Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвЭПу 35 кВ: полный технический анализ и сфера применения

Кабель марки АПвЭПу 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. Его конструкция и материалы выбраны для обеспечения высокой надежности в сложных условиях эксплуатации, включая прокладку в земле (траншеях) с высокой коррозионной активностью грунтов и блуждающими токами. Расшифровка маркировки: А – алюминиевая токопроводящая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Э – экран на жиле, Пу – усиленная наружная оболочка из полиэтилена.

Конструктивные элементы кабеля АПвЭПу 35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет критически важную функцию. Стандартное исполнение предполагает трехжильную конструкцию с секторными жилами для оптимизации диаметра.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (материал — А5Е, А7Е по ГОСТ 22483). Жила имеет секторную (сегментную) форму, что позволяет минимизировать межжильное пространство и общий диаметр кабеля. Для кабелей сечением от 120 мм² и выше жилы, как правило, секторные многопроволочные.
• Экран на токопроводящей жиле (полупроводящей экран): Наносится поверх жилы экструзионным способом в виде слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращая тем самым возникновение частичных разрядов.
• Изоляция: Основной диэлектрический слой из сшитого полиэтилена (XLPE). Номинальная толщина изоляции для напряжения 35 кВ стандартизирована. Процесс сшивки (чаще всего пероксидный) придает термопластичному полиэтилену свойства термореактивного материала: повышается стойкость к тепловой деформации (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), механическая прочность и стойкость к трекингу.
• Экран на изоляции (полупроводящей экран): Аналогичный слой полупроводящего материала, нанесенный поверх изоляции. Вместе с экраном на жиле создает coaxial-структуру, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг токоведущей жилы.
• Поясная изоляция: Выполняется из полупроводящих лент или экструзионного слоя. Объединяет три экранированные изолированные жилы в общий пакет, обеспечивая его круглую форму.
• Металлический экран: Выполняется в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. В кабелях АПвЭПу чаще применяется экран из медных проволок, иногда в комбинации с медной лентой. Функции: защита от электромагнитных помех, замыкание на землю в случае пробоя изоляции (обеспечение тока однофазного КЗ для срабатывания защит), механическая защита.
• Бронепокров: Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с зазором. Предназначен для защиты кабеля от механических повреждений (натяжение, удары, давление грунта, грызуны).
• Наружная оболочка: Выполнена из полиэтилена (обозначение «Пу» – полиэтилен усиленный). Отличается высокой стойкостью к влаге, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, соли), коррозии и блуждающим токам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Кабель АПвЭПу 35 кВ проектируется и изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 18410-73 (кабели с пластмассовой изоляцией) и более актуальными ТУ 16.К71-335-2004. Его параметры строго нормированы.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	35/35 кВ (40,5 кВ)
Количество и форма жил	3 жилы, секторные
Сечение жил, мм²	От 50 до 800 (стандартный ряд: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800)
Температура длительной эксплуатации	+90°C
Максимальная температура при КЗ (до 4 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева)	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Dнар. (где Dнар. – наружный диаметр кабеля)
Допустимый нагрев при перегрузке	+130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы)
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и особенности прокладки

Кабель АПвЭПу 35 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты трубами, в том числе в грунтах с высокой коррозионной активностью: болотистых, засоленных, с присутствием блуждающих токов. Благодаря герметичной полиэтиленовой оболочке и бронепокрову, он устойчив к длительному воздействию влаги и механическим нагрузкам. Основные сферы применения:

• Вывод мощности с генераторного напряжения на повышающие трансформаторы на электростанциях.
• Межсекционные и фидерные связи в распределительных сетях 35 кВ (подстанции, РП).
• Питание крупных промышленных предприятий, горнодобывающих комплексов.
• Создание кабельных вставок в ВЛ 35 кВ.
• Прокладка в условиях агрессивных сред, где использование кабелей в свинцовой оболочке нецелесообразно или запрещено.

Прокладка осуществляется на подготовленную подушку из мелкой земли без камней или песок. При пересечении с инженерными коммуникациями и в местах повышенной нагрузки кабель должен быть защищен плитами или трубами. Обязательно использование сигнальной ленты. При прокладке в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах) необходимо учитывать повышенную пожарную опасность и соблюдать требования ПУЭ по разделке и заземлению брони и экранов.

Сравнение с аналогами и преимущества

Основными аналогами кабеля АПвЭПу 35 кВ являются кабели с бумажно-масляной изоляцией (например, АСБл) и кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена в свинцовой оболочке (АПвПу).

