Кабель АПвП 35 кВ 300 мм

Кабель силовой АПвП 35 кВ 300 мм²: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвП 35 кВ 300 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и внешней защитной оболочкой из полиэтилена. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, длительный срок службы и возможность прокладки в различных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с неблагоприятными гидрогеологическими условиями.

Расшифровка маркировки АПвП 35 кВ 300 мм²

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из сшитого полиэтилена (внутренний слой).
• в – внутренняя герметизация: наличие экрана из водоблокирующих лент или герметизирующего состава под оболочкой.
• П – внешняя защитная оболочка из полиэтилена.
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.
• 300 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвП 35 кВ 300 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Для сечения 300 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимизации диаметра кабеля.

• 1. Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (для сечений до 400 мм² включительно, согласно некоторым ТУ) или многопроволочной, компактированной. Для 300 мм² чаще применяется многопроволочная жила, обеспечивающая достаточную гибкость.
• 2. Экран на жиле (полупроводящей экран). Наносится поверх жилы экструзионным способом. Выполнен из сшитого полупроводящего полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды в изоляции.
• 3. Изоляция. Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормирована и для 35 кВ составляет, как правило, 10.5 мм или 9.0 мм в зависимости от конкретных технических условий (ТУ 16.К71-335-2004, ТУ 3562-001-86324342-2015 и др.). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до 90°C в длительном режиме) и стойкостью к трекингу.
• 4. Экран на изоляции (полупроводящей экран). Наносится поверх изоляции. Аналогичен экрану на жиле. Вместе с экраном на жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• 5. Медная экранирующая оплетка. Накладывается поверх экрана на изоляции. Выполняет функцию заземляемого экрана для защиты от внешних электромагнитных помех и обеспечения безопасности при касании оболочки. Имеет определенное минимальное сечение (например, 25 мм² по ГОСТ).
• 6. Водоблокирующий слой. Располагается под внешней оболочкой. Представляет собой слой специальных лент или нитей, пропитанных гидрофобным гелем, который при контакте с водой многократно увеличивается в объеме, герметизируя возможные повреждения оболочки и предотвращая продольное распространение влаги по кабелю.
• 7. Защитная оболочка. Внешний слой из полиэтилена (PE). Обеспечивает механическую защиту, стойкость к агрессивным средам (кислоты, щелочи, соли), ультрафиолетовому излучению и влаге. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвП 35 кВ 1х300

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U, кВ	20.6 / 35
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	40.5
Сечение основной жилы, мм2	300
Количество и форма жил	1, секторная или круглая
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Толщина изоляции, мм	9.0 или 10.5 (в зависимости от ТУ)
Допустимая температура жилы (длительный режим), °C	90
Допустимая температура жилы в режиме перегрузки, °C	130
Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 5 сек), °C	250
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при 20°C, Ом/км, не более	0.0601 (согласно ГОСТ 22483)
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/продолжительность	65 кВ / 10 мин (для готового кабеля после монтажа)
Импульсное испытательное напряжение, кВ	170
Емкость, мкФ/км	~0.25 — 0.30 (ориентировочно)
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0.15 — 0.18 (ориентировочно)

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвП 35 кВ 300 мм² применяется для сооружения воздушных линий электропередачи (в т.ч. самонесущих изолированных проводов СИП, но в данном исполнении маркировка иная), подземных кабельных линий, вводов на территории промышленных предприятий, распределительных сетей городов, для подключения мощного оборудования (трансформаторы, электродвигатели), а также в качестве магистральных линий в сетях 35 кВ.

• Прокладка в земле (траншеях). Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки, защиты кирпичом или сигнальными лентами. Допускается прокладка в грунтах любой коррозионной активности, включая блуждающие токи, благодаря полиэтиленовой оболочке. Важно учитывать уровень грунтовых вод и механические нагрузки.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, этажах. Полиэтиленовая оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке (категория ПГ по ГОСТ 31565). Однако в коллективных прокладках необходимо применение дополнительных противопожарных мер (огнестойкие покрытия, разделительные перегородки).
• Прокладка в блоках. Возможна, но требует тщательного расчета тяговых усилий из-за значительного веса и жесткости кабеля.
• Прокладка по воздуху. Допускается на опорах, эстакадах, по стенам зданий. Необходимо учитывать ветровые и гололедные нагрузки, а также УФ-стойкость оболочки (полиэтилен стоек к ультрафиолету).

Расчетные параметры: токовые нагрузки и потери

Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп) зависит от множества факторов: способа прокладки, температуры окружающей среды, количества работающих рядом кабелей, теплопроводности грунта. Для кабеля АПвП 35 кВ 1х300, проложенного в земле (траншее глубиной 0.7-1.0 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт) I_доп составляет приблизительно 500-520 А. При прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C) I_доп может достигать 540-560 А. Точные значения должны браться из расчетных таблиц ПУЭ 7 изд., глава 1.3, или из спецификаций производителя.

