Кабель АПвП 3-х жильный 35 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвП 3-х жильный на напряжение 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, алюминиевыми жилами, с отдельными экранами по каждой жиле и в общей свинцовой оболочке с наружным защитным покровом. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его применение актуально для магистральных линий, ответвлений от воздушных линий электропередачи, а также для прокладки в кабельных сооружениях, туннелях, каналах, шахтах, в условиях повышенной влажности, включая трассы с неограниченной разностью уровней.
Расшифровка маркировки АПвП
Маркировка кабеля производится по ГОСТ 18410-73 и более поздним редакциям, а также по техническим условиям производителей. Расшифровка аббревиатуры АПвП следующая:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен (в данном контексте – сшитый, о чем свидетельствует следующая литера).
- в – обозначает, что изоляция выполнена из вулканизированного (сшитого) полиэтилена.
- П – материал оболочки: свинцовая (Пломбиум) оболочка.
- 3-х жильный – три изолированные жилы в одном кабеле.
- 35 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- Абсолютная герметизация, предотвращение проникновения влаги и газов к изоляции в течение всего срока службы.
- Защита от механических повреждений.
- Обеспечение пути для токов короткого замыкания.
- Подушка: Прослойка из битума, крепированной бумаги или полимерных лент, предотвращающая повреждение свинца.
- Броня: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с зазором.
- Наружная оболочка: Шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена, защищающий броню от коррозии и обеспечивающий стойкость к внешним воздействиям.
- Подземная прокладка в кабельных сооружениях: Туннели, коллекторы, каналы, этажи. Свинцовая оболочка обеспечивает полную герметичность, что критически важно в условиях возможного подтопления или высокой влажности.
- Прокладка в земле (траншее): При наличии защитного покрова типа «г» (броня + наружный шланг) кабель может быть уложен непосредственно в траншею с песчаной подушкой и защитой кирпичом или сигнальными лентами. Обязательно соблюдение норм по глубине заложения и расстоянию до параллельных коммуникаций.
- Прокладка по конструкциям и эстакадам: Возможна при условии крепления с соблюдением радиуса изгиба и защиты от прямых солнечных лучей (УФ-излучение может деградировать наружную оболочку из ПВХ).
- Установка в помещениях, шахтах, на объектах с повышенной взрыво- и пожарной опасностью (при условии соответствия исполнения требованиям ПУЭ).
- Преимущество АПвП: Абсолютная герметичность и пластичность свинца, лучшая коррозионная стойкость в нейтральных средах, простота монтажа муфт (свинец легко развальцовывается).
- Недостаток АПвП: Большая масса, более высокая стоимость, меньшая стойкость к вибрациям и усталостным нагрузкам.
- Преимущество АПвП: Наличие герметичного барьера (свинца) делает кабель невосприимчивым к диффузии влаги, что критически важно для надежной долгосрочной работы на 35 кВ. Срок службы в тяжелых условиях значительно выше.
- Недостаток АПвП: Сложность конструкции, вес, цена, необходимость специальных технологий для заделки концов.
- Разделка конца кабеля: Послойное снятие наружного покрова, брони, подушки и свинцовой оболочки. Свинцовую оболочку надрезают специальным ножом и отламывают. Важно не повредить экраны и изоляцию жил.
- Монтаж концевых муфт (КНС) или соединительных муфт (СС): Для кабелей 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и свинцовой оболочкой применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Обязательным этапом является восстановление экранирующего слоя и герметизация ввода свинцовой оболочки в корпус муфты с помощью свинцовых сальников, термоусаживаемых трубок с герметиком или специальных мастик.
- Герметизация: Все места ввода жил и места соединения свинцовой оболочки с корпусом муфты должны быть абсолютно герметичны для предотвращения подсоса влаги и окисления экранов.
- Заземление: Экран (общий и пофазные), свинцовая оболочка и броня должны быть надёжно заземлены с двух концов линии для безопасности и обеспечения нормального режима работы.
- K / √t, где S – сечение, K – коэффициент (94 для алюминия при конечной температуре +200°C), t – время, либо брать из технических условий производителя.
Таким образом, АПвП – кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в свинцовой оболочке.
Конструкция кабеля АПвП 3х35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет критически важную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 35 мм² жила, как правило, выполняется однопроволочной (монолитной) или многопроволочной в зависимости от требований гибкости. Класс гибкости 1 или 2. Алюминий обеспечивает меньшую по сравнению с медью массу и стоимость кабеля, что является ключевым преимуществом для магистральных линий.
2. Экранирующий слой по жиле (полупроводящая экран)
Непосредственно на жилу накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение микроскопических частичных разрядов на границе между жилой и изоляцией, которые могут привести к деградации полимера.
3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)
Основной изолирующий слой. Наносится методом экструзии поверх полупроводящего экрана. Сшитый полиэтилен (XLPE) получается в процессе вулканизации, когда молекулы полиэтилена связываются поперечными связями. Это резко повышает его термостойкость (допустимая температура жилы в длительном режиме +90°C, в режиме перегрузки +130°C, при коротком замыкании +250°C), механическую прочность и стойкость к трекингу по сравнению с термопластичным полиэтиленом.
4. Экран по изоляции (полупроводящий слой)
Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий экран. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор, равномерно распределяя электрическое поле радиально вокруг жилы.
5. Поясная изоляция и экран
Поверх экранов каждой из трех жил накладывается обмотка из медных или алюминиевых лент, либо из проводящих полимерных материалов, которая служит экраном для каждой фазы. Далее три экранированные жилы скручиваются с заполнением промежутков. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция (например, из ПЭТ-ленты) и общий экран в виде медной ленты или проволоки. Этот слой предназначен для защиты от внешних электромагнитных влияний и обеспечения симметрии поля.
