Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП 3-х жильный на напряжение 35 кВ: конструкция, применение и технические характеристики

Кабель марки АПвБП предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Его основная сфера применения – прокладка в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в том числе в условиях блуждающих токов, а также в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах). Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ), в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Б – броня из двух стальных оцинкованных лент, П – наружная оболочка из полиэтилена.

Конструкция кабеля АПвБП 3х… 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговременную и надежную работу в высоковольтных сетях.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал – Al 99,5% по ГОСТ 22483). Для сечений 50 мм² и более жила секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля. Жила может быть как однопроволочной (для меньших сечений), так и многопроволочной, скрученной из круглых проволок.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращение возникновения частичных разрядов.
• Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим сшиванием (вулканизацией) под давлением. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения. Для 35 кВ это, как правило, 10.5 мм или 9.0 мм в зависимости от стандарта. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме).
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции, аналогично экрану по жиле. Образует с первым экраном коаксиальную систему, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля только в толще изоляции.
• Поясная изоляция. Представляет собой обмотку из полупроводящей ленты или экструдированный слой. Выравнивает потенциал по окружности скрученных изолированных жил.
• Медные экраны (дренажные жилы). Поверх поясной изоляции каждой фазы накладываются незамкнутые медные экраны в виде медных лент или проволок, спирально наложенных проволок. Их функция – защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии поля, а также использование в системах мониторинга (например, для детекции частичных разрядов). Сечение экранов нормировано.
• Заполнение. Пространство между экранированными жилами заполняется жгутами из ПВХ пластиката или аналогичного материала для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Внутренняя оболочка. Экструдированный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает экраны от повреждения и служит подушкой под броню.
• Броня. Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов. Ленты оцинкованы для защиты от коррозии.
• Наружная оболочка. Экструдированный слой из полиэтилена (ПЭ). Обладает высокой стойкостью к влаге, агрессивным почвам, блуждающим токам и ультрафиолетовому излучению (при прокладке на открытом воздухе). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические параметры и характеристики

Кабель АПвБп 3х… 35 кВ изготавливается в соответствии с ТУ 16.К71-335-2004 или более новыми аналогами, а также международными стандартами (МЭК 60502-2). Ниже приведены ключевые параметры.

Электрические характеристики

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20/35 кВ (40.5 кВ).
• Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 5 мин.: 65 кВ.
• Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний после монтажа): 84 кВ.
• Максимально допустимая температура жилы:
  • в длительном режиме: +90°C
  • при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C
  • при перегрузке: +130°C
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.

Конструктивные параметры (пример для основных сечений)

Сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг	Максимальный радиус изгиба
3х50	75-80	4500-5000	20 x Dнар
3х95	85-90	6000-6500	20 x Dнар
3х150	95-100	7500-8000	20 x Dнар
3х240	105-110	9500-10000	20 x Dнар

Область применения и особенности прокладки

Кабель АПвБП 35 кВ применяется для создания питающих и распределительных сетей в условиях, требующих повышенной механической защиты и стойкости к влаге. Основные объекты: городские и промышленные кабельные сети, вводы на подстанции, питание крупных производственных цехов, нефтехимических предприятий, портовых сооружений. Благодаря полиэтиленовой оболочке кабель устойчив к воздействию блуждающих токов, что делает его предпочтительным для прокладки в городской инфраструктуре, вблизи рельсового электротранспорта.

Прокладка осуществляется в траншеях с обязательной подсыпкой и защитой песчаным слоем, в кабельных каналах, блоках, тоннелях. При прокладке в земле необходимо использовать сигнальную ленту. Важно соблюдать минимально допустимые радиусы изгиба (как правило, 20 наружных диаметров кабеля) во избежание повреждения изоляции и экранов. При необходимости прокладки на вертикальных и наклонных участках требуется надежное крепление кабеля, так как его конструкция не является нестекающей (в отличие от кабелей с вязкой пропиткой).

