Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвПТи 35 кВ: конструкция, характеристики и область применения

Кабель АПвПТи 35 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), в алюминиевой экранированной оболочке, с продольной герметизацией и броней из стальных оцинкованных лент. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при прокладке в земле (траншеях), каналах, туннелях, а также в условиях повышенной влажности, включая прокладку в грунтах с высокой коррозионной активностью и в воде (при условии отсутствия механических воздействий).

Расшифровка маркировки АПвПТи

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена (в зависимости от модификации).
• П – бронепокров из плоских стальных оцинкованных лент.
• Т – наличие несущего троса (интегрированного в конструкцию кабеля для СИП-подобных исполнений, но в классической трактовке для бронированных кабелей может указывать на герметизацию). В контексте АПвПТи чаще подразумевается продольная герметизация.
• и – наружная защитная оболочка (шланг) из поливинилхлоридного пластиката поверх брони.
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.

Детальное описание конструкции

Конструкция кабеля АПвПТи 35 кВ является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Жилы изготавливаются из алюминия (марки А5, А5Е или А6 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма позволяет оптимизировать заполнение пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240 мм² включительно) или многопроволочными (для всех сечений, а для сечений 300 мм² и более – исключительно многопроволочные).

2. Экран по жиле

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный экран из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей экструзионной ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля у поверхности жилы, предотвращение концентрации напряженности и ионизационных процессов.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующей вулканизацией (сшивкой). Сшивка молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления или силановым методом придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а допустимая температура при коротком замыкании достигает +250°C.

4. Экран по изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящей экструдированной ленты или слоя, плотно прилегающего к изоляции.
• Медных или алюминиевых проволок, наложенных продольно или в виде оплетки. Этот слой является токопроводящим и предназначен для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Он также служит нулевым (заземляющим) проводником в режиме однофазного КЗ.

5. Разделительный слой и продольная герметизация

Поверх экрана может накладываться поясная изоляция из ПЭТ-лент или аналогичных материалов. Ключевой особенностью кабеля марки АПвПТи является элемент «Т» – продольная герметизация. Она реализуется с помощью алюмополимерной ленты (Al-PET), которая накладывается продольным перекрытием или в виде герметизирующего слоя под оболочкой. Эта лента служит барьером для проникновения влаги и паров воды вдоль оси кабеля, что критически важно для сохранения диэлектрических свойств изоляции XLPE на протяжении всего срока службы.

6. Алюминиевая оболочка

Герметизирующая оболочка, выполненная из гофрированной алюминиевой ленты, сварной алюминиевой трубки или композита. Выполняет несколько функций:

• Герметизация от продольного проникновения влаги.
• Защита от механических воздействий.
• Экранирование от электромагнитных помех.
• Обеспечение пути для токов короткого замыкания.

7. Защитный покров (броня и наружная оболочка)

Поверх алюминиевой оболочки накладывается:

• Подслой (подушка) из битума, крепированной бумаги или ПВХ-лент для защиты металлической оболочки от коррозии и повреждения броней.
• Броня из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Защищает кабель от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• Наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), обозначаемая индексом «и». Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам и УФ-излучению (при прокладке на открытом воздухе).

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвПТи 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Система измерения испытательного напряжения	U0 = 20,5 кВ (фазное напряжение), U = 35 кВ (междуфазное)
Частота	50 Гц
Климатическое исполнение	УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для прокладки в земле, воде, туннелях)
Диапазон рабочих температур жилы	От -50°C до +90°C (допустимая длительная температура)
Максимальная температура при КЗ (не более 5 с)	+250°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после прокладки	65 кВ, продолжительность 10 мин.
Испытательное постоянное напряжение после монтажа (альтернатива)	78 кВ, продолжительность 15 мин.

Таблица 2. Примеры сечений жил и массо-габаритных показателей (ориентировочно)

Сечение жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Допустимый длительный ток нагрузки при прокладке в земле (+25°C), А
50	55-60	2500-3000	170-180
95	65-70	3500-4000	240-260
150	75-80	4500-5200	310-330
240	85-90	6000-7000	400-420
400	100-110	9000-10500	540-570

Примечание: Точные значения зависят от конкретного производителя и конструктивных особенностей. Данные по токам нагрузки приведены для условий прокладки в траншее с удельным тепловым сопротивлением грунта 1,0 К·м/Вт, глубиной заложения 0,7 м и температурой грунта +25°C.

