Кабель АПвБПу 35 кВ

Кабель АПвБПу 35 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвБПу 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтина (СПЭ), рассчитанный на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и возможность прокладки в сложных условиях, включая грунты с высокой коррозионной активностью и трассы с наличием блуждающих токов.

Расшифровка маркировки АПвБПу

Маркировка кабеля производится по ГОСТ 31565-2012 (или ТУ 16.К71-335-2004) и раскрывает ключевые особенности его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтина (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Б – броня из двух стальных оцинкованных лент.
• П – наружная оболочка из полиэтилена.
• у – индекс, обозначающий усиленную конструкцию кабеля, предназначенную для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью. Полиэтиленовая оболочка поверх брони обеспечивает дополнительную защиту от химического и электрохимического воздействия.
• 35 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля АПвБПу 35 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки А5, А5Е, А6, А7 по ГОСТ 22483). Для сечений от 50 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для компактности. Жила может быть однопроволочной (для меньших сечений) или многопроволочной. Поверх жилы накладывается экран в виде проводящего сшитого полиэтина или полупроводящей ленты для выравнивания электрического поля.

2. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтина (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки +130°C. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения.

3. Экран по изоляции

Представляет собой полупроводящий слой в виде экструдированного полупроводящего сшитого полиэтина или наложенной внахлест полупроводящей ленты. Его назначение – равномерное распределение электрического поля вокруг изоляции и предотвращение возникновения частичных разрядов.

4. Поясная изоляция

Накладывается поверх скрученных изолированных жил. Обычно выполняется из полупроводящих или специальных лавсановых лент. Служит для придания общей формы и дополнительного выравнивания поля в межфазном пространстве.

5. Экран (металлическая оболочка)

В кабелях на напряжение 6 кВ и выше является обязательным элементом. В АПвБПу это медные или алюминиевые ленты, наложенные продольно или в виде спирали. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве токопроводящей жилы для замыкания токов короткого замыкания и токов утечки. Сечение экрана нормируется.

6. Внутренняя оболочка

Изготавливается из ПВХ пластиката. Защищает экран от коррозии и механических повреждений, а также служит демпфирующим слоем под броней.

7. Броня

Выполнена из двух оцинкованных стальных лент, наложенных с зазором так, чтобы верхняя лента перекрывала зазор нижней. Предназначена для защиты кабеля от механических воздействий (растяжения, сдавливания, грызунов).

8. Наружная оболочка

Изготовлена из полиэтилена (обычно полиэтилена низкого давления, ПНД). Обладает высокой стойкостью к влаге, химическим реагентам, кислотам и щелочам, что критически важно для прокладки в агрессивных грунтах. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20,6/35 кВ (40,5 кВ)
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц: 65 кВ (в течение 10 мин. для готового кабеля).
• Испытательное постоянное напряжение: 104 кВ (в течение 15 мин. для готового кабеля после монтажа муфт).
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы в режиме перегрузки: +130°C (не более 100 часов в год).
• Температура жилы при коротком замыкании: +250°C (длительность КЗ не более 4 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температура эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Таблица 1. Примерные данные по допустимому длительному току нагрузки (одножильный кабель в земле)

Условия: температура грунта +25°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, глубина прокладки 0.7 м, расстояние между кабелями в траншее 250 мм.

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А
50	190
70	235
95	285
120	330
150	375
185	430
240	505
300	575

Примечание: Точные значения необходимо брать из расчетных таблиц ПУЭ 7 изд. или каталогов производителей с учетом всех поправочных коэффициентов.

Механические и эксплуатационные параметры

• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 20 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами).
• Стойкость к агрессивным грунтам: высокая, благодаря броне и полиэтиленовой оболочке.
• Стойкость к блуждающим токам: полиэтиленовая оболочка обеспечивает электрохимическую защиту брони.
• Допустимое растягивающее усилие: определяется сечением жилы и конструкцией брони, обычно не более 50 Н/мм² сечения жилы.

Область применения

Кабель АПвБПу 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) с высокой и средней коррозионной активностью, включая насыпные и илистые грунты, а также в местах с наличием блуждающих токов. Применяется для создания магистральных линий электропередачи, вводов на территории промышленных предприятий, нефтехимических комплексов, шахт, для подключения подстанций и распределительных устройств. Допускается прокладка в кабельных каналах, туннелях и коллекторах, но с учетом нераспространения горения. Прокладка по воздуху (по эстакадам, галереям) также возможна, но в этом случае более рационально использовать кабели без усиленной защиты от коррозии (например, АПвБбШв).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Выбор конкретной марки кабеля для проекта определяется условиями прокладки и эксплуатации.

