Кабель АПвЭПу 3-х жильный на напряжение 35 кВ: полный технический анализ
Кабель АПвЭПу представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 35 кВ. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31565-2012 и ТУ 16.К71-304-2001: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Э – экран общий для всех жил, П – наружная оболочка из полиэтилена, у – усиленная конструкция (толстостенная оболочка). Трехжильное исполнение является наиболее распространенным для сетей данного класса напряжения.
Конструкция кабеля АПвЭПу 3х… 35 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый элемент выполняет критически важную функцию для обеспечения долговечности и надежности.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочной для больших сечений.
- Экран по жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Выравнивает распределение электрического поля у поверхности жилы, предотвращая локальные перенапряжения и микроразряды.
- Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для кабеля на 35 кВ строго регламентирована стандартами (обычно 9,0-10,0 мм). СПЭ обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к термоциклированию, низкими диэлектрическими потерями и сохраняет свойства при температуре до 90°C в длительном режиме.
- Экран по изоляции (полупроводящей экран): Второй слой полупроводящего материала, наносимый поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, ограничивающий электрическое поле строго внутри изоляции.
- Поясная изоляция: Обмотка из электропроводящей ленты (например, медной или полупроводящей бумаги), которая связывает экраны отдельных жил в единую систему.
- Медные экраны (дренажные жилы): Поверх поясной изоляции каждой жилы накладываются медные проволоки (или ленты), которые служат для выравнивания потенциала, отвода токов утечки и обеспечения безопасности при коротком замыкании. Являются нулевым (заземляющим) проводником в нормальном режиме.
- Внутренняя оболочка (разделительный слой): Выполняется из ПВХ пластиката. Заполняет пространство между экранированными жилами, формируя круглую форму кабеля, и обеспечивает дополнительную механическую защиту.
- Общий экран (броня): Выполняется в виде гофрированной алюминиевой или стальной ленты, наложенной продольно или спирально. Обеспечивает защиту от механических повреждений, выступает в качестве барьера от влаги (в комбинации с оболочками) и для кабелей АПвЭПу является также элементом заземленного экрана.
- Наружная оболочка: Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Обозначение «у» (усиленная) подразумевает увеличенную толщину оболочки для повышенной стойкости к агрессивным средам, истиранию и механическим нагрузкам. ПЭ, в отличие от ПВХ, обладает лучшими диэлектрическими и влагозащитными свойствами.
- Магистральные линии в городских кабельных сетях 35 кВ.
- Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым ТП на крупных промышленных предприятиях (металлургия, машиностроение, химическая промышленность).
- Вводы и соединения на территории ТЭЦ, ГЭС, АЭС.
- Кабельные линии в районах с высокой коррозионной активностью, где требуется стойкость оболочки из ПЭ.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке.
- Более высокая допустимая температура жилы (90°C против 70-80°C).
- Меньший вес и внешний диаметр при одинаковом сечении.
- Проще монтаж муфт и концевых заделок.
- Выше стойкость к термоциклированию.
- Радиусу изгиба: Нельзя изгибать кабель с радиусом менее 15D (наружных диаметров) во избежание повреждения изоляции и экранов.
- Термоусаживаемым муфтам: Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (соединительные, концевые, стопорные) для кабелей с СПЭ-изоляцией на 35 кВ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных трубок, установку экранов и заземление.
- Заземлению: Медные экраны (проволоки) каждой жилы и металлическая оболочка (броня) должны быть надежно заземлены с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала, срабатывания защит и обеспечения нормального режима работы экранов. Сечение заземляющего проводника должно соответствовать ПУЭ.
- Контролю влажности: При монтаже в сырую погоду необходимо предотвращать попадание влаги в торец кабеля. Торец должен быть защищен герметизирующей заглушкой до начала монтажа муфты.
Основные технические характеристики и параметры
Кабель АПвЭПу 3х… 35 кВ соответствует требованиям ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ).