Область применения и особенности прокладки

Кабель АПвПТи 35 кВ применяется для создания кабельных линий электропередачи в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Вводы и выводы мощности с подстанций 35/10(6) кВ.
• Магистральные линии распределительных сетей 35 кВ в городах и промышленных зонах.
• Питание крупных промышленных предприятий, насосных станций, нефтегазовых объектов.
• Прокладка через водные преграды (реки, каналы) при условии защиты от механических повреждений.
• Участки с повышенными требованиями к надежности и коррозионной стойкости.

Особенности прокладки и монтажа:

• Прокладка осуществляется при температуре не ниже -15°C без предварительного подогрева. При более низких температурах требуется подогрев.
• При прокладке в земле необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм и защита кирпичом или сигнальной лентой.
• Обязательно заземление алюминиевой оболочки и брони с двух сторон кабельной линии для безопасности и нормальной работы защит.
• При переходе из земли в здание используются герметичные концевые заделки (муфты).
• Монтаж концевых и соединительных муфт должен выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии обезжиривания, зачистки и изоляции.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, АПвПу, СБл)

Преимущества кабеля АПвПТи 35 кВ:

• Высокая надежность и долговечность благодаря комбинации изоляции XLPE, алюминиевой герметичной оболочки и брони.
• Продольная герметизация – ключевое преимущество, защищающее изоляцию от диффузии влаги, что исключает рост водных древ и пробой изоляции.
• Коррозионная стойкость. Наружная ПВХ оболочка надежно защищает стальную броню.
• Высокая пропускная способность по току благодаря хорошим тепловым характеристикам XLPE и эффективному отводу тепла через алюминиевую оболочку.
• Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (например, СБл) того же напряжения.
• Возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте, в отличие от маслонаполненных кабелей.

Недостатки и ограничения:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями без герметичной оболочки (АПвПу) или с бумажной изоляцией.
• Сложность монтажа концевых муфт, требующая высокой квалификации монтажников.
• Чувствительность изоляции XLPE к частичным разрядам при наличии дефектов монтажа или повреждения экрана.
• Большая жесткость из-за наличия брони и алюминиевой оболочки, что усложняет работу с кабелем на трассе.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвПТи от АПвПу 35 кВ?

Основное отличие – наличие в АПвПТи алюминиевой герметизирующей оболочки («Т» – герметизация) и наружной ПВХ оболочки поверх брони («и»). В кабеле АПвПу (где «у» – усиленная защита, обычно полиэтиленовый шланг) броня накладывается поверх герметизирующей оболочки и не имеет дополнительной защитной оболочки. Конструкция АПвПТи обеспечивает лучшую защиту брони от коррозии в агрессивных грунтах.

Можно ли прокладывать кабель АПвПТи 35 кВ в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, можно. Наружная ПВХ оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам. Однако необходимо учитывать механические нагрузки (ветровые, ледовые) и обеспечивать соответствующее крепление. Для чисто воздушных линий чаще применяются кабели с тросом (типа АПвПТ), но АПвПТи также пригоден для таких условий.

Как правильно заземлять алюминиевую оболочку и броню?

Алюминиевая оболочка и стальные бронеленты должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это делается через специальные заземляющие зажимы, подключенные к контуру заземления подстанции. Перекрестное соединение оболочек (cross-bonding) на длинных линиях для снижения токов в оболочке требует специального проектного решения и применения изолирующих и защитных муфт.

Каковы требования к хранению кабеля до монтажа?

Барабан с кабелем должен храниться в закрытом сухом помещении или под навесом, защищенным от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Не допускается хранение на открытом грунте. Барабан должен храниться в горизонтальном положении. Срок хранения – не более 2 лет с даты изготовления, при этом концы кабеля на барабане должны быть герметично заделаны.

Что означает цветовая маркировка жил?

Изоляция жил может иметь сплошную окраску или нанесенные цифровые метки. Стандартная цветовая идентификация фаз: А – желтый, В – зеленый, С – красный. Нулевая жила (если присутствует в 4-жильном кабеле) – голубой. Экран по изоляции – черный. На практике чаще используются цифры 1, 2, 3, нанесенные на изоляцию.

Какой документ является основным для определения параметров кабеля АПвПТи 35 кВ?

Основополагающим документом является ТУ 16.К71-335-2004 (или более поздние редакции) «Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 10, 20 и 35 кВ». Также при проектировании и закупке руководствуются ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и международным стандартом МЭК 60502-2, которые регламентируют общие требования и методы испытаний.

Заключение

Кабель АПвПТи 35 кВ представляет собой современное, надежное решение для строительства распределительных сетей среднего класса напряжения в условиях, требующих повышенной защиты от влаги и механических воздействий. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, алюминиевой герметичной оболочки и брони, обеспечивает длительный срок службы и минимальные эксплуатационные затраты. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении всего жизненного цикла.