Таблица 2. Сравнение кабеля АПвБПу 35 кВ с основными аналогами

Марка кабеля	Конструктивные особенности	Основная область применения	Ключевое отличие от АПвБПу
АПвБПу	Алюминиевая жила, изоляция XLPE, броня из стальных лент, полиэтиленовая оболочка.	Прокладка в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью, наличие блуждающих токов.	Базовая марка для данных условий.
АПвБбШв	Алюминиевая жила, изоляция XLPE, броня из стальных лент, шланг из ПВХ.	Прокладка в земле (траншеях), коллекторах, туннелях при отсутствии агрессивных сред и блуждающих токов.	Наружная оболочка из ПВХ, менее стойкая к химии и влаге, чем ПЭ.
АПвПу	Алюминиевая жила, изоляция XLPE, без брони, полиэтиленовая оболочка.	Прокладка в кабельных каналах, блоках, туннелях, где исключены механические повреждения.	Отсутствие бронепокрова, меньшая механическая прочность.
АПвВПу	Алюминиевая жила, изоляция XLPE, броня из проволок, полиэтиленовая оболочка.	Трассы со значительными растягивающими нагрузками, на крутых склонах, в сейсмически активных зонах.	Броня из круглых проволок, высокая стойкость к растяжению.

Особенности монтажа и эксплуатации

При монтаже кабеля АПвБПу 35 кВ необходимо строго соблюдать правила ПУЭ, ПТЭЭП и инструкции производителей кабеля и муфт.

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны быть закреплены. Хранение – под навесом, защищающим от прямых солнечных лучей.
• Подготовка трассы: Дно траншеи должно быть очищено от острых камней и мусора, выполнена подсыпка и подушка из песка или просеянного грунта.
• Радиус изгиба: Не допускается изгиб кабеля с радиусом менее 20 его наружных диаметров.
• Раскатка: Запрещено сбрасывать барабаны с транспортных средств. Раскатка осуществляется с применением кабельных роликов, без волочения по грунту.
• Засыпка: После укладки кабель засыпают слоем мягкого грунта или песка толщиной не менее 100 мм, затем укладывают сигнальную ленту и производят полную засыпку.
• Монтаж соединительных и концевых муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с использованием специального инструмента для разделки кабеля с изоляцией из СПЭ. Обязательна проверка герметичности муфт.
• Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением 104 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля АПвБПу от АПвБбШв?

Ключевое отличие – материал наружной оболочки. У АПвБПу оболочка из полиэтилена, что обеспечивает высочайшую стойкость к влаге, химической и электрохимической коррозии (блуждающим токам). У АПвБбШв оболочка из ПВХ, которая уступает полиэтилену по этим параметрам, но обладает лучшими показателями по распространению горения и несколько более гибкая. АПвБПу предпочтительнее для прокладки непосредственно в грунте, особенно агрессивном.

Можно ли прокладывать кабель АПвБПу 35 кВ в воздухе (по эстакадам)?

Да, можно, но с технико-экономическим обоснованием. Полиэтиленовая оболочка менее устойчива к ультрафиолетовому излучению, чем ПВХ или специальные полимеры. При длительной прокладке на открытом солнце возможна деградация оболочки. Для воздушной прокладки существуют более специализированные марки (например, с УФ-стабилизированной оболочкой). Однако, если трасса частично проходит по воздуху, а основная часть – в грунте, использование АПвБПу допустимо.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвБПу 35 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (с учетом всех поправочных коэффициентов на температуру грунта, количество кабелей в траншее, удельное тепловое сопротивление грунта) и по экономической плотности тока (в соответствии с ПУЭ гл. 1.3). Расчет должен выполняться на этапе проектирования. Также необходимо проверять сечение на термическую стойкость к токам короткого замыкания.

Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвБПу при прокладке в кабельной канализации?

При прокладке в блоках или каналах кабельной каналиности механическое воздействие грунта исключено, однако сохраняется риск затопления и воздействия агрессивных сред. Броня и полиэтиленовая оболочка АПвБПу обеспечивают достаточную защиту. Основное внимание следует уделить отсутствию острых кромок в местах выхода из каналов и правильному закреплению кабеля.

Каков срок службы кабеля АПвБПу 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных нагрузок. Решающую роль играет качество монтажа муфт, так как большинство отказов происходит именно в местах соединений.

Чем обосновано использование алюминиевой жилы вместо медной в кабелях на 35 кВ?

Использование алюминия в высоковольтных кабелях экономически целесообразно. При больших сечениях (от 70-95 мм² и выше) разница в цене между алюминиевым и медным кабелем становится очень существенной, в то время как потери в изоляции (диэлектрические потери) начинают играть более значимую роль, чем потери в жиле. Алюминий обладает достаточной электропроводностью (около 61% от меди), а его меньший вес облегчает транспортировку и монтаж. Для фиксированных стационарных установок, каковыми являются ЛЭП 35 кВ, алюминий является стандартным решением.