Сравнение с кабелями других марок на напряжение 35 кВ

• АПвП 3х35 кВ. Отличается отсутствием брони (литера «Б» в маркировке). Применяется для прокладки в кабельных сооружениях, где исключено механическое воздействие. Имеет меньший вес и стоимость.
• АПвПу 3х35 кВ. Имеет усиленную наружную оболочку из полиэтилена, но без брони. Обладает повышенной стойкостью к механическим воздействиям, но не защищен от продавливания острыми предметами, в отличие от АПвБП.
• АСБл 3х35 кВ. Кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. Устаревшая, но еще эксплуатируемая конструкция. Требует соблюдения перепадов уровней при прокладке из-за стекания пропитки, более чувствительна к влаге при повреждении оболочки. АПвБП лишен этих недостатков.
• ПвП 3х35 кВ. Кабель с медными жилами. Обладает большей пропускной способностью и механической прочностью на разрыв, но существенно дороже. Выбор между алюминием и медью делается на основе технико-экономического расчета.

Контроль качества и приемо-сдаточные испытания

Каждый барабан с кабелем перед отгрузкой проходит комплекс заводских испытаний, включающий:

• Измерение сопротивления токопроводящих жил постоянному току.
• Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты (65 кВ, 5 мин).
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) и емкости жил.
• Контроль целостности и сопротивления экранов.

После монтажа муфт и перед вводом в эксплуатацию кабельная линия подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным постоянным напряжением (84 кВ в течение 15 мин). Также рекомендуется, а для линий 35 кВ часто является обязательным, диагностика методом частичных разрядов для выявления потенциальных дефектов монтажа.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-пропитанной?

СПЭ обеспечивает более высокую допустимую рабочую температуру жилы (+90°C против +70°C для бумажной), что позволяет увеличить пропускную способность линии. Кабель не имеет ограничений по перепадам уровней при прокладке, обладает меньшим весом и диаметром, требует меньшего обслуживания. Изоляция негигроскопична и не стареет из-за циклирования нагрузки.

Можно ли прокладывать кабель АПвБП 35 кВ в воде?

Конструкция кабеля (броня из стальных лент, полиэтиленовая оболочка) обеспечивает стойкость к длительному воздействию влаги. Однако для постоянной прокладки в водоемах, на болотах или в условиях постоянного подтопления рекомендуется использовать специальные исполнения с герметизированными торцами брони (например, с заполнением из гидрофобного геля) или кабели со свинцовой оболочкой (АПвБШв). Стандартный АПвБП для таких условий не оптимален.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБП 35 кВ?

Выбор сечения производится по допустимому длительному току нагрузки (ПУЭ гл. 1.3) с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее. Дополнительно выполняется проверка по экономической плотности тока (ПУЭ гл. 1.3) и на потерю напряжения. Для ответственных линий обязателен расчет термической стойкости при коротком замыкании.

Требуется ли дополнительная защита кабеля при прокладке в траншее?

Да. Помимо обязательной песчаной подсыпки и засыпки, рекомендуется защита сверху кирпичом или бетонными плитами в местах с повышенной внешней нагрузкой. На всем протяжении трассы над кабелем на глубине 0.25-0.3 м укладывается сигнальная лента с предупредительной надписью. В зонах с высокой активностью грызунов возможно применение лент с металлической вставкой или специальных защитных труб в местах повышенного риска.

Каков срок службы кабеля АПвБП 35 кВ?

Заявленный производителями срок службы при соблюдении условий эксплуатации, транспортировки, монтажа и хранения составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется в первую очередь качеством монтажа соединительных и концевых муфт, отсутствием внешних механических повреждений и корректностью режимов работы сети.

В чем разница между кабелями АПвБП и АПвБбШв на 35 кВ?

Основное отличие – в материале наружной оболочки. У АПвБбШв наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) в шланговом исполнении (Шв). ПВХ-пластикат менее стоек к блуждающим токам и некоторым агрессивным средам по сравнению с полиэтиленом (ПЭ), но обладает лучшими противопожарными характеристиками (меньшей горючестью, низким дымовыделением). АПвБП с ПЭ-оболочкой предпочтителен для прокладки в земле с блуждающими токами, АПвБбШв – для коллекторов и тоннелей, где важен низкий уровень дымообразования.