Кабель АПвБП 35 кВ: полное техническое описание, конструкция и область применения
Кабель АПвБП 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 35 кВ, с алюминиевыми жилами, в броне из стальных оцинкованных проволок и с наружным защитным покровом. Данная марка является одной из ключевых в сегменте кабельной продукции среднего напряжения для стационарной прокладки в грунтах (траншеях) и кабельных сооружениях, где присутствуют механические нагрузки, включая растягивающие усилия, и риск повреждения грызунами.
Расшифровка маркировки АПвБП 35 кВ
- А – токопроводящая жила из алюминия.
- П – изоляция из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
- в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена (в зависимости от модификации, служит подушкой под броню).
- Б – броня из стальных оцинкованных проволок.
- П – наружный защитный покров (защитная оболочка) из ПВХ-пластиката.
- 35 кВ – номинальное напряжение 35 кВ (класс напряжения 20/35 кВ).
- Рабочее напряжение: 20/35 кВ (между фазой и землей / между фазами).
- Испытательное напряжение переменным током частотой 50 Гц: 65 кВ в течение 10 минут после прокладки.
- Максимальная допустимая температура жилы: +90°C в длительном режиме, +130°C в аварийном режиме (не более 100 ч/год), +250°C при коротком замыкании (не более 4 с).
- Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.
- Стойкость к растягивающему усилию: Броня из проволок рассчитана на значительные нагрузки, точное значение зависит от сечения и конструкции.
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Кабельные линии электропередачи 35 кВ: Отходящие линии от подстанций, межпоселковые и промышленные распределительные сети.
- Питание мощных потребителей: Заводы, нефтехимические комплексы, горнодобывающие предприятия, крупные насосные и компрессорные станции.
- Прокладка в грунтах (траншеях): Является основным способом монтажа. Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, растягивающих усилий в зонах сдвига, а также от грызунов.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: При условии отсутствия риска растекания горящих материалов и при соблюдении требований пожарной безопасности.
- Участки с сложным рельефом: Благодаря броне из проволок кабель может быть использован на наклонных и вертикальных трассах.
- Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
- Раскатка: Допускается раскатка с неподвижного барабана с использованием направляющих роликов. Необходимо контролировать, чтобы радиус изгиба не был меньше минимально допустимого.
- Прокладка в траншее: Глубина заложения – не менее 0.7-1 м от планировочной отметки. На дне траншеи устраивается песчаная или мягкая грунтовая подушка толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается таким же слоем песка, затем защитным покрытием (кирпичом, плитами) и грунтом.
- Монтаж муфт: Требует высокой квалификации персонала. Необходима тщательная зачистка изоляции, наложение полупроводящих и изоляционных слоев, монтаж заземления экрана и брони. Обязательна проверка герметичности.
- Заземление: Медные экраны всех трех жил и броня должны быть надежно заземлены с двух концов линии для обеспечения селективности релейной защиты и безопасности персонала.
- Испытания после монтажа: Обязательным является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (по нормам ПУЭ) или переменным напряжением 65 кВ частотой 50 Гц.
- Проверить маркировку на барабане и на самой оболочке кабеля (должна содержать марку, сечение, напряжение, метр, год выпуска, имя производителя).
- Осмотреть наружную оболочку: она должна быть гладкой, без впадин, вздутий и трещин, равномерного цвета.
- Проверить геометрию: жилы должны быть расположены симметрично, броневые проволоки – уложены плотно и равномерно.
- Запросить у поставщика протоколы испытаний (типовые и приемо-сдаточные), которые должны соответствовать ГОСТ или ТУ. Ключевые испытания: на электрическое сопротивление жил, высоковольтные испытания изоляции, испытание на нагрев.
Конструкция кабеля АПвБП 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность в тяжелых условиях эксплуатации.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (материал АЕ или АВЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра и веса кабеля. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240-300 мм²) или многопроволочными (для всех сечений, особенно крупных).
2. Экраны по жиле (внутренний полупроводящий слой)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена с добавлением сажи. Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе жила/изоляция, что предотвращает возникновение частичных разрядов.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим процессом вулканизации (сшивки) в соляной ванне или паровой трубе. Сшивка превращает термопластичный полиэтилен в термореактивный материал, резко повышая его стойкость к нагреву (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме, до +250°C при КЗ), механическую прочность и стойкость к растрескиванию.
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий слой)
Аналогичен внутреннему, накладывается поверх основной изоляции. Вместе с внутренним слоем образует коаксиальную систему, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы.
5. Поясная изоляция и экран
Поверх экранов каждой изолированной жилы (в трехжильных кабелях) накладывается поясная изоляция, обычно в виде полупроводящей ленты, и медный экран. Экран выполняется в виде медных проволок, спирально наложенных поверх жил, и медной ленты. Его функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание токов утечки на землю в случае повреждения, обеспеление симметрии электрического поля.
6. Разделительный слой (внутренняя оболочка)
Поверх экрана накладывается оболочка из ПВХ пластиката или полиэтилена. Она служит для защиты экрана от коррозии, скрепления сердечника и создания гладкой основы для наложения брони.
7. Броня
Выполняется из стальных оцинкованных проволок, спирально наложенных поверх внутренней оболочки. Броня из проволок (в отличие от лент) предназначена для восприятия значительных растягивающих нагрузок, что позволяет прокладывать кабель в наклонных трассах, шахтах, а также в грунтах с риском просадок.
