Кабель АПвП 35 кВ 240 мм

Кабель АПвП 35 кВ 240 мм²: Полное техническое описание

Конструкция кабеля АПвП 35 кВ 1х240/35

Кабель АПвП представляет собой одножильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 35 кВ. Его конструкция состоит из последовательно расположенных слоев, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

1. Токопроводящая жила (ТПЖ):
   • Материал: Алюминий марки АА (алюминий алюминиевый) или АЕ (по ГОСТ 22483). Алюминий выбран благодаря оптимальному сочетанию электропроводности, малого веса и стоимости.
   • Сечение: 240 мм². Это стандартное сечение для линий передачи средней мощности, обеспечивающее баланс между пропускной способностью по току и механическими характеристиками.
   • Класс гибкости: 1 или 2 (как правило, 1). Жила круглой формы, уплотненная (компактированная). Компактировка увеличивает фактическую площадь поперечного сечения жилы, улучшая ее проводимость и механическую стойкость.
   • Форма: Круглая, секторная в кабелях АПвП не применяется.
2. Экран токопроводящей жилы:
   • На скрученную алюминиевую жилу экструдируется полупроводящий сшитый полиэтилен. Этот слой необходим для выравнивания электрического поля и предотвращения возникновения локальных концентраций напряженности на микронеровностях поверхности жилы. Без этого экрана невозможна стабильная работа кабеля на высокое напряжение.
3. Основная изоляция:
   • Материал: Сшитый полиэтилен (XLPE — Cross-Linked Polyethylene). Это ключевой элемент кабеля.
   • Толщина: Номинальная толщина изоляции для кабеля 35 кВ составляет 10,5 мм (регламентируется ГОСТ 15150, ТУ 16-705.500-2006 и др.). Сшивка молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу исключительные свойства: высокая электрическая прочность, термическая стойкость (длительно допустимая температура +90°C), стойкость к тепловым ударам (кратковременно до +250°C) и механическая прочность.
4. Экран изоляции (защитный экран):
   • Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – создание равномерного электрического поля вокруг изоляции и ее защита от внешних воздействий.
5. Медный экран (экран заземления):
   • Назначение: Обеспечивает симметрию электрического поля вокруг жилы, служит для пропускания токов утечки и, что критически важно, для проведения токов короткого замыкания.
   • Конструкция: Выполнен в виде медных проволок, спирально наложенных поверх экрана изоляции, или в виде медной ленты, наложенной по спирали с перекрытием. Сечение медного экрана стандартизировано. Для кабеля 35 кВ 240 мм² оно обычно составляет 25 мм² или 35 мм², что обеспечивает необходимую стойкость к токам КЗ.
6. Оболочка:
   • Материал: Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ) или Полиэтилен (ПЭ).
   • Цвет: Как правило, черный.
   • Функции: Защищает все внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных химических сред, влаги и ультрафиолетового излучения. Оболочка из ПЭ (в марке АПвПуг, например) обладает лучшими влагозащитными свойствами и часто используется для прокладки в земле.

Расшифровка маркировки АПвП 35 кВ 1х240/35

• А – материал жилы: Алюминий.
• П – материал изоляции: Полиэтилен.
• в – тип защитного экрана: витой из медных проволок.
• П – материал наружной оболочки: Поливинилхлоридный пластикат.
• 35 – номинальное напряжение, кВ.
• 1х240 – количество и сечение основных жил, мм².
• 35 – сечение нулевой жилы (отсутствует, так как кабель одножильный; в трехжильных кабелях здесь указывается сечение четвертой, меньшей жилы). В данном контексте «35» может указывать на сечение медного экрана (35 мм²).

Основные технические характеристики

• Номинальное напряжение: 35 кВ.
• Частота: 50 Гц.
• Климатическое исполнение: УХЛ и Т, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата, может прокладываться на открытом воздухе, в земле, в кабельных сооружениях).
• Срок службы: Не менее 30 лет.

Таблица 1: Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвП 35 кВ 240 мм²

Важно: Токи нагрузки могут варьироваться в зависимости от конкретных ТУ и условий прокладки. Данные приведены справочно.

Способ прокладки	Длительно допустимый ток, А (I₀)	Примечания
В земле (в траншее)	385 А	Глубина прокладки 0,7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление земли 1,0 К·м/Вт, не более одного кабеля в траншее.
В воздухе (на открытом воздухе, в кабельном сооружении)	405 А	Температура воздуха +25°C, отсутствие прямого солнечного излучения.
В туннеле, канале, кабельной шахте	350 А	Ухудшенные условия теплоотдачи, необходимо учитывать совместную прокладку с другими кабелями.

Таблица 2: Допустимые температуры эксплуатации

Режим работы	Допустимая температура, °C
Длительная эксплуатация	+90
Перегрузка (не более 100 часов в год, не более 8 часов подряд)	+130
Ток короткого замыкания (максимальная продолжительность до 4 сек)	+250

Расчетные параметры для проектирования

• Активное сопротивление жилы при 90°C (R₀): ~0.125 Ом/км.
• Индуктивное сопротивление (X₀): ~0.11-0.13 Ом/км (зависит от взаимного расположения фаз).
• Емкостная проводимость (B₀): ~90-100 мкСм/км.
• Допустимый радиус изгиба: Не менее 20 наружных диаметров кабеля. Для кабеля АПвП 240 мм² наружный диаметр составляет примерно 60-65 мм, следовательно, минимальный радиус изгиба – 1200-1300 мм.

Области применения

Кабель АПвП 35 кВ 240 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в сетях трехфазного переменного тока частотой 50 Гц с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор.