6. Свинцовая оболочка (П)
Герметичная оболочка из свинцового сплава (чаще всего с легирующими добавками олова, сурьмы или кадмия для повышения усталостной прочности). Основные функции:
Свинцовая оболочка является отличительной и обязательной чертой кабелей марки АПвП.
7. Защитный покров (броня и наружная оболочка)
Для защиты свинцовой оболочки от коррозии, механических воздействий и растягивающих усилий при прокладке поверх нее накладывается защитный покров. Типовая конструкция (например, АПвПг):
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (для кабеля АПвП 3х35 кВ)
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 20,5 / 35 кВ (40,5 кВ) | ГОСТ 18410 |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90 °C | ГОСТ 31996 |
| Максимальная температура при коротком замыкании | +250 °C (продолжительность до 5 с) | ГОСТ 31996 |
| Допустимый нагрев при перегрузке | +130 °C | ГОСТ 31996 |
| Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева | -20 °C | — |
| Сопротивление изоляции, не менее | 1000 МОм·км | ГОСТ 3345 |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты 50 Гц, 10 мин. | 65 кВ | ГОСТ 18410 |
| Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний) | 84 кВ | ГОСТ 18410 |
Механические и геометрические параметры (ориентировочные)
| Параметр | Примерное значение | Примечание |
|---|---|---|
| Наружный диаметр кабеля | 75-85 мм | Зависит от конструкции защитного покрова |
| Масса 1 км кабеля | 4500-5500 кг | Зависит от толщины свинцовой оболочки и брони |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 20 x D (наружного диаметра) | Для многожильных кабелей с свинцовой оболочкой |
| Допустимое растягивающее усилие | Расчетное, зависит от сечения жил и брони | Указывается в ТУ производителя |
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвП 3х35 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:
Важно: Кабели со свинцовой оболочкой не рекомендуются для прокладки в условиях вибрации и в средах с активными химическими агентами, разрушающими свинец.
Преимущества и недостатки кабеля АПвП по сравнению с аналогами
Сравнение с кабелем АПвПу (с алюминиевой оболочкой):
Сравнение с кабелем АПвВ (с ПВХ оболочкой поверх экрана, без герметичной оболочки):
Монтаж и соединение. Особенности работы со свинцовой оболочкой.
Монтаж кабеля АПвП требует специальных навыков и инструментов. Ключевые этапы:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается кабель АПвП от АПвВг на 35 кВ?
Принципиальное отличие – наличие у АПвП сплошной свинцовой герметизирующей оболочки под броней. В кабеле АПвВг такой оболочки нет, его влагозащита обеспечивается только внешней ПВХ оболочкой и надежностью экранной системы. АПвП более надежен для прокладки в грунтах с высокой влажностью и в условиях возможного длительного подтопления.
Каков срок службы кабеля АПвП 35 кВ?
Номинальный срок службы при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет благодаря стабильности материалов (XLPE, свинец).
Можно ли прокладывать кабель АПвП в одном лотке с кабелями на 0,4 кВ?
Правилами устройства электроустановок (ПУЭ, п. 2.1.16, 2.3.86) не рекомендуется совместная прокладка силовых кабелей выше 1 кВ с кабелями ниже 1 кВ, за исключением линий цепей управления и питания муфт. При необходимости такой прокладки между группами кабелей должен быть установлен несгораемый разделительный экран, либо расстояние между ними должно быть не менее 250 мм. Для кабелей 35 кВ это требование является обязательным из-за высокого уровня электромагнитных влияний и требований безопасности.
Какой ток короткого замыкания может выдержать кабель АПвП 3х35?
Термическая стойкость к току короткого замыкания определяется сечением жилы, материалом и временем срабатывания защиты. Для алюминиевой жилы 35 мм² при времени КЗ 1 секунда допустимый ток термической стойкости ориентировочно составляет 4-5 кА. Точное значение необходимо рассчитывать по формуле I = S
Требуется ли подогрев кабеля АПвП при прокладке в зимних условиях?
Да, если температура окружающего воздуха ниже -20 °C. Сшитый полиэтилен и особенно ПВХ наружная оболочка при низких температурах теряют эластичность, что может привести к растрескиванию изоляции и оболочки при изгибании. Прокладка должна производиться с предварительным подогревом в отапливаемом помещении или с помощью специальных греющих устройств, соблюдая регламент нагрева.
Как маркируется кабель АПвП с защитным покровом из брони и ПВХ шланга?
Полная маркировка такого кабеля будет: АПвПг. Литера «г» в конце означает «голый», что исторически означает отсутствие джутового покрова поверх брони, а наличие только защитного шланга (в современном понимании – ПВХ или полиэтиленовая оболочка). Если шланг из полиэтилена, маркировка может быть АПвП2г, где «2» обозначает полиэтилен.
Заключение
Кабель АПвП 3-х жильный 35 кВ представляет собой надежное, проверенное временем решение для строительства и реконструкции распределительных сетей среднего класса напряжения в условиях, требующих гарантированной защиты изоляции от влаги. Его ключевыми преимуществами являются долговечность, обусловленная стабильностью сшитого полиэтилена и абсолютной герметичностью свинцовой оболочки, а также высокая пропускная способность. Выбор в пользу данного кабеля оправдан при прокладке в грунтах с высокой коррозионной активностью, в затопляемых коллекторах, на переходах через водные преграды и других ответственных объектах, где надежность и срок службы являются приоритетными критериями. Правильный монтаж с использованием соответствующих муфт и соблюдение правил эксплуатации обеспечивают безотказную работу линии на протяжении десятилетий.