Кабель АПвАП-1Т 3-х жильный 35 кВ

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвАП-1Т 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ

Кабель марки АПвАП-1Т предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля оптимизирована для работы в трехфазных сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительно допустимое напряжение между фазой и землей может достигать значения 1,73 от номинального фазного напряжения. Основная сфера применения – магистральные линии, распределительные сети, питание крупных промышленных объектов, а также прокладка в кабельных сооружениях, туннелях, шахтах и коллекторах, где отсутствует опасность механических повреждений в процессе эксплуатации.

Расшифровка маркировки АПвАП-1Т

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция жилы из сшитого полиэтилена (XLPE).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ).
• АП – Броня из алюминиевых проволок (аналогично обозначению А – алюминиевая броня).
• -1Т – Указание на климатическое исполнение (категория размещения 1 по ГОСТ 15150) и возможность прокладки в траншеях.
• 3-х жильный – Конструктивное исполнение с тремя основными токопроводящими жилами.
• 35 кВ – Номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Детальное описание конструкции

Конструкция кабеля АПвАП-1Т является многослойной и обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и длительный срок службы.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483) или аналогичной. Для сечения 35 мм² и выше жила, как правило, секторной или сегментной формы для оптимального заполнения пространства внутри кабеля и уменьшения его общего диаметра. Жила может быть однопроволочной (секторной) для определенных сечений или многопроволочной, скрученной из отдельных проволок.

2. Экранирование жилы

Каждая изолированная жила в обязательном порядке имеет собственный экран. Конструкция включает:

• Экран по изоляции (полупроводящий слой): Наносится непосредственно на изоляцию жилы в виде экструдированного или наложенного полупроводящего слоя. Выравнивает распределение электрического поля, предотвращая локальные концентрации напряженности.
• Медная экранирующая лента или оплетка: Накладывается поверх полупроводящего слоя. Предназначена для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. Имеет продольную герметизирующую прокладку.

3. Изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE) методом химической или радиационной сшивки. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16-705.499-2010) и для напряжения 35 кВ составляет несколько миллиметров. Основные преимущества: высокая электрическая прочность (не менее 20-25 кВ/мм), отличные диэлектрические потери (tg δ), термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно до +130°C или +250°C в режиме короткого замыкания), стойкость к термоциклированию и влаге.

4. Поясная изоляция и заполнение

Скрученные изолированные и экранированные жилы вместе заполняются промежутки между ними негигроскопичным материалом (например, жгутами из ПЭТ или резиновой смеси) для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящих или изоляционных материалов.

5. Внутренняя оболочка (подушка под броню)

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Выполняет несколько функций: защищает экраны жил от повреждения броней, служит барьером от внешних воздействий, а также обеспечивает дополнительную герметизацию. Толщина оболочки стандартизирована.

6. Броня

Выполнена из алюминиевых проволок, наложенных поверх внутренней оболочки. Алюминиевая броня (обозначение АП или А) выполняет роль не только механической защиты, но и нулевого (заземляющего) проводника в трехфазных сетях. Это ее ключевое отличие от стальной брони. Она обладает высокой проводимостью и может использоваться для пропускания токов короткого замыкания. Проволоки могут быть круглыми или плоскими (ленточными).

7. Наружная оболочка

Наружный защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии (хотя алюминий коррозионно-стоек, оболочка предотвращает электрохимические процессы) и механических воздействий. Оболочка имеет характерный цвет (чаще всего черный) и наносится с маркировкой, содержащей данные о производителе, марке кабеля, сечении, напряжении и дате изготовления.

Основные технические и электрические характеристики

Таблица 1. Длительно допустимые токовые нагрузки для кабеля АПвАП-1Т 35 кВ (проложенного в земле, в траншее)

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток нагрузки, А (при температуре земли +25°C)	Допустимый ток при коротком замыкании, кА (длительность 1 сек)
3×50	170	5.7
3×70	205	8.0
3×95	245	10.8
3×120	280	13.7
3×150	315	17.1
3×185	355	21.1
3×240	410	27.4

Примечание: Токовые нагрузки являются справочными. Фактические значения должны определяться расчетом с учетом конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина заложения, количество кабелей в траншее и их взаимное расположение).

Таблица 2. Электрические параметры кабеля на напряжение 35 кВ

Параметр	Значение / Описание
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, 10 мин.	65 кВ
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний)	84 кВ
Емкость на 1 км длины	~0.2 – 0.4 мкФ/км (зависит от сечения)
Индуктивное сопротивление	~0.1 – 0.15 Ом/км
Активное сопротивление жилы при +20°C	Согласно ГОСТ 22483 (напр., для 3×120 мм² R₀ ≈ 0.253 Ом/км)
Рабочая температура жилы (длительно допустимая)	+90°C
Максимальная температура при КЗ	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 20 наружных диаметров кабеля

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвАП-1Т предназначен для прокладки:

• В земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и механических повреждений, кроме случаев, требующих дополнительной защиты.
• В кабельных каналах, туннелях, коллекторах, на эстакадах и в галереях.
• В помещениях, включая производственные с повышенной влажностью.
• В условиях агрессивных сред (при наличии соответствующей стойкости наружной оболочки из ПВХ).

Важное ограничение: Прокладка по воздуху (воздушные линии) на опорах без дополнительных мер не рекомендуется, так как кабель не имеет несущего троса и не предназначен для значительных продольных механических нагрузок. Для ВЛ применяются специальные марки кабелей (например, с встроенным несущим тросом).

Сравнение с аналогами и выбор альтернатив

Выбор кабеля для проектов 35 кВ зависит от технических требований и экономических факторов.

