элементом в магистральных сетях высокого и сверхвысокого напряжения, предназначенным для передачи значительных объемов электроэнергии. Его применение обусловлено требованиями высокой надежности, пропускной способности и долговечности в условиях интенсивных электрических и механических нагрузок.

Расшифровка маркировки ПвАП 1200 мм²

• П – изоляция из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката.
• А – материал токопроводящей жилы – алюминий.
• П – тип защитного покрова (экран) – полимерный (в данном контексте – алюмополимерная лента).
• 1200 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.

Полное обозначение согласно ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16.К71-335-2004 включает также номинальное напряжение. Например, ПвАПп 1х1200/110-220 – кабель одножильный, на напряжение 110-220 кВ.

Конструкция кабеля ПвАП 1200 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) или аналогичной. Для сечения 1200 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы, состоит из множества проволок, скрученных в несколько повивов. Это обеспечивает гибкость и удобство монтажа. Жила может быть компактной (уплотненной) для уменьшения общего диаметра.

2. Экран на жиле (внутренний полупроводящий экран)

Наносится поверх жилы экструзионным методом в виде слоя из сшитого полупроводящего полиэтилена. Его задача – выравнивание электрического поля, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом радиационной или пероксидной сшивки. Толщина изоляции нормирована в зависимости от класса напряжения (например, для 110 кВ – не менее 16-18 мм). СПЭ обладает высокими диэлектрическими характеристиками, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°C), стойкостью к тепловым ударам и механической прочностью.

4. Экран на изоляции (внешний полупроводящий экран)

Аналогичен внутреннему, служит для симметричного выравнивания электрического поля. Выполнен в виде экструдированного слоя.

5. Металлический экран (заземляющий)

Является ключевым элементом безопасности. Для кабеля ПвАП 1200 мм² это, как правило, алюминиевая гофрированная оболочка, накладываемая поверх внешнего полупроводящего экрана. Она выполняет несколько функций: служит для заземления, является путем для тока короткого замыкания, обеспечивает механическую защиту изоляции от внешних воздействий и служит барьером для влаги (в комбинации с полимерными слоями).

6. Защитный шланг (внешняя оболочка)

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена низкой плотности (ПЭ). Защищает металлический экран от коррозии и механических повреждений. Имеет, как правило, яркую окраску (оранжевую или красную) для идентификации высокого напряжения.

Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 кВ, 127/220 кВ (где U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное)
Сечение основной жилы	1200 мм² (номинальное)
Количество жил в кабеле	1 (одножильное исполнение для сетей 110 кВ и выше является стандартным)
Материал жилы	Алюминий (Al)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура монтажа (без предварительного подогрева)	-20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 20-25 наружных диаметров кабеля (около 2.5-3.0 м для 1200 мм²)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	0.0251 Ом/км (типовое значение)
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)	~1100-1300 А (зависит от способа прокладки, температуры грунта/воздуха, числа кабелей в траншее)
Емкость	~0.18-0.22 мкФ/км
Индуктивное сопротивление	~0.15-0.18 Ом/км

Область применения и способы прокладки

Кабель ПвАП 1200 мм² применяется для создания и модернизации магистральных кабельных линий электропередачи класса напряжения 110-220 кВ. Основные сферы применения:

• Вводы на подстанции и ГРЭС.
• Прокладка в городских кабельных коллекторах и тоннелях, где использование воздушных линий невозможно.
• Переходы через водные преграды, железнодорожные пути, автомобильные магистрали.
• Питание крупных промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, портов.
• Соединение распределительных устройств на территории крупных энергоузлов.

Способы прокладки:

• В кабельных траншеях: С обязательной песчаной подсыпкой, защитой плитами или сигнальной лентой. Требуется расчет допустимого тока нагрузки с учетом удельного теплового сопротивления грунта.
• В кабельных коллекторах и тоннелях: На специальных кронштейнах и полках. Критически важна организация вентиляции для отвода тепла.
• В блоках (кабельной канализации): Прокладка в асбестоцементных или полимерных трубах. Наименее благоприятный способ с точки зрения теплоотвода, требует понижающих коэффициентов при расчете нагрузки.
• В производственных помещениях: По конструкциям на лотках или в коробах.

Преимущества и недостатки кабеля ПвАП 1200 мм²

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

• Отсутствие масла исключает риск утечек, упрощает монтаж и обслуживание, позволяет прокладывать на вертикальных и наклонных трассах без ограничений.
• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C для МНС), что позволяет передавать большую мощность при тех же сечениях.
• Меньший вес и радиус изгиба, что облегчает транспортировку и монтаж.
• Меньшая трудоемкость монтажа муфт и концевых заделок.
• Более высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.

Недостатки и особенности:

• Высокая чувствительность к качеству монтажа. Необходима идеальная зачистка и подготовка изоляции, чистота в зоне работ.
• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки и, как следствие, к проникновению влаги вглубь конструкции (дерессинг). Требуется мониторинг целостности оболочки.
• Более высокая, чем у МНС, емкость, что может ограничивать допустимую длину линии без компенсирующих устройств из-за роста зарядного тока.
• Высокая стоимость самого кабеля и монтажной арматуры.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля ПвАП 1200 мм² требует высокой квалификации персонала и использования специального оборудования.