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 20,6/35 |
| Частота, Гц | 50 |
| Максимальная рабочая температура жилы | 90°C (длительно), 130°C (в режиме КЗ, не более 4 сек.) |
| Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева | -15°C |
| Допустимый радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции при 20°C, МОм·км | Не менее 1000 |
| Испытательное переменное напряжение промышленной частоты, кВ/длительность | 65 кВ / 10 мин. (для готового кабеля после изготовления) |
| Стойкость к короткому замыканию | До 200-250°C в зависимости от сечения и времени КЗ |
Области применения и способы прокладки
Кабель АПвЭПу 3х35 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:
Способы прокладки: Кабель рассчитан на прокладку в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в производственных помещениях. Наличие усиленной полиэтиленовой оболочки и металлического экрана позволяет осуществлять прокладку без дополнительных защитных труб (при отсутствии риска механических повреждений). Запрещена прокладка по воздуху (подвесным способом) без специальных несущих тросов, так как кабель не является самонесущим.
Сравнение с аналогами и выбор сечения
Основным аналогом кабеля АПвЭПу является кабель АПвПуг (с герметизацией гидрофобным заполнителем) для сырых грунтов, а также кабели с изоляцией из бумаги, пропитанной вязким или нестекающим составом (АСБл, АСБ2л). Преимущества АПвЭПу перед бумажно-масляными кабелями:
Выбор сечения жил осуществляется по допустимому длительному току нагрузки и проверяется на термическую стойкость к токам КЗ и потери напряжения. Для предварительной оценки можно использовать таблицу:
| Сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерный вес 1 км, кг | Допустимый длительный ток, А |
|---|---|---|---|
| 50 | 75-80 | 4500-5000 | 175-190 |
| 95 | 85-90 | 6000-6500 | 240-260 |
| 150 | 95-100 | 8000-8500 | 305-330 |
| 240 | 105-115 | 11000-12000 | 390-425 |
| 400 | 125-135 | 16000-17500 | 520-570 |
Важно: Точные значения должны браться из расчетных таблиц ПУЭ 7 изд. Глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов на группировку, температуру грунта и способ прокладки.
Монтаж, соединение и заземление
Монтаж кабеля АПвЭПу требует специальной подготовки и инструмента. Особое внимание уделяется:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвЭПу от АПвПу?
Буква «Э» в маркировке АПвЭПу указывает на наличие общего экрана (обычно в виде металлической ленты) поверх скрученных жил. В кабеле АПвПу такого общего экрана (брони) нет, есть только экраны по каждой жиле. АПвЭПу имеет более высокую механическую защиту и лучше подходит для прокладки в земле без дополнительных труб.
Можно ли использовать кабель АПвЭПу для прокладки в воде?
Нет, стандартная конструкция АПвЭПу не предназначена для прокладки непосредственно в воде. Для таких условий применяются специальные кабели с алюминиевой или свинцовой герметичной оболочкой и дополнительной гидрозащитой (например, АПвП2г).
Как расшифровать маркировку, например, АПвЭПу 3х150/35?
А – алюминиевая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из ПВХ, Э – экран общий (броня), П – оболочка наружная из полиэтилена, у – усиленная, 3х150 – три жилы сечением по 150 мм² каждая, 35 – номинальное напряжение 35 кВ.
Что означает «усиленная оболочка» (индекс «у»)?
Это увеличенная, по сравнению со стандартной, толщина наружной полиэтиленовой оболочки. Это повышает стойкость кабеля к механическим воздействиям (сдавливание грунтом, точечные удары), истиранию и агрессивным химическим средам.
Какой срок службы у кабеля АПвЭПу 35 кВ?
Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, эксплуатации (непревышение токовых нагрузок) и отсутствии внешних механических повреждений.
Требуется ли дополнительная защита при прокладке в траншее?
При прокладке в обычном грунте, не содержащем камней, строительного мусора и агрессивных веществ, допускается укладка кабеля непосредственно на подготовленную песчаную подушку с последующей засыпкой песком и укладкой сигнальной ленты. При высоком уровне грунтовых вод, наличии блуждающих токов или риске повреждения техникой рекомендуется прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах, либо в защитных лотках.
Чем обоснован выбор алюминиевой жилы вместо медной?
Алюминиевая жила существенно снижает стоимость и вес кабеля, что критически важно для линий большого сечения и протяженности. Для напряжений 35 кВ, где основную роль играют характеристики изоляции, а не проводимость жилы, применение алюминия является экономически оптимальным. Медные кабели (например, ПвППу) применяются при особых требованиях к токовой нагрузке в стесненных условиях или при необходимости повышенной стойкости к механическим деформациям жилы.
Комментарии