• Основные объекты применения:
  • Магистральные линии электропередачи 35 кВ.
  • Вводы на подстанции и распределительные пункты.
  • Питание мощных промышленных потребителей (заводы, фабрики, рудники).
  • Соединение распределительных устройств (ОРУ, ЗРУ).
  • Прокладка в кабельных туннелях, коллекторах, по эстакадам, в земле (траншеях) и по стенам зданий.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, с кабелем с бумажно-масляной изоляцией АСБл)

Параметр	Кабель АПвП (с изоляцией из СПЭ)	Кабель АСБл (с бумажно-масляной изоляцией)
Монтаж	Проще. Допускает большие перепады по высоте трассы, нет риска утечки масла.	Сложнее. Строгие ограничения по перепаду высот. Риск утечки масла и нарушения герметичности.
Эксплуатация	Проще и дешевле. Не требует контроля уровня масла и маслоподпитки.	Требует наблюдения за системой маслонаполнения.
Токовая нагрузка	Выше (допустимая температура жилы +90°C).	Ниже (допустимая температура жилы +70-80°C).
Ремонт	Сложность поиска повреждения, но сам ремонт проще (муфтирование).	Поиск повреждения проще, но ремонт сложен и требует специального оборудования.
Пожароопасность	Не распространяет горение при одиночной прокладке.	Более пожароопасен из-за пропиточного состава и масла.
Стоимость	Выше первоначальная.	Ниже первоначальная.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка в земле: Требуется песчаная подушка и засыпка на дне траншеи. Кабель должен быть уложен волнообразно («змейкой») для компенсации температурных деформаций. Обязательна защита механическими плитами или кирпичом при риске повреждения.
2. Прокладка в воздухе: Кабель должен быть закреплен на несущем тросе (кабельная подвеска) или конструкции с помощью диэлектрических или металлических хомутов, не повреждающих оболочку.
3. Соединение и оконцевание: Для монтажа применяются специальные соединительные и концевые муфты (СТП, НТС) на 35 кВ, рассчитанные на работу с кабелями с СПЭ-изоляцией. Монтаж муфт – ответственная операция, требующая высокой квалификации персонала и соблюдения абсолютной чистоты.
4. Заземление: Медный экран кабеля с двух сторон должен быть надежно заземлен. Это необходимо для безопасности и нормальной работы релейной защиты.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какое сечение медного экрана у кабеля АПвП 35 кВ 240 мм² и почему оно важно?
Для данного класса напряжения стандартными являются сечения 25 мм² и 35 мм². Сечение экрана выбирается исходя из ожидаемого тока короткого замыкания в точке установки кабеля. Экран должен выдерживать термическое воздействие тока КЗ в течение времени срабатывания защиты (обычно до 4 секунд), не перегорая. Неправильный выбор может привести к выходу кабеля из строя при аварии.

2. В чем разница между АПвП и АПвПу?

• АПвП – наружная оболочка из ПВХ.
• АПвПу – наружная оболочка из полиэтилена (ПЭ). Полиэтиленовая оболочка обладает более высокими влагозащитными свойствами и стойкостью к агрессивным грунтовым водам, поэтому кабель АПвПу чаще рекомендуется для прокладки непосредственно в земле.

3. Можно ли прокладывать несколько кабелей АПвП 35 кВ 240 мм² в одной траншее?
Да, можно, но при этом происходит взаимный нагрев, что требует введения понижающих коэффициентов к допустимому току нагрузки. Например, при прокладке двух кабелей в одной траншее расстояние между ними должно быть не менее 100 мм, а допустимый ток каждого снижается примерно на 10-15%. Точные коэффициенты приведены в ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и зависят от количества кабелей и расстояния между ними.

4. Какой кабель лучше для проекта: АПвП или АПвВ?

• АПвП – медный экран выполнен в виде проволок.
• АПвВ – медный экран выполнен в виде витых проволок, но часто под этой маркой подразумевают экран из волнистой медной ленты.
  Кабель с проволочным экраном (АПвП) имеет, как правило, лучшее охлаждение и несколько более высокую токовую нагрузку. Кабель с экраном из медной ленты (АПвВ) может быть немного дешевле. Для большинства практических задач оба типа пригодны, но окончательный выбор должен быть сверен с проектными требованиями и ТУ завода-изготовителя.

5. Как определяется минимальный радиус изгиба при монтаже?
Минимальный радиус изгиба регламентируется ТУ и ГОСТ и составляет, как правило, 20 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей и 15 диаметров для одножильных. Для кабеля АПвП 240 мм² (диаметр ~60-65 мм) минимальный радиус изгиба составляет 15 * 65 мм = 975 мм. На практике для удобства монтажа и надежности рекомендуется округлять это значение до 1000-1200 мм.

6. Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?
Обязательно. После укладки на выровненное песчаное основание кабель должен быть засыпан слоем мягкого грунта или песка без камней толщиной 100-200 мм, после чего укрывается сигнальной лентой или защитными плитами (кирпичом, асбоцементными или полимерными плитами). Это защищает кабель от механических повреждений при последующих раскопках.

7. Каков порядок приемо-сдаточных испытаний после прокладки кабеля?
После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям переменным током промышленной частоты. Для кабеля 35 кВ испытательное напряжение составляет 76 кВ (2.5Uн) или 89 кВ (в зависимости от стандарта). Продолжительность испытания – 10 минут. Также обязательно измеряется сопротивление изоляции мегомметром на 2500 В и проверяется целостность и проводимость медных экранов.