Кабель АПвАП-Тп 35 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвАП-Тп 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка его маркировки по ГОСТ 31565-2012 и техническим условиям является ключом к пониманию его конструкции и назначения: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, А – алюминиевая экранная оболочка, П – наружная оболочка из полиэтилена, Тп – исполнение с тремя отдельно экранированными жилами (трехжильный в плоском исполнении).

Конструкция кабеля АПвАП-Тп 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия марки АВЕ или А99 по ГОСТ 25999. Жила может быть секторной или круглой многопроволочной, компактированной, что улучшает электрические характеристики и облегчает монтаж. Сечения жил стандартизированы: от 50/70 мм² до 500/630 мм².
• Экран по жиле (полупроводящей слой). Наносится экструзией поверх токопроводящей жилы. Представляет собой сшитый полупроводящей полиэтилен. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращая возникновение частичных разрядов.
• Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент кабеля, определяющий его высокое рабочее напряжение (35 кВ) и температурные характеристики. Толщина изоляции нормирована в зависимости от сечения жилы и составляет несколько миллиметров. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость и стойкость к деформациям.
• Экран по изоляции (полупроводящей слой). Аналогичен экрану по жиле, наносится поверх изоляции. Замыкает силовые линии электрического поля внутри кабеля, обеспечивая симметричность поля и защиту от внешних воздействий.
• Медные проволоки (дренажные жилы). Накладываются поверх экрана по изоляции спирально. Предназначены для выравнивания потенциала и отвода токов, возникающих на экране, в том числе токов короткого замыкания. Минимальное сечение дренажных жил нормируется.
• Разделительный слой. Обычно представляет собой ленту из полимерного материала, наложенную поверх экрана и дренажных проволок. Защищает оболочку от контакта с медными проволоками и обеспечивает легкое разделение слоев при монтаже.
• Внутренняя оболочка. Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Объединяет три изолированные и экранированные жилы в единый пакет, придавая ему плоскую форму (исполнение «Тп» – плоское). Также обеспечивает дополнительную механическую и химическую защиту.
• Алюминиевая экранная оболочка (броня). Выполняется в виде гофрированной ленты или гладкой трубки, наложенной поверх внутренней оболочки. Является ключевым элементом для кабелей марки «АПвАП». Выполняет несколько функций: защита от механических повреждений, экранирование электромагнитного поля, нулевой провод в системах с заземленной нейтралью, барьер от влаги. Гофрирование обеспечивает гибкость.
• Наружная оболочка. Изготавливается из полиэтилена (ПЭ) черного цвета. Защищает алюминиевую оболочку от коррозии и атмосферных воздействий. Полиэтилен обладает высокой стойкостью к влаге, ультрафиолету и агрессивным средам.

Основные технические характеристики и параметры

Эксплуатационные параметры кабеля АПвАП-Тп 35 кВ регламентируются ГОСТ 31565-2012 (Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ) и более строгими техническими условиями производителей, учитывающими напряжение 35 кВ.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,5 / 35 кВ (40,5 кВ)
Количество и форма жил	3 жилы, плоское исполнение (Тп)
Материал жилы	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Длительно допустимая температура жилы	+90°C (в нормальном режиме)
Максимальная температура при КЗ	+250°C (продолжительность до 5 сек)
Минимальная температура монтажа	-15°C (без предварительного прогрева)
Минимальный радиус изгиба	15 x (наружный диаметр кабеля) для многопроволочных жил
Сопротивление изоляции	Не менее 1000 МОм·км при +20°C
Испытательное напряжение переменным током	65 кВ (50 Гц) в течение 10 минут для готового кабеля

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвАП-Тп 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях и на открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения. Наличие герметичной алюминиевой оболочки делает его особенно предпочтительным для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и в условиях возможного наличия блуждающих токов, где свинцовая броня может подвергаться электрокоррозии. Кабель широко используется для сооружения вводов на подстанции, питающих линий от ГПП к цеховым ТП, магистральных линий в распределительных сетях 35 кВ.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Сравнение целесообразно проводить с другими кабелями на напряжение 35 кВ, такими как АПвПуг, АПвПу, СГ.