Таблица 2. Ориентировочные длительно допустимые токи для кабеля АПвП 35 кВ 1х300

Способ прокладки	Условия прокладки	Длительно допустимый ток, А (ориентировочно)
В земле (траншее)	Глубина 0.7 м, 1 кабель в траншее, температура грунта +15°C	500 — 520
В воздухе	Температура воздуха +25°C, на открытом солнце	540 — 560
В кабельном канале (лотке)	6 кабелей в одном канале, температура воздуха +40°C	~380 — 400 (с учетом коэффициента снижения)

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

При выборе кабеля на 35 кВ необходимо сравнить АПвП с другими распространенными марками:

• АПвП vs АПвПу. Кабель АПвПу имеет усиленную защитную оболочку из полиэтилена, армированную стальной гофрированной лентой. Применяется при повышенном риске механических повреждений (прокладка в скальных грунтах, местах с возможными смещениями грунта). АПвП такой защиты не имеет.
• АПвП vs АПвВ. Кабель АПвВ имеет внешнюю оболочку из поливинилхлорида (ПВХ). Он дешевле, но имеет более низкую стойкость к агрессивным средам и влаге, а также ограниченный температурный диапазон эксплуатации. АПвП с полиэтиленовой оболочкой более надежен для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью.
• АПвП vs АСБл. Кабель с бумажной пропитанной изоляцией и свинцовой оболочкой (АСБл) – устаревшая технология. Он тяжелее, требует специальной технологии монтажа концевых муфт (заливка мастикой), имеет ограничения по перепадам высот и подвержен старению изоляции. Кабель АПвП со СПЭ-изоляцией лишен этих недостатков.
• АПвП vs ПвП. Кабель ПвП имеет медную жилу. Он дороже, но при одинаковом сечении имеет более высокую пропускную способность по току (на 20-30%) и меньшее сопротивление. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета, учитывающего токовую нагрузку, длину линии и стоимость жизненного цикла.

Монтаж и соединение. Особенности работы с кабелем АПвП 35 кВ 300 мм²

Монтаж кабеля высокого напряжения требует квалификации персонала и соблюдения строгих правил.

• Раскатка и изгиб. Запрещена раскатка с барабана методом сбрасывания. Минимальный радиус изгиба составляет 15-20 наружных диаметров кабеля (примерно 1.2-1.5 метра для кабеля 300 мм²). При низких температурах (ниже 0°C) необходим предварительный прогрев кабеля.
• Монтаж концевых и соединительных муфт. Для кабеля со СПЭ-изоляцией применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает послойное восстановление экранов и изоляции. Критически важна чистота: пыль и влага недопустимы. Все работы должны проводиться с использованием специального инструмента и в соответствии с инструкцией производителя муфт.
• Заземление. Медные экранирующие оплетки всех трех фаз (для трехжильного кабеля) или жилы (для одножильного) должны быть надежно заземлены с двух концов линии для обеспечения безопасности и нормального режима работы. В длинных линиях применяют поперечное соединение экранов и заземление в промежуточных точках для снижения потерь.
• Испытания после монтажа. Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано для СПЭ) или переменного напряжения частотой 0.1 Гц. Стандартное испытание для кабеля 35 кВ – постоянное напряжение 85 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвП от АПвПу?

Кабель АПвПу имеет броню из стальной гофрированной ленты поверх герметизирующего слоя и под внешней оболочкой. Это обеспечивает повышенную защиту от механических повреждений (грызуны, случайные удары лопатой, камни). АПвП такой брони не имеет, его защиту обеспечивает только полиэтиленовая оболочка.

Можно ли прокладывать кабель АПвП 35 кВ 300 мм² в воде?

Прямая прокладка в воде (реки, озера) не рекомендуется, несмотря на наличие водоблокирующего слоя. Для таких условий существуют специальные исполнения кабелей с усиленной свинцовой или алюминиевой герметизирующей оболочкой (например, марки АПвПу). Полиэтиленовая оболочка АПвП не рассчитана на длительное постоянное давление водяного столба.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвП 35 кВ, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.

Как рассчитать потери напряжения в линии из кабеля АПвП 1х300 на 35 кВ?

Для расчета потерь напряжения необходимо знать полное сопротивление кабеля (R и X) и передаваемую активную и реактивную мощность. Удельное активное сопротивление R’ для алюминиевой жилы 300 мм² составляет примерно 0.0601 Ом/км при 20°C (с учетом роста при нагреве). Удельное индуктивное сопротивление X’ зависит от взаимного расположения фаз и составляет ~0.15-0.18 Ом/км. Расчет ведется по формуле, учитывающей длину линии L, ток I, cos φ: ΔU = √3 I L (R’ cos φ + X’

• sin φ).

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?

Да, согласно ПУЭ и ПТЭЭП, кабель, проложенный в земле, должен быть защищен от механических повреждений на глубине 0.7-1.0 м. Защита осуществляется путем укладки поверх кабеля на расстоянии 250 мм от его наружной оболочки кирпича, железобетонных плит или сигнальной ленты с предупреждающей надписью. При пересечении с дорогами и другими коммуникациями кабель прокладывается в трубах или блоках.

Как маркируются концы кабеля при поставке?

Кабель поставляется на деревянных или металлических барабанах. На щеках барабана наносится бирка с указанием: завода-изготовителя, марки кабеля, номинального напряжения, сечения, длины, массы, даты изготовления, номера барабана и обозначения стандарта или ТУ. Концы кабеля на барабане герметизированы термоусаживаемыми колпачками.

Каковы основные причины выхода из строя кабелей АПвП?

• Ошибки монтажа концевых и соединительных муфт (загрязнение, неправильная усадка).
• Механические повреждения оболочки при прокладке или последующих земляных работах.
• Превышение длительно допустимых токовых нагрузок, ведущее к термическому старению изоляции.
• Некачественное заземление экранов, приводящее к возникновению на них высокого потенциала и пробою.
• Дефекты производства (микровключения в изоляции, неровность экрана), проявляющиеся со временем.