Кабель АПвПТи 3-х жильный 35 кВ: полный технический обзор
Кабель АПвПТи на напряжение 35 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), 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 более ранним стандартам) является ключом к пониманию его конструкции и назначения: А – алюминиевая токопроводящая жила, П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката, П – броня из плоских стальных оцинкованных проволок (проволок), Т – наружный защитный покров (шланг) из полимерных материалов, и – индивидуальная экранировка каждой жилы. Цифра «3» указывает на количество основных жил, а «35 кВ» – на номинальное линейное напряжение.
Конструкция кабеля АПвПТи 3х… 35 кВ
Конструкция кабеля является многослойной и строго регламентированной, где каждый элемент выполняет критически важную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия (марки АА, ААА по ГОСТ 22483), что обеспечивает оптимальное соотношение проводимости и массы. Для сечений от 50 мм² и выше жилы, как правило, секторной или сегментной формы для компактности и эффективного заполнения внутреннего пространства кабеля. Жилы могут быть однопроволочными (для малых сечений) или многопроволочными.
2. Экран по жиле (полупроводящей экран)
Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из сшитого полиэтилена с добавлением сажи (полупроводящей композиции). Его назначение – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений на границе с изоляцией, предотвращение возникновения частичных разрядов.
3. Основная изоляция
Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Это ключевой элемент, определяющий высокие электрические и термические характеристики кабеля. Процесс сшивания (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу повышенную стойкость к тепловой деформации. Рабочая температура жилы достигает +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания – +130°C и +250°C соответственно. Толщина изоляции строго нормирована в зависимости от номинального напряжения.
4. Экран по изоляции (полупроводящей экран)
Аналогичен экрану по жиле, наносится поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле образует коаксиальную систему, равномерно распределяющую электрическое поле вокруг жилы и локализующую его внутри изоляции.
5. Индивидуальный медный экран
Наложен поверх экрана по изоляции каждой жилы. Выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. Сечение экрана нормируется. Функции: защита от электромагнитных помех, обеспечение симметрии электрического поля, путь для тока короткого замыкания и емкостного тока.
6. Заполнитель
Пространство между индивидуально экранированными жилами заполняется жгутами из полимерных материалов или эластичными нитями для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
7. Поясная изоляция
Может выполняться в виде обмотки из полимерной ленты или экструдированного слоя. Служит для скрепления сердечника и дополнительной изоляции жил от брони.
8. Внутренняя оболочка (под броней)
Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена безгалогенного (при необходимости). Защищает индивидуальные экраны от коррозии и механических повреждений броней, а также служит барьером от влаги.
9. Броня
Выполнена из оцинкованных стальных плоских проволок (Пп), наложенных по спирали. Обеспечивает высокую механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и других внешних воздействий. Плоская форма проволок создает более плотный и гладкий покров по сравнению с круглыми.
10. Наружная оболочка (шланг)
Наружный защитный покров из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к атмосферным воздействиям, ультрафиолету, агрессивным средам и механическим повреждениям. Имеет цветовую маркировку (обычно черный).
Основные технические характеристики и условия применения
Электрические параметры (типовые, согласно ТУ и ГОСТ):
- Номинальное напряжение U0/U (Um): 20/35 кВ (40,5 кВ). Где U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
- Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 65 кВ в течение 10 минут для готового кабеля.
- Испытательное постоянное напряжение: 84 кВ в течение 15 минут (для приемосдаточных испытаний).
- Максимальная допустимая рабочая температура жилы: +90°C.
- Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
- Минимальная температура прокладки: -15°C (без предварительного подогрева).
- Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15-20 наружных диаметров кабеля.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и в средах с нормальной и повышенной коррозионной активностью.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, шахтах, по эстакадам и в галереях.
- Прокладка в помещениях и тоннелях с повышенной пожарной опасностью (благодаря нераспространению горения при одиночной прокладке).
- Установка в сырых и частично затопляемых помещениях.
- Не рекомендуется для прокладки в блоках, трубах, а также в условиях с наличием блуждающих токов высокой величины.
- Точные значения зависят от конкретных ТУ производителя, условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление) и должны приниматься по расчетным таблицам ПУЭ и каталогам производителя.
- U0 ≈ 35 кВ. Это уточнение критически важно для выбора оборудования и расчета электрических полей.
