Кабель АПвПу 1х35: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвПу 1х35 представляет собой одножильное силовое кабельное изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 110 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности в протяженных линиях электропередачи, в условиях сложной окружающей среды и при значительных механических нагрузках.

Расшифровка маркировки АПвПу 1х35

Маркировка кабеля производится в соответствии с единой системой обозначений, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (СПЭ).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Пу – усиленная защитная оболочка из полиэтилена. Буква «у» указывает на усиление, что подразумевает повышенную механическую прочность и стойкость к внешним воздействиям.
• 1х35 – количество и номинальное сечение основной токопроводящей жилы. В данном случае – одна жила сечением 35 мм².

Таким образом, полная расшифровка обозначает: Кабель с алюминиевой жилой, изолированный сшитым полиэтиленом, в оболочке из ПВХ, с усиленной наружной полиэтиленовой оболочкой, одножильный, сечением 35 мм².

Конструкция кабеля АПвПу 1х35

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее изнутри наружу.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электропроводности) по ГОСТ 22483. Для сечения 35 мм² жила, как правило, выполняется однопроволочной (монолитной), что обеспечивает жесткость и простоту монтажа концевых заделок. Класс жилы – 1 или 2 (в зависимости от стандарта изготовителя).

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает выдающимися свойствами: высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании), стойкостью к термоциклированию и влаге. Толщина изоляции нормирована и для напряжения 110 кВ составляет несколько миллиметров.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Аналогичный полупроводящий слой, накладываемый поверх основной изоляции. Замыкает электрическое поле внутри кабеля, обеспечивая его радиальную симметрию.

5. Поясная изоляция

Представляет собой намотку из полупроводящих или медных лент, которые дополнительно выравнивают поле и служат основой для медного экрана.

6. Медный экран (заземляющий)

Выполняется в виде оплетки из медных проволок или наложения медных лент. Это критически важный элемент конструкции. Его функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки.
• Защита от внешних электромагнитных воздействий.

Для кабеля на 110 кВ экран должен быть достаточного сечения для проведения токов КЗ.

7. Внутренняя оболочка (ПВХ)

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката. Выполняет роль разделительного слоя между медным экраном и броней, а также обеспечивает дополнительную герметизацию и защиту от коррозии для экрана.

8. Броня

Кабель АПвПу имеет бронепокров из стальных оцинкованных проволок или лент. Его назначение – защита от механических повреждений (растяжения, сдавливания, ударов, грызунов). Для одножильных кабелей на высокое напряжение броня, как правило, выполняется из немагнитных материалов (оцинкованная сталь) и накладывается с учетом требований к снижению потерь в оболочке.

9. Наружная оболочка (усиленный полиэтилен)

Внешний защитный слой из полиэтилена (обычно полиэтилена высокого давления, ПЭВП). Обозначение «Пу» указывает на его повышенную толщину и механическую прочность. Данная оболочка обеспечивает стойкость к агрессивным химическим средам, влаге (в том числе полную водонепроницаемость), ультрафиолетовому излучению и истиранию.

Основные технические характеристики

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	64/110 (126) кВ
Количество и сечение жил	1 x 35 мм²
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Максимальная рабочая температура жилы	+90 °C
Допустимая температура при КЗ (макс. 5 с)	+250 °C
Минимальная температура монтажа (без предварительного прогрева)	-20 °C
Допустимый радиус изгиба при монтаже	Не менее 20 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Оговаривается с заводом-изготовителем, обычно от 400 до 1000 м
Сопротивление жилы постоянному току при +20 °C, не более	0,868 Ом/км (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты после монтажа	160 кВ в течение 15 мин.

Область применения кабеля АПвПу 1х35

Кабель предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, в условиях возможных механических воздействий и наличия блуждающих токов. Благодаря усиленной полиэтиленовой оболочке и бронепокрову, он рекомендован для использования:

• В качестве выходных и соединительных линий от силовых трансформаторов на подстанциях и распределительных устройствах напряжением 110 кВ.
• Для создания ответвлений от воздушных линий электропередачи (ВЛ) с переходом на кабельный ввод.
• На участках с повышенными требованиями к механической защите (под дорогами, в промышленных зонах).
• В районах с высокой коррозионной активностью грунтов и вод.
• Для прокладки по мостам и эстакадам.

Важное замечание: Для одножильных кабелей на высокое напряжение критически важным является правильный выбор схемы прокладки и соединения экранов (заземления) для минимизации потерь в оболочке и обеспечения допустимых токов нагрузки. При прокладке в земле рекомендуется треугольное или плоское расположение фазных кабелей с соблюдением расстояний, указанных в проектной документации.

