Кабель АПвКПг 1-х жильный 35 кВ: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКПг 1х жильный на напряжение 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. Данный тип кабеля является современной и высокотехнологичной альтернативой кабелям с бумажно-масляной изоляцией, обладая рядом существенных эксплуатационных преимуществ.

Расшифровка маркировки АПвКПг

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и несет полную информацию о его конструкции:

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – проводящий (полупроводящий) экран по изолированной жиле.
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• К – броня из круглых оцинкованных стальных проволок.
• П – проводящий слой (дополнительная медная лента или проволоки) поверх брони для ее заземления.
• г – защитный покров в виде гидроизоляционного шланга из ПВХ-пластиката поверх брони (индекс «г» – голый, без джутовой подушки).
• 1х – количество токопроводящих жил (одна).
• 35 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля АПвКПг 1х35 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию для обеспечения долговечной и надежной работы в высоковольтных сетях.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки А5, А6 или А7 по ГОСТ 22483), что обеспечивает легкость и экономичность по сравнению с медью. Жила может быть секторной или, чаще для одножильных кабелей, круглой формы. Класс гибкости – 1 или 2 (монолитная или многопроволочная). Сечение жилы стандартизировано, для 35 кВ типовые сечения: 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800 мм².

2. Полупроводящий экран по жиле

Наносится экструзионным способом непосредственно на жилу. Представляет собой слой из полимерной композиции с добавлением сажи (технического углерода). Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов – основной причины старения изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)

Основной барьер, определяющий электрическую прочность кабеля. Изготавливается из полиэтилена, подвергнутого процессу сшивки (вулканизации) под высоким давлением. В результате образуется трехмерная сетчатая структура, обладающая высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы +90°C), стойкостью к тепловым ударам и механической прочностью. Толщина изоляции нормирована стандартами и зависит от номинального напряжения.

4. Полупроводящий экран по изоляции

Аналогичен экрану по жиле. Служит для выравнивания электрического поля на внешней поверхности изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, концентрирующую электрическое поле внутри изоляционного слоя.

5. Медный экран (поясной экран)

Выполняется в виде медных лент, наложенных спирально с перекрытием, или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (экранирование).
• Обеспечение симметрии электрического поля вокруг жилы.
• Создание пути для тока короткого замыкания и токов утечки.

Сечение медного экрана нормируется для обеспечения стойкости к токам КЗ.

6. Внутренняя оболочка (Внутренний шланг)

Изготавливается из ПВХ-пластиката. Защищает медный экран от коррозии и механических повреждений, а также служит демпфирующим слоем под броней.

7. Броня из стальных оцинкованных проволок

Предназначена для защиты кабеля от механических воздействий (растягивающих усилий, ударов, грызунов). Для одножильных кабелей применяются немагнитные материалы (оцинкованная сталь) и особая технология наложения, чтобы минимизировать потери на вихревые токи. Проволоки накладываются с заданным шагом.

8. Проводящий слой поверх брони

Медная лента или проволока, обеспечивающая электрический контакт между проволоками брони для их равномерного заземления и предотвращения наведения потенциала.

9. Защитный шланг (наружная оболочка)

Внешний слой из светостабилизированного ПВХ-пластиката. Защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий, обеспечивает стойкость к ультрафиолету, влаге и агрессивным средам. Имеет характерный черный цвет.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 20,7/35 кВ (40,5 кВ). Где U₀ – фазное напряжение, U – междуфазное, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 65 кВ (в течение 10 минут для готового кабеля).
• Испытательное постоянное напряжение: 105 кВ (в течение 15 минут).
• Допустимая длительная температура жилы: +90°C.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании (до 4 сек): +250°C.
• Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 100 часов в год).
• Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля.

Таблица 1. Примерные данные по длительно допустимому току для кабеля АПвКПг 1х35 кВ при прокладке в земле (траншее)

Условия: температура земли +25°C, глубина прокладки 0.7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт.

Номинальное сечение жилы, мм²	Наружный диаметр кабеля, мм (примерно)	Масса 1 км кабеля, т (примерно)	Допустимый длительный ток, А
120	48-52	4.5-5.0	300-330
150	50-54	5.0-5.5	340-380
185	53-57	5.6-6.2	385-425
240	57-62	6.8-7.5	450-500
300	61-66	8.0-8.8	510-570

Примечание: Точные значения необходимо брать из технического каталога производителя для конкретных условий прокладки.

Область применения

Кабель АПвКПг 1х35 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). Основные объекты применения:

• Распределительные сети 35 кВ (отходящие линии от подстанций).
• Питание мощных потребителей (промышленные предприятия, насосные станции).
• Кабельные вставки на ВЛ 35 кВ.
• Соединение ячеек КРУЭ (комплектных распределительных устройств элегазовых) на подстанциях.
• Прокладка в условиях с повышенными механическими требованиями (например, под дорогами).