• АПвАП-1Т vs АПвП-1Т: Кабель АПвП-1Т имеет броню из стальных оцинкованных проволок. Стальная броня обладает большей механической прочностью на разрыв, но не может использоваться в качестве нулевого проводника. Для заземления требуется отдельная жила. Алюминиевая броня (АПвАП) совмещает функции защиты и заземления, что может упростить конструкцию и снизить стоимость.
• АПвАП-1Т vs АПвПу-1Т: Кабель АПвПу-1Т имеет броню из стальных оцинкованных плоских лент. Ленточная броня лучше защищает от механических повреждений (ударов, сдавливания), но менее гибкая и имеет худшую проводимость. Проволочная броня (в АПвАП) лучше выдерживает растягивающие нагрузки.
• АПвАП-1Т vs СИП-3 (Самонесущий изолированный провод): СИП-3 предназначен исключительно для воздушных линий, имеет встроенный несущий элемент из алюминиевого сплава и совершенно другую конструкцию. Это не взаимозаменяемые продукты.
• Алюминий vs Медь: Медные аналоги (например, ПвП-1Т) имеют меньшее сечение при той же пропускной способности, большую гибкость и стойкость к коррозии, но существенно дороже. Выбор в пользу алюминия экономически оправдан для магистральных линий, где нет жестких ограничений по габаритам.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвАП-1Т требует соблюдения строгих правил:

• Радиус изгиба: Не менее 20 диаметров кабеля при прокладке.
• Прокладка в траншее: Глубина заложения не менее 0,7-1,0 м. Обязательна подушка и защита кирпичом или плитами, сигнальная лента. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм (для 10-35 кВ).
• Соединение и оконцевание: Требуют высокой квалификации персонала. Используются специальные кабельные муфты (соединительные и концевые) на напряжение 35 кВ. Технология включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов, установку медной оплетки для соединения экранов, герметизацию и заземление брони. Для алюминиевых жил необходимо применять специальные пасты или составы для предотвращения окисления.
• Заземление: Алюминиевая броня на обоих концах кабеля должна быть надежно заземлена. При переходе с алюминиевой брони на стальные конструкции необходимо предотвращать электрохимическую коррозию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли использовать алюминиевую броню кабеля АПвАП-1Т в качестве нулевого рабочего (N) или защитного (PE) проводника?

Ответ: Да, алюминиевая броня данного кабеля может быть использована в качестве защитного проводника (PE) для заземления, так как обладает достаточной проводимостью и механической целостностью. В качестве нулевого рабочего проводника (N) ее применение возможно, но требует специального расчета в проекте, так как необходимо убедиться в достаточности ее сечения для пропускания возможных токов несимметрии и тока однофазного короткого замыкания. Сечение брони нормируется и, как правило, эквивалентно сечению основной жилы или меньше его. Требуется надежное электрическое соединение брони по всей длине линии.

Вопрос 2: В чем ключевое преимущество сшитого полиэтилена (XLPE) перед бумажно-масляной изоляцией (МНС) для кабелей 35 кВ?

Ответ: Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), к которым относится АПвАП-1Т, имеют ряд преимуществ перед традиционными маслонаполненными кабелями (МНС):

• Отсутствие масла и, как следствие, риск утечек и необходимости в сложных системах подпитки и давления.
• Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70-80°C у МНС), что позволяет передавать большую мощность при том же сечении.
• Меньший вес и радиус изгиба, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Возможность прокладки на вертикальных и наклонных участках без ограничений, связанных с перетеканием масла.
• Более простая и быстрая установка муфт и оконцеваний.

Вопрос 3: Каков расчетный срок службы кабеля АПвАП-1Т и от чего он зависит?

Ответ: Номинальный срок службы кабеля АПвАП-1Т, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от:

• Соблюдения условий прокладки и монтажа (особенно радиусы изгиба, отсутствие повреждений при укладке).
• Соблюдения режимов нагрузки (перегрузки сокращают срок службы изоляции).
• Корректности монтажа соединительных и концевых муфт (более 80% отказов кабельных линий происходят в муфтах).
• Внешних условий: вибраций, коррозионной активности грунта, блуждающих токов, механических повреждений третьими лицами.
• Качества проведенных высоковольтных испытаний после монтажа и в процессе эксплуатации.

Вопрос 4: Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвАП-1Т при прокладке в земле (траншее) от грызунов?

Ответ: Наружная оболочка из ПВХ и алюминиевая броня обеспечивают базовую защиту. Однако в регионах с высокой активностью грызунов (например, мышей, крыс) или землеройных животных (кротов) рекомендуется:

• Прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах на критичных участках.
• Использование кабеля с усиленной броней (ленточной стальной) – марка АПвПу-1Т.
• Применение защитных плит или кирпича поверх кабеля в траншее.
• Использование специализированных лент или покрытий с отпугивающими репеллентами.

Решение принимается на основе оценки рисков на конкретном объекте.

Вопрос 5: Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвАП-1Т для конкретного объекта?

Ответ: Выбор сечения является результатом комплексного инженерного расчета, который включает:

1. Определение длительно допустимой токовой нагрузки с учетом реальных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, глубина, количество кабелей в траншее, наличие теплоотводящих сред). Используются поправочные коэффициенты из ПУЭ 7-го изд.
2. Проверку по потере напряжения (ΔU%), особенно для протяженных линий.
3. Проверку на термическую стойкость при токах короткого замыкания (КЗ). Сечение должно быть таким, чтобы температура жилы при прохождении тока КЗ не превысила +250°C.
4. Проверку на экономическую плотность тока для объектов с большим числом часов использования максимума нагрузки (промышленные предприятия).
5. Учет требований к защитному заземлению (если броня используется как PE-проводник).

Рекомендуется проводить расчет с использованием специализированного программного обеспечения или с привлечением проектных организаций.