• Преимущества:
  • Высокая коррозионная стойкость. Комбинация алюминиевой оболочки и полиэтиленовой наружной оболочки обеспечивает превосходную защиту от почвенной коррозии, влаги и большинства химикатов.
  • Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями со свинцовой оболочкой (АСБ, АСБл).
  • Отличные электрические характеристики. Изоляция из сшитого полиэтилена имеет низкие диэлектрические потери и высокую допустимую температуру.
  • Высокая стойкость к токам короткого замыкания. Алюминиевая оболочка может выполнять функцию заземляющего проводника и выдерживать значительные токи КЗ.
  • Длительный срок службы – не менее 30-40 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Недостатки:
  • Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ оболочке без металлического экрана (АПвПуг).
  • Необходимость специального инструмента и навыков для монтажа концевых и соединительных муфт, особенно для разделки алюминиевой оболочки и герметизации.
  • Чувствительность к механическим повреждениям оболочки при монтаже. Гофрированная алюминиевая оболочка может быть повреждена острыми предметами.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабеля АПвАП-Тп требует соблюдения строгих правил. Прокладка в траншеях должна осуществляться на песчаную подушку, с защитой кирпичом или сигнальной лентой. Радиус изгиба не должен быть менее 15 диаметров кабеля. Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты – соединительные и концевые, предназначенные именно для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и алюминиевой оболочкой. Технология монтажа муфт включает следующие ключевые этапы: ступенчатая разделка изоляции с сохранением полупроводящих слоев, монтаж системы контроля и выравнивания электрического поля (геометрическое или конденсаторное), соединение жил (с помощью сжимов или сварки), восстановление алюминиевой оболочки с обеспечением герметичности (с помощью термоусаживаемых компонентов или специальных зажимов), заземление оболочки и экранов с двух сторон.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля АПвАП от кабеля АПвПу?

Главное отличие – в материале экранной (герметизирующей) оболочки. В кабеле АПвАП это алюминиевая оболочка, а в кабеле АПвПу – медные проволоки или ленты, поверх которых наложена оболочка. Алюминиевая оболочка обеспечивает абсолютную продольную герметизацию от влаги и более высокую механическую прочность (броневой покров). Кабель АПвПу чаще применяется там, где нет высоких требований к механической защите и агрессивности грунта.

Можно ли прокладывать кабель АПвАП-Тп 35 кВ в воздухе (по эстакадам, фасадам)?

Да, можно, но с учетом двух важных ограничений. Во-первых, наружная полиэтиленовая оболочка не устойчива к длительному воздействию ультрафиолетового излучения. Поэтому при открытой прокладке на солнце кабель должен быть защищен (например, в лотках с крышками или гофротрубах). Во-вторых, необходимо предусмотреть надежное закрепление кабеля с учетом его веса и термических расширений/сжатий.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвАП-Тп 35 кВ?

Выбор сечения осуществляется на основе расчетов в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и проектной документации. Основные критерии: допустимая длительная токовая нагрузка (по таблицам ПУЭ с поправками на условия прокладки), потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, экономическая плотность тока. Для предварительной оценки можно руководствоваться типовыми сечениями: для линий мощностью 10-20 МВт часто применяются сечения 120-185 мм², для более мощных – 240-400 мм².

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

Согласно ПУЭ, кабели напряжением 35 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений на всем протяжении. Для кабеля АПвАП-Тп, имеющего алюминиевую оболочку, это требование считается частично выполненным. Однако при прокладке в траншеях на глубине менее 1 метра, в местах пересечений с дорогами или другими коммуникациями, а также при риске раскопок, рекомендуется дополнительная защита в виде плит, кирпича или специальных бетонных лотков.

Как осуществляется заземление алюминиевой оболочки и экранов?

Алюминиевая оболочка и медные дренажные проволоки (экраны) должны быть заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности (снятие потенциала) и нормальной работы релейной защиты. На практике для этого используются специальные заземляющие зажимы, которые обеспечивают электрический контакт с оболочкой, а далее проводник подключается к контуру заземления подстанции или муфты. В некоторых схемах (например, для уменьшения потерь в оболочке) может применяться одностороннее или поперечное заземление, но это требует специального обоснования в проекте.

Каков срок службы кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля АПвАП-Тп 35 кВ, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий: правильности монтажа (особенно муфт), отсутствия перегрузок по току, стабильности напряжения, агрессивности среды прокладки и качества обслуживания (регулярных диагностических измерений).