Область применения:
Сравнительная таблица: АПвПТи vs АПвПу (броня из круглых проволок)
| Параметр | АПвПТи (броня из плоских проволок) | АПвПу (броня из круглых проволок) |
|---|---|---|
| Тип брони | Плоские оцинкованные стальные проволоки (Пп) | Круглые оцинкованные стальные проволоки (Кп) |
| Механическая защита от сдавливания | Выше за счет большей площади контакта и плотности укладки | Стандартная |
| Гибкость | Несколько ниже, больший минимальный радиус изгиба | Выше |
| Вес кабеля | Меньше при сопоставимой защите | Больше |
| Внешний диаметр | Меньше, более компактная укладка | Больше |
| Стоимость | Как правило, выше | Ниже |
| Типичное применение | Трассы с высокими требованиями к защите от механических нагрузок, в т.ч. от давления грунта | Стандартные условия прокладки в земле и кабельных сооружениях |
Сечения жил и массо-габаритные параметры (пример для кабеля 3х… 35 кВ)
| Номинальное сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр, мм | Примерная масса 1 км кабеля, кг | Максимально допустимый длительный ток нагрузки (в земле)*, А |
|---|---|---|---|
| 3х50 | 75-80 | 5500-6000 | 190-210 |
| 3х95 | 85-90 | 7000-7500 | 270-290 |
| 3х150 | 95-100 | 9000-9500 | 340-360 |
| 3х240 | 105-110 | 11500-12000 | 430-450 |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабеля АПвПТи требует строгого соблюдения правил. Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки и изоляции (мегомметром на 5-10 кВ). При отрицательных температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов. Прокладка должна производиться с соблюдением минимального радиуса изгиба. При прокладке в земле необходима песчаная подушка, защита от механических повреждений (кирпич, сигнальная лента) и глубина заложения не менее 0,7-1 м. Концевые и соединительные муфты должны быть предназначены specifically для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на 35 кВ. Обязательна система выравнивания потенциалов и заземления брони и экранов с обоих концов линии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие АПвПТи от кабелей с бумажно-масляной изоляцией (типа АСБл)?
Кабель АПвПТи имеет изоляцию из сухого сшитого полиэтилена, что исключает риск утечки масла, позволяет прокладывать его на вертикальных участках без ограничения по перепаду высот, имеет более высокую допустимую температуру эксплуатации (+90°C против +70-80°C), меньший вес и диаметр. Он также требует менее сложного монтажа муфт и не имеет системы подпитки маслом.
Почему в маркировке указано напряжение 20/35 кВ, а не просто 35 кВ?
Обозначение U0/U (20/35 кВ) является международным стандартом. U0 = 20 кВ – это номинальное напряжение между жилой и землей/экраном в трехфазной системе с изолированной или компенсированной нейтралью, характерной для сетей 35 кВ в РФ. Линейное (междуфазное) напряжение U = √3
Можно ли использовать кабель АПвПТи для прокладки в воздухе (по фасадам, опорам)?
Да, но с учетом климатических условий. Наружная оболочка из ПВХ устойчива к УФ-излучению, однако при длительной прокладке на открытом солнце рекомендуется использование кабелей с защитным покровом из светостабилизированного полиэтилена (в маркировке может быть указано «Тп»). Также необходимо обеспечить защиту от механических повреждений и соблюдение допустимых токовых нагрузок для прокладки в воздухе (они отличаются от нагрузок для прокладки в земле).
Как правильно выбрать сечение экрана для заземления?
Сечение медного экрана нормируется стандартами (например, не менее 25 мм² для сечений жил до 150 мм² и не менее 35 мм² для сечений 185 мм² и выше по некоторым ТУ). На практике производитель изготавливает кабель с экраном, сечение которого соответствует техническим условиям. При проектировании заземляющих устройств необходимо учитывать, что экран предназначен в первую очередь для проведения токов короткого замыкания, и его сечение должно быть проверено по термической стойкости согласно ПУЭ.
Что означает требование «не распространяет горение при одиночной прокладке»?
Это означает, что при испытаниях по установленной методике (горизонтальное расположение, воздействие пламени газовой горелки) кабель, проложенный одиночно, самостоятельно затухает после удаления источника огня и не передает горение далее по своей длине. Однако при групповой прокладке в пучках риск распространения пламени возрастает. Для таких случаев требуется применение кабелей с индексом «нг(A)-LS» или «нг(A)-HF», имеющих оболочки и изоляцию из материалов с пониженной горючестью и низким дымо- газовыделением.
Какой срок службы у кабеля АПвПТи?
Номинальный срок службы, заявляемый производителями при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть больше и определяется старением изоляции под воздействием термических, электрических и механических нагрузок.
Заключение
Кабель АПвПТи 3-х жильный 35 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена (высокая пропускная способность, надежность) и усиленной брони из плоских проволок (механическая прочность), делает его предпочтительным выбором для ответственных трасс, прокладываемых в земле и кабельных сооружениях. Корректный подбор сечения, соблюдение правил монтажа и применение качественных комплектующих (муфт) являются обязательными условиями для реализации всего ресурса данного кабельного изделия в течение длительного срока эксплуатации.