Преимущества и недостатки кабеля АПвПу 1х35

Преимущества:

• Высокая пропускная способность: Изоляция из СПЭ допускает длительный нагрев жилы до +90°C, что позволяет пропускать большие токи по сравнению с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Надежность и долговечность: Отсутствие масла исключает риск утечек и необходимость в масляных подпитках. Конструкция устойчива к термоциклированию.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с маслонаполненными кабелями. Допускает прокладку на трассах со сложным рельефом.
• Высокая стойкость к внешним воздействиям: Усиленная полиэтиленовая оболочка и броня обеспечивают защиту от влаги, химикатов, механических повреждений и грызунов.
• Пожарная безопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке.

Недостатки и особенности:

• Чувствительность к качеству монтажа концевых заделок и муфт: Требует высокой культуры производства работ. Попадание влаги или загрязнений под изоляцию муфты недопустимо.
• Явление водного деревца: При повреждении оболочки и длительном нахождении в воде под напряжением возможно постепенное образование микротрещин в изоляции. Современные материалы (сшитый полиэтилен с добавками) минимизируют этот риск.
• Необходимость учета потерь в оболочке: Для одножильных кабелей требуется специальный расчет режимов заземления экранов/брони для предотвращения перегрева.
• Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией, но эксплуатационные расходы, как правило, ниже.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвПу отличается от АПвП?

Буква «у» в маркировке АПвПу указывает на наличие усиленной наружной оболочки из полиэтилена. У кабеля АПвП наружная оболочка также полиэтиленовая, но стандартной толщины. Кабель АПвПу предназначен для прокладки в более тяжелых условиях, где существует риск механических повреждений, истирания или повышенной химической агрессии.

Как правильно заземлять экран одножильного кабеля на 110 кВ?

Существует три основные схемы заземления экранов (оболочек) одножильных кабелей:

• Заземление с обоих концов: Наиболее распространенная схема. Обеспечивает нулевой потенциал экрана, но приводит к циркулирующим токам, наводящимся от магнитного поля жилы. Это снижает допустимый ток нагрузки кабеля из-за дополнительных потерь.
• Заземление с одного конца: Исключает циркулирующие токи, но приводит к появлению высокого напряжения на незаземленном конце экрана, что требует установки ограничителей перенапряжения (ОПН).
• Поперечное соединение (cross-bonding): Сложная, но наиболее эффективная схема для длинных линий. Экран каждого участка кабеля разбивается на три секции, которые поперечно соединяются между фазами, а затем заземляются. Это позволяет свести наведенное напряжение к минимуму и практически устранить циркулирующие токи. Выбор схемы осуществляется проектировщиком на основе расчета.

Каков срок службы кабеля АПвПу 1х35?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и зависит от режима работы (температурных циклов, токов КЗ), коррозионной стойкости брони и оболочки, а также от качества обслуживания.

Можно ли прокладывать кабель АПвПу в воздухе?

Да, кабель допускается к прокладке в воздухе (по эстакадам, фасадам, в помещениях), так как его наружная полиэтиленовая оболочка обладает стойкостью к ультрафиолетовому излучению. Однако при этом необходимо учитывать дополнительную ветровую и гололедную нагрузку, а также обеспечить поддержку кабеля с допустимым шагом крепления, указанным в технических условиях.

Что означает сечение 35 мм² для напряжения 110 кВ? Не слишком ли оно мало?

Сечение жилы выбирается не по напряжению, а по расчетному току нагрузки. Для многих ответвительных и соединительных линий в сетях 110 кВ, особенно где не требуются огромные мощности передачи, сечения 35, 50, 70 мм² являются распространенными и экономически обоснованными. Они обеспечивают необходимую пропускную способность с запасом. Ключевым для высокого напряжения является не сечение, а толщина и качество изоляции, а также конструкция экранов.

Требуется ли для монтажа кабеля АПвПу специальное оборудование?

Да, монтаж кабельных муфт и концевых заделок (концевой разделки) на кабели 110 кВ с изоляцией из СПЭ требует высококвалифицированного персонала, прошедшего обучение у производителя муфт, и использования специального оборудования. Это: установка для снятия изоляции и фаски (струппинг-машина), вакуумный аппарат для сушки и пропитки изоляции (для некоторых типов муфт), термоусадочные газовые горелки или индукционные нагреватели, динамометрический инструмент для затяжки болтовых соединений, мегомметр и рефлектометр для послеаварийного контроля.

Заключение

Кабель АПвПу 1х35 является современным, надежным и технологичным решением для построения кабельных линий электропередачи класса напряжения 110 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена с механической защитой брони и усиленной полиэтиленовой оболочки, делает его пригодным для эксплуатации в сложных условиях. Успешное применение данного кабеля напрямую зависит от корректного проектирования трассы, выбора схемы заземления экранов, использования качественных комплектующих (муфт, концевых заделок) и строгого соблюдения технологии монтажа, выполняемого сертифицированными специалистами.