Кабель АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм

Кабель АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм² 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 высоконадежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией, широко применяется в электросетевом строительстве, в том числе в условиях повышенных требований к пожарной безопасности.

Расшифровка маркировки АПвВнг(А)-35 кВ 1х400/35

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жилы из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• Внг(А) – исполнение по пожарной безопасности: кабель с пониженной горючестью и нераспространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая огневая нагрузка).
• 35 кВ – номинальное напряжение 35 киловольт.
• 400 – номинальное сечение основной токопроводящей жилы, 400 квадратных миллиметров.
• 35 – сечение экрана (обычно указывается для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, в данном случае подразумевается сечение жилы заземления или экрана).

Конструкция кабеля

Конструкция кабеля АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм² является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АВЕ (алюминий, твердый, для кабельных изделий) по ГОСТ 22483. Для сечения 400 мм² жила, как правило, секторной или сегментной формы (для одножильных кабелей может быть круглой), что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жила может быть как однопроволочной (при сечении до 400 мм² включительно), так и многопроволочной, что зависит от конкретного ТУ производителя.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы экструзионным способом. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термопластичной композиции. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от класса напряжения (для 35 кВ, как правило, 10.0-11.0 мм). Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и в кратковременном режиме (при перегрузке) до 130°C.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх основной изоляции для выравнивания электрического поля. Вместе с экраном на жиле образует концентрический конденсатор, обеспечивающий радиальное распределение электрического поля.

5. Поясная изоляция

Выполняется из полупроводящих или медных лент, наложенных спирально. Служит для выравнивания потенциалов и механической защиты экрана на изоляции.

6. Медный экран (заземляющий)

Состоит из медных проволок, наложенных поверх поясной изоляции, или медной ленты, наложенной продольно или спирально. Сечение этого экрана нормируется (например, 35 мм²) и является важнейшим параметром для обеспечения безопасности. Его основная функция – защита от поражения электрическим током при повреждении основной изоляции, а также обеспечение пути для тока короткого замыкания. Для кабеля 35 кВ 400 мм² сечение медного экрана (демпфера) обычно составляет 35 или 50 мм².

7. Разделительный слой

Выполняется из ленты или обмотки, предотвращающей повреждение экрана при наложении внешней оболочки.

8. Внешняя оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПВХнг). Цвет оболочки, как правило, черный. Толщина оболочки нормируется в зависимости от диаметра кабеля под оболочкой. Оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также выполняет функцию барьера от влаги. Индекс «нг(А)» подтверждает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение.

Основные технические характеристики

Электрические характеристики

Параметр	Значение	Примечание / Стандарт
Номинальное напряжение U0/U (Um)	20,6 / 35 кВ (40,5 кВ)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами, Um – максимальное
Испытательное переменное напряжение, 50 Гц, 15 мин.	65 кВ	Для готового кабеля после монтажа
Испытательное постоянное напряжение	105 кВ	Для приемо-сдаточных испытаний
Максимальная рабочая температура жилы	90 °C	Длительный режим
Допустимая температура при перегрузке	130 °C	Не более 100 часов в год, 8 часов макс. за сутки
Температура при коротком замыкании	250 °C	Длительность КЗ не более 5 сек.
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15 °C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x D (наружного диаметра)	Для одножильных кабелей

Токовые нагрузки (примерные, для прокладки в земле)

Допустимые длительные токовые нагрузки зависят от способа прокладки, температуры грунта, удельного теплового сопротивления и количества работающих кабелей в траншее. Приведены ориентировочные значения для одиночного кабеля, проложенного в траншее на глубине 0,7-1,0 м, при температуре грунта +15°C и удельном тепловом сопротивлении 1,0 К·м/Вт.

Способ прокладки	Длительно допустимый ток, А	Ток короткого замыкания (1 сек), кА
В земле (траншее)	500 — 550	~25-30
В воздухе (лотки, эстакады)	520 — 580	~25-30

Важно: Точные значения токов нагрузки должны определяться расчетом по методикам, приведенным в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех реальных условий прокладки.

Область применения

Кабель АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм² применяется для создания и модернизации кабельных линий электропередачи в сетях напряжением 35 кВ:

• Питающие и распределительные линии от подстанций 35/6(10) кВ к главным понижающим подстанциям промышленных предприятий.
• Вводы и выводы мощности на электростанциях и подстанциях.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажах), по эстакадам и в галереях, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности (категория «нг(А)»).
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (бронеплитами, сигнальной лентой). Важно: Кабель без брони требует дополнительной защиты при прокладке в земле в условиях возможных механических воздействий.
• Участки с повышенной влажностью, за исключением прямого воздействия воды.

Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для использования на подвижных механизмах.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм²:

• Высокие диэлектрические и механические свойства изоляции XLPE: Большая стойкость к тепловому старению, высокая допустимая температура, стойкость к трекингу.
• Меньший вес и наружный диаметр по сравнению с кабелями аналогичного напряжения с бумажно-пропитанной изоляцией (например, АСБ), что облегчает транспортировку и монтаж.
• Отсутствие тока утечки и потерь в изоляции: Сшитый полиэтилен является сухой изоляцией, в отличие от пропитанной бумаги, что исключает миграцию пропитки и снижает диэлектрические потери.
• Удобство монтажа и соединения: Не требует сложных технологий заделки концов, связанных с заполнением воронок мастикой. Установка концевых муфт проще.
• Пожарная безопасность: Исполнение «нг(А)» позволяет групповую прокладку без риска распространения пламени.
• Большая допустимая длина участка: Благодаря низким диэлектрическим потерям, допустимая длина кабельной линии с изоляцией из сшитого полиэтилена выше, чем у линий с бумажной изоляцией.

