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.
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 является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
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.
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.
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.
Аналогичен внутреннему, служит для симметричного выравнивания электрического поля. Выполнен в виде экструдированного слоя.
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).
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.
| 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 |
Кабель ПвАП 1200 мм² применяется для создания и модернизации магистральных кабельных линий электропередачи класса напряжения 110-220 кВ. Основные сферы применения:
Монтаж кабеля ПвАП 1200 мм² требует высокой квалификации персонала и использования специального оборудования.
После монтажа кабельная линия подвергается комплексным испытаниям:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.