• Раскатка: Производится с помощью роликов или лебедок, не допускается волочение кабеля по земле, падение с высоты, перекручивание.
• Подогрев: При температуре ниже -20°C кабель необходимо выдержать в теплом помещении или использовать термочехлы для прогрева.
• Установка соединительных муфт: Требует строгого соблюдения технологических карт производителя. Процесс включает: ступенчатую зачистку изоляции, наложение внутренних и внешних полупроводящих экранов, монтаж механического соединителя жилы, изоляцию с помощью термоусаживаемых компонентов или наложения предварительно отформованного диэлектрика, восстановление металлического экрана и оболочки.
• Установка концевых заделок (концевых муфт): Обеспечивает переход с кабеля на воздушную линию или на оборудование подстанции. Включает монтаж изолятора, заземление экрана, подключение наконечника.
• Заземление: Алюминиевая экранирующая оболочка с обоих концов кабеля и на всех муфтах должна быть надежно заземлена для безопасного стока токов КЗ и обеспечения потенциала земли.

Контроль, испытания и диагностика

После монтажа кабельная линия подвергается комплексным испытаниям:

• Измерение сопротивления изоляции: Мегаомметром на 5000 В.
• Испытание повышенным напряжением постоянного тока: Согласно ПУЭ, для кабелей 110 кВ – испытательное напряжение 240 кВ в течение 15 мин.
• Измерение сопротивления жилы постоянному току.
• Проверка целостности и фазировки жил и экранов.
• Диагностика частичных разрядов (ЧР): Современный метод, позволяющий оценить состояние изоляции и качество монтажа муфт путем измерения уровня частичных разрядов под высоким напряжением.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ПвАП от ПвП?

Основное отличие – в материале и конструкции защитного экрана. В кабеле ПвАП экран выполнен в виде алюминиевой гофрированной оболочки (буква «А» в маркировке). В кабеле ПвП (где последняя «П» означает «плоская проволока» или «проволочный экран») экран наложен из медных или алюминиевых проволок. Алюминиевая оболочка обеспечивает лучшую герметичность и механическую прочность, а также больший допустимый ток короткого замыкания.

Какой допустимый ток нагрузки для ПвАП 1200 мм² при прокладке в земле?

Точное значение зависит от множества факторов: удельного теплового сопротивления грунта (например, 1.0 или 2.0 К·м/Вт), глубины прокладки, температуры грунта (например, +15°C или +25°C), количества кабелей в траншее и расстояния между ними. При благоприятных условиях (грунт с тепловым сопротивлением 1.0 К·м/Вт, один кабель, глубина 0.7 м, температура грунта +15°C) допустимый ток может достигать 1200-1250 А. При неблагоприятных условиях (сухой песок, несколько кабелей) он может снижаться до 900-1000 А. Точный расчет должен выполняться по методике, приведенной в ГОСТ Р МЭК 60287.

Почему для сетей 110 кВ и выше используют одножильные кабели, а не трехжильные?

При высоких напряжениях толщина изоляции и общий диаметр кабеля значительны. Создание трехжильного кабеля на 110 кВ с изоляцией из СПЭ привело бы к огромному весу и диаметру, что сделало бы его практически немонтируемым. Одножильные кабели проще в производстве, монтаже и ремонте. Для трехфазной линии прокладывают три одножильных кабеля, располагая их в треугольнике или «в ряд» с учетом взаимного нагрева.

Что такое «дерессинг» и как с ним бороться?

Дерессинг (от англ. treeing – «древовидное образование») – это постепенное образование в толще изоляции из сшитого полиэтилена микроскопических канальцев, напоминающих ветви дерева, под действием электрического поля и влаги. Это основной механизм старения изоляции СПЭ. Для борьбы с ним применяют: 1) Использование кабелей с радиационно-модифицированной изоляцией, стойкой к дерессингу; 2) Абсолютную герметичность оболочки для исключения проникновения влаги; 3) Регулярный мониторинг частичных разрядов, которые являются предвестником дерессинга.

Какой срок службы у кабеля ПвАП 1200 мм²?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30-40 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется условиями эксплуатации (перегрузки, термические циклы), качеством монтажа муфт и отсутствием повреждений оболочки. Регулярная диагностика позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

Каковы основные критерии выбора между кабелем ПвАП и кабелем с бумажно-масляной изоляцией (МНС)?

Выбор в пользу ПвАП делается в большинстве новых проектов из-за эксплуатационных преимуществ. МНС может быть оправдана: 1) Для очень длинных линий, где высокая емкость СПЭ становится критичной, а система компенсации реактивной мощности дорога; 2) В проектах с жесткими ограничениями по капитальным затратам, где стоимость МНС может быть ниже; 3) При реконструкции существующих линий МНС, где можно использовать старую инфраструктуру.

Заключение

Кабель ПвАП 1200 мм² является современным, высокотехнологичным решением для строительства надежных и мощных кабельных линий электропередачи класса напряжения 110-220 кВ. Его эксплуатационные преимущества, связанные с применением изоляции из сшитого полиэтилена и алюминиевой герметизирующей оболочки, делают его предпочтительным выбором для ответственных объектов. Успешная эксплуатация такого кабеля напрямую зависит от качества изготовления, строгого соблюдения технологий монтажа и проведения регулярного диагностического контроля. Понимание его конструкции, характеристик и особенностей является необходимым для инженеров-проектировщиков, монтажников и служб эксплуатации в электроэнергетической отрасли.