Параметр сравнения	АПвЭПу 35 кВ	АСБл 35 кВ (бумажно-масляная изоляция)	АПвПу 35 кВ (со свинцовой оболочкой)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумажная лента, пропитанная вязким маслом	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Вес и гибкость	Меньший вес, большая гибкость	Большой вес, ограниченная гибкость, риск утечки масла	Большой вес из-за свинца
Монтаж	Проще, допускаются большие строительные длины, не требует сложных муфт с системой подпитки маслом	Сложный монтаж, ограниченная строительная длина, необходимость учета перепадов уровней, обязательное использование маслоподпиточных устройств и специальных концевых муфт	Проще, чем у АСБл, но требуется герметизация свинцовой оболочки
Эксплуатация	Не требует контроля уровня масла, высокая стойкость к внешним воздействиям	Постоянный контроль масляного хозяйства, риск пожара, чувствительность к перепадам уровней	Не требует контроля масла, но свинец подвержен коррозии и вибрационной усталости
Стоимость	Выше, чем у АСБл, но ниже, чем у АПвПу	Ниже (на материал), но выше на эксплуатацию и монтаж	Наиболее высокая из-за стоимости свинца

Ключевые преимущества АПвЭПу 35 кВ:

• Высокая надежность и долговечность благодаря отсутствию текучего диэлектрика.
• Превосходная стойкость к влаге и агрессивным средам (полиэтиленовая оболочка).
• Меньший вес и большая строительная длина упрощают логистику и монтаж.
• Более высокие допустимые температуры работы и перегрузки по сравнению с маслонаполненными кабелями.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом, что снижает эксплуатационные расходы.
• Экологическая безопасность (отсутствие масла).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие АПвЭПу от АПвПу?

Основное отличие – в материале наружной оболочки и, как следствие, в стойкости к коррозии. У АПвПу наружная оболочка выполнена из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), который менее стоек к агрессивным химическим средам и блуждающим токам по сравнению с полиэтиленом (обозначение «Пу» в АПвЭПу). Кабель АПвЭПу специально разработан для прокладки в наиболее сложных грунтовых условиях.

Как правильно заземлять броню и экран кабеля АПвЭПу?

Металлический экран (проволочный/ленточный) и бронепокров из стальных лент должны быть заземлены с обеих сторон кабельной линии. Это требование ПУЭ (п. 1.7.82, 2.3.72-74). Заземление выполняется через концевые муфты или специальные заземляющие устройства. Цель: обеспечение безопасности персонала (снятие напряжения с брони при пробое) и создание пути для тока короткого замыкания для корректной работы релейной защиты.

Какие муфты применяются для монтажа кабеля АПвЭПу 35 кВ?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 35 кВ. Это соединительные (СТО) и концевые (КТО) муфты, как правило, холодной усадки (с использованием эластомерных элементов, усаживающихся за счет снятия спирали-растяжителя) или термоусаживаемого типа. Они обеспечивают герметизацию, восстановление экранов и изоляции.

Каковы особенности проведения высоковольтных испытаний после монтажа?

После монтажа кабельная линия 35 кВ подвергается приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока согласно СО 153-34.20.507-2003. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на U_ном=35 кВ испытательное напряжение составляет 2.5U₀ (87.5 кВ) в течение 15 минут. Также обязательным является измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2.5 кВ и проверка целостности и фазировки жил.

Можно ли прокладывать кабель АПвЭПу 35 кВ в воздухе (по эстакадам, в помещениях)?

Да, прокладка допустима. Однако при прокладке в воздушной среде, особенно внутри помещений, необходимо учитывать горючесть полиэтилена. В таких случаях требуется соблюдение дополнительных противопожарных мероприятий, указанных в ПУЭ и СП: применение огнезащитных покрытий, прокладка в несгораемых лотках с песком, устройство противопожарных перегородок. Часто для внутренней прокладки в зданиях предпочтение отдается кабелям с оболочкой из пониженной горючести (например, «нг(А)-LS»).

Заключение

Кабель АПвЭПу 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего класса напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, бронепокрова и коррозионностойкой полиэтиленовой оболочки, делает его оптимальным выбором для прокладки в земле в условиях агрессивных и влажных грунтов, а также в местах с наличием блуждающих токов. По сравнению с традиционными маслонаполненными кабелями, он предлагает существенные эксплуатационные преимущества, снижая жизненный цикл затрат, несмотря на более высокую первоначальную стоимость. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж с применением соответствующих муфт и соблюдение правил эксплуатации гарантируют безотказную работу линии в течение всего заявленного срока службы.