Важное замечание: Для прокладки в земле необходимо использовать кабель с броней из стальных проволок (индекс «К»). Для прокладки в кабельных сооружениях без механических рисков может применяться кабель без брони (например, АПвПг).

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией (АСБл)

Преимущества АПвКПг:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропиточного состава, стойкость к термоциклированию.
• Более высокая допустимая температура: +90°C против +70°C для маслонаполненных, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Простота монтажа и эксплуатации: Не требует сложных муфт с системой подпитки маслом, допускает прокладку на вертикальных участках без ограничений по перепаду высот.
• Меньшая масса и внешний диаметр при аналогичных электрических параметрах.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла исключает риск загрязнения почвы при повреждении.
• Меньшие потери в изоляции.

Недостатки АПвКПг:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям (например, удару острым предметом), которые могут стать очагом развития электрического дерева.
• Более высокая стоимость на единицу длины, хотя общая стоимость проекта с учетом монтажа и обслуживания часто ниже.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость использования специального инструмента для разделки, строгое соблюдение чистоты и технологии установки соединительных муфт.

Особенности монтажа и эксплуатации одножильных кабелей 35 кВ

При работе с одножильными кабелями высокого напряжения необходимо учитывать следующие аспекты:

• Потери в броне (вихревые токи): В одножильных кабелях переменный ток жилы создает переменное магнитное поле, которое наводит ЭДС в броне из стали. Если броня заземлена с двух сторон, в ней начинают протекать циркулирующие токи, вызывающие дополнительные потери и нагрев. Для их снижения применяют одностороннее заземление брони (как правило, в конце линии или в поперечных соединителях между тремя фазами) или используют специальные перекрестно-переменные схемы укладки фаз.
• Заземление экранов: Медные экраны (поясные) в кабелях на 35 кВ обязательно должны быть заземлены с двух сторон для обеспечения безопасности и нормальной работы релейной защиты. При большой длине линии для снижения токов в экране может применяться схема с разбивкой на секции с изолирующими соединениями или установка защитных устройств.
• Укладка в траншее: Одножильные кабели рекомендуется укладывать треугольником или «вразбежку» (плоскостью) с соблюдением расстояний между фазами (не менее 100-150 мм), указанных в проекте, для улучшения условий охлаждения и снижения взаимного влияния.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКПг от АПвПу?

Основное отличие – в броне и защитном покрове. АПвКПг имеет броню из круглых стальных проволок (индекс «К») и защитный шланг «г». АПвПу имеет усиленную защиту из стальных оцинкованных лент (индекс «Б») и полиэтиленовый шланг (индекс «у»). Кабель с проволочной броней (К) лучше выдерживает растягивающие нагрузки, с ленточной броней (Б) – радиальные воздействия.

Можно ли прокладывать АПвКПг в воде?

Нет, кабель АПвКПг не предназначен для постоянной прокладки в воде. Для прокладки в водоемах или в условиях постоянного затопления грунтовыми водами необходимо применять кабели со свинцовой оболочкой (например, АПвП), обеспечивающей абсолютную герметичность.

Как правильно выбрать сечение жилы?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: по длительно допустимому току нагрузки (с учетом условий прокладки и охлаждения) и по термической стойкости к току короткого замыкания. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик на основе ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и конкретных условий трассы.

Требуется ли для монтажа концевой муфты на кабель АПвКПг заземление брони отдельным проводником?

Да, требуется. В концевых муфтах предусмотрены контактные лепестки или площадки для подключения заземляющего проводника как к медному экрану (поясному), так и к проволокам брони (через проводящий слой «П»). Это необходимо для безопасного обслуживания и снятия потенциала.

Каков срок службы кабеля АПвКПг 35 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать 40-50 лет при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных нагрузок.

Что означает индекс «нг(А)-HF» в расширенной маркировке?

Это дополнительные показатели пожарной безопасности. «нг(А)» – распространение горения при групповой прокладке по категории А (наивысшая стойкость). «HF» – пониженное коррозионная активность и дымообразование (Halogen Free, безгалогенный). Такой кабель имеет изоляцию и оболочки из безгалогенных материалов (например, полиолефины), что критически важно для прокладки в метро, общественных зданиях, тоннелях.

Как бороться с наводками в броне одножильного кабеля?

Основной метод – применение схемы одностороннего заземления брони. При этом на одном конце линии проволоки брони и проводящий слой надежно заземляются, а на другом – изолируются от земли. Это разрывает электрическую цепь для циркулирующих токов. Также эффективна прокладка фаз в треугольник с перекрестной перестановкой (транспозицией) через определенные интервалы по длине трассы.