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к частичным разрядам: Качество изоляции критически зависит от отсутствия микроскопических дефектов и загрязнений в зоне экранов. Требует высокотехнологичного производства.
• Чувствительность к механическим повреждениям при монтаже: Небрежная прокладка с превышением радиуса изгиба или защемлением может привести к необратимой деформации изоляции и снижению электрической прочности.
• Отсутствие брони: Марка АПвВнг(А) не имеет металлической брони, что требует дополнительных мер защиты при прокладке в земле в условиях возможных внешних повреждений. Для таких условий следует рассматривать бронированные модификации, например, АПвБбШв.
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкое и среднее напряжение, однако для класса 35 кВ разница менее существенна, а эксплуатационные преимущества перевешивают.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Раскатка: Запрещается сбрасывание барабанов с транспортных средств. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов, установленных на прямых участках и в углах поворота трассы. Необходимо строго контролировать радиус изгиба (не менее 15 наружных диаметров кабеля).
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м для линий до 35 кВ. Дно траншеи должно быть очищено от камней и строительного мусора, отсыпано песчаной подушкой толщиной 100 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней на 200 мм, затем укладывается механическая защита (бронеплиты, кирпич) и сигнальная лента, после чего траншея засыпается полностью.
• Прокладка в воздухе: Крепление на лотках, кронштейнах или в коробах должно исключать провисание и механические напряжения. Необходимо учитывать тепловое расширение кабеля.
• Соединение и оконцевание: Обязательно применение специальных кабельных муфт – соединительных и концевых, предназначенных для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 35 кВ. Монтаж муфт должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии и в условиях, исключающих загрязнение и увлажнение изоляции.
• Испытания: После монтажа кабельная линия подлежит приемо-сдаточным испытаниям повышенным постоянным напряжением 105 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвВнг(А) от кабеля АСБ?

АСБ – кабель с бумажно-пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. АПвВнг(А) имеет изоляцию из сухого сшитого полиэтилена, нетяжелую ПВХ оболочку и не имеет брони. Кабель с XLPE легче, проще в монтаже, не имеет ограничений по перепаду уровней (нет риска стекания пропитки), обладает лучшими диэлектрическими характеристиками и пожаробезопасен («нг»). АСБ более устойчив к механическим повреждениям за счет брони, но сложнее в монтаже и требует специальных заделок.

Почему сечение экрана указано 35 мм² и на что оно влияет?

Сечение медного экрана (демпфера) нормируется для обеспечения безопасного протекания тока короткого замыкания. При повреждении основной изоляции ток КЗ замыкается на экран, который должен выдержать его тепловое и электродинамическое воздействие без разрушения до срабатывания защит. Недостаточное сечение экрана может привести к его перегоранию, что создает опасность поражения персонала и усугубляет аварию.

Можно ли прокладывать кабель АПвВнг(А) 35 кВ 400 мм² в земле без защиты?

Не рекомендуется. Отсутствие брони (индекс «Б» в маркировке) делает кабель уязвимым к механическим повреждениям при раскопках, просадках грунта, давлении камней. ПУЭ и технические условия требуют защиты кабелей без брони в земле с помощью ж/б плит, кирпича или труб. Для прямой прокладки в земле без дополнительной защиты следует выбирать бронированные марки, например, АПвБбШв.

Что означает категория «нг(А)» и чем она отличается от «нг»?

«нг» – не распространяющие горение при групповой прокладке. Категория (А, B, C, D) определяет объем горючей массы (пожарную нагрузку) на метр прокладки, при которой кабель проходит испытание на нераспространение горения. Категория А – наиболее строгая, применяется при суммарном сечении токопроводящих жил более 1000 мм² на метр прокладки. Кабель АПвВнг(А) 400 мм², как правило, укладывается в категорию А из-за большого сечения и, следовательно, большого объема горючих материалов изоляции и оболочки.

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвВнг(А) 35 кВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может быть больше и зависит от условий прокладки, соблюдения токовых и температурных режимов, отсутствия механических повреждений и качества проведенного монтажа, особенно соединений.

Требуется ли подогрев кабеля перед монтажом в зимних условиях?

Да, если температура окружающего воздуха ниже -15°C. ПВХ оболочка и изоляция XLPE при низких температурах теряют эластичность и могут растрескаться при изгибе или ударе. Перед раскаткой барабан с кабелем необходимо выдержать в отапливаемом помещении не менее 24 часов либо применять метод индукционного или реостатного прогрева с контролем температуры жилы (не выше +40°C).

Какие муфты используются для монтажа этого кабеля?

Применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты на напряжение 35 кВ, специально разработанные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Выбор между термо- и холодноусаживаемыми зависит от условий монтажа, наличия источника открытого огня (для термоусадки требуется газовая горелка) и предпочтений монтажной организации. Оба типа при правильном монтаже обеспечивают надежную герметизацию и электрическую прочность.