8. Наружная защитная оболочка
Изготавливается из ПВХ-пластиката. Защищает броню от агрессивных химических воздействий, обеспечивает необходимую стойкость к возгоранию (не распространяет горение при одиночной прокладке), выполняет функцию изоляции брони от земли. Имеет характерный оранжевый цвет для кабелей на 35 кВ.
Основные технические характеристики и параметры
Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более | Допустимый длительный ток нагрузки, А (проложен в земле) | Емкость, мкФ/км |
|---|---|---|---|
| 50 | 0.641 | 170 | 0.18-0.20 |
| 70 | 0.443 | 210 | 0.20-0.22 |
| 95 | 0.320 | 255 | 0.22-0.24 |
| 120 | 0.253 | 295 | 0.24-0.26 |
| 150 | 0.206 | 340 | 0.26-0.28 |
| 185 | 0.167 | 385 | 0.28-0.30 |
| 240 | 0.125 | 450 | 0.30-0.33 |
| 300 | 0.100 | 510 | 0.33-0.36 |
Примечание: Токовые нагрузки приведены ориентировочно для прокладки в земле при температуре грунта +20°C, глубине заложения 0.7-1 м и удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Фактические значения определяются расчетом для конкретных условий.
Механические и климатические параметры
Область применения кабеля АПвБП 35 кВ
Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Не рекомендуется для прокладки в блоках, где возможен длительный контакт с водой, а также в агрессивных средах, где ПВХ оболочка может быть подвержена разрушению (требуется специальное исполнение).
Сравнение с аналогами и выбор марки кабеля
АПвБП является одним из ряда кабелей 35 кВ. Выбор конкретной марки зависит от условий прокладки.
| Марка кабеля | Ключевые отличия | Область применения |
|---|---|---|
| АПвП | Без брони, с защитной оболочкой из ПВХ или полиэтилена. | Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, галереях), где нет механических рисков. |
| АПвБбШв | Броня из двух стальных оцинкованных лент, защитный шланг из ПВХ. | Прокладка в земле, защита от механических повреждений, но без значительных растягивающих усилий. |
| АПвБП (рассматриваемая) | Броня из стальных оцинкованных проволок. | Прокладка в земле с риском растяжения, в наклонных трассах, в грунтах с возможными подвижками. |
| АПвПу | Усиленная герметизация (заполнение гидрофобным гелем), броня может отсутствовать или быть. | Трассы с повышенной влажностью, риск попадания воды. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие брони из проволок (АПвБП) от брони из лент (АПвБбШв)?
Броня из стальных оцинкованных проволок рассчитана на восприятие значительных растягивающих (осевых) нагрузок. Броня из двух стальных лент в первую очередь защищает от сдавливающих (радиальных) нагрузок и механических повреждений, но плохо работает на растяжение. Поэтому АПвБП применяется на трассах с уклоном, в шахтах, в зонах возможных подвижек грунта.
Можно ли прокладывать кабель АПвБП 35 кВ в воздухе (по фасадам, опорам)?
Да, можно, но с учетом климатических условий и УФ-излучения. ПВХ наружная оболочка имеет ограниченную стойкость к ультрафиолету. Для длительной прокладки на открытом воздухе предпочтительнее кабели с наружной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, маркировка «АПвБу» или «АПвБп» с соответствующим материалом). При необходимости прокладки АПвБП на открытом воздухе рекомендуется защита его от прямых солнечных лучей (в лотках, коробах).
Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвБП 35 кВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по экономической плотности тока. Первый расчет гарантирует, что кабель не перегреется в рабочих условиях (учитывается способ прокладки, температура окружающей среды, количество кабелей в траншее). Второй расчет, регламентированный нормативными документами, оптимизирует капитальные затраты и потери электроэнергии за срок службы линии. Окончательное сечение принимается по большему из полученных значений.
Требуется ли для кабеля АПвБП 35 кВ дополнительная защита от коррозии при прокладке в агрессивных грунтах?
Броня из оцинкованных проволок и наружная ПВХ оболочка обеспечивают достаточную защиту в большинстве грунтов. Однако в особо агрессивных средах (с высоким содержанием солей, щелочей, блуждающих токов) рекомендуется выполнять дополнительную катодную защиту, а также применять кабели с усиленной защитной оболочкой (например, из полиэтилена) или прокладывать их в асбоцементных или пластиковых трубах с последующей заливкой нейтральным составом.
Как отличить качественный кабель АПвБП при приемке?
Каковы особенности монтажа концевых муфт на кабель АПвБП 35 кВ?
Монтаж требует специального инструмента и обучения. Основные этапы: ступенчатая зачистка изоляции с точным соблюдением размеров, удаление полупроводящих слоев, тщательная шлифовка и обезжиривание поверхности изоляции из СПЭ, наложение электродов выравнивания поля, монтаж изоляции муфты (обычно термоусаживаемые или холодноусаживаемые компоненты), подключение клемм, заземление экрана и брони, герметизация. Ошибки на любом этапе могут привести к пробою в процессе эксплуатации.
Заключение
Кабель АПвБП 35 кВ является надежным и технически совершенным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения в условиях, требующих механической защиты, особенно от растягивающих нагрузок. Его конструкция, основанная на изоляции из сшитого полиэтилена, обеспечивает высокие электрические и температурные характеристики, а броня из стальных проволок – долговечность в сложных условиях прокладки. Правильный выбор сечения, соблюдение норм монтажа и эксплуатации, а также качественный монтаж соединительных и концевых муфт являются обязательными условиями для создания надежной кабельной линии на напряжение 35 кВ со сроком службы не менее 30 лет.