Кабель АПвКаВ 10 кВ
Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКаВ 10 кВ: конструкция, характеристики и область применения
Кабель АПвКаВ 10 кВ представляет собой силовой кабель на напряжение 10 кВ с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке и с защитным покровом из ПВХ-шланга. Данный тип кабеля является современной, надежной и технологичной альтернативой классическим кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБл) и широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц.
Расшифровка маркировки АПвКаВ
Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31565-2012 (кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена) и раскрывает ключевые элементы его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- Пв – материал изоляции: сшитый полиэтилен (в обозначении «Пв» — полиэтилен вулканизированный).
- Ка – тип экрана по жиле: комбинированный экран в виде медной ленты поверх проводящего слоя (полупроводящей экструдированной ленты).
- В – материал наружной оболочки: ПВХ-пластикат. В данной конструкции он наносится поверх алюминиевой оболочки.
- Медная лента (или гофрированная медная лента). Выполняет функцию нулевого (заземляющего) проводника и экрана для защиты от электромагнитных помех.
- Медные проволоки, наложенные поверх ленты или вместе с ней. Обеспечивают требуемое минимальное сечение для тока короткого замыкания. Суммарное сечение медных элементов экрана нормируется и обычно составляет 25, 35 или 50 мм², в зависимости от сечения жилы и требований к току КЗ.
- Герметизация: защищает внутренние элементы кабеля (изоляцию, экраны) от проникновения влаги и агрессивных сред.
- Механическая защита: обеспечивает высокую стойкость к механическим повреждениям, растяжению, сдавливанию и грызунам.
- Барьер для влаги и газов: предотвращает продольное распространение влаги внутри кабеля в случае локального повреждения наружного покрова.
- Прокладка в земле (траншеях): Является основным способом. Кабель устойчив к коррозии, блуждающим токам и агрессивным грунтам. Не требует дополнительных защитных труб, за исключением мест повышенной механической опасности (переходы через дороги и т.д.).
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Алюминиевая оболочка обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке (при условии отсутствия внешних источников огня). ПВХ-шланг не поддерживает горение.
- Прокладка в помещениях и на специальных конструкциях: Может использоваться внутри распределительных устройств и подстанций.
- Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки и старения бумажной изоляции. Сшитый полиэтилен стабилен во времени.
- Высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C для кабелей с бумажной изоляцией, что позволяет увеличить пропускную способность или использовать меньшее сечение.
- Устойчивость к коротким замыканиям: Выдерживает высокие температуры при КЗ.
- Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению с кабелями типа АСБ, что облегчает транспортировку и монтаж.
- Простота монтажа и соединения: Не требует сложных технологий заделки концов с контролем уровня маслопропитки. Используются сухие концевые и соединительные муфты.
- Герметичность: Алюминиевая оболочка полностью исключает проникновение влаги и не требует систем постоянного давления масла или газа.
- Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления экранов и изоляции, а также аккуратного монтажа муфт.
- Относительно высокая стоимость: Как правило, выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией, но сопоставима или ниже, чем у кабелей в свинцовой оболочке.
- Необходимость специального инструмента для разделки и монтажа муфт.
Таким образом, полная расшифровка указывает на кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, с экраном по жиле, в алюминиевой оболочке и с ПВХ-шлангом поверх нее.
Конструкция кабеля АПвКаВ 10 кВ
Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую электрическую прочность, механическую стойкость и долговечность.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из алюминия марки АЕ (по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для кабелей больших сечений (как правило, от 120 мм²) и позволяет оптимизировать использование пространства, уменьшая общий диаметр кабеля и снижая расход материалов. Жилы могут быть однопроволочными (для сечений до 240-300 мм², в зависимости от ТУ) или многопроволочными.
2. Экран по жиле (внутренний полупроводящий экран)
Представляет собой экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена, накладываемый непосредственно на жилу. Его основная функция – выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией, что предотвращает возникновение частичных разрядов (коронного разряда) – главного дестабилизирующего фактора для полимерной изоляции.
3. Изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (вулканизации) молекул полиэтилена под высоким давлением и температурой придает материалу уникальные свойства: высокую электрическую прочность, стойкость к тепловой деформации (сохраняет форму при температурах до 250°C в кратковременном режиме), отличные диэлектрические характеристики и долговечность. Толщина изоляции нормируется стандартами и для 10 кВ составляет, как правило, 4.5 мм.
4. Экран по изоляции (внешний полупроводящий экран)
Аналогичен экрану по жиле. Выравнивает электрическое поле на внешней поверхности изоляции. В конструкции кабеля АПвКаВ этот слой является частью комбинированного экрана.
5. Комбинированный экран (Ка)
Состоит из двух элементов, наложенных последовательно на внешний полупроводящий экран:
6. Алюминиевая оболочка
Герметичная оболочка, изготавливаемая методом прессования (гофрирования) из алюминиевой ленты. Выполняет несколько критически важных функций:
7. Защитный ПВХ-шланг (оболочка типа В)
Наружный покров из поливинилхлоридного пластиката, нанесенный поверх алюминиевой оболочки. Выполняет функции защиты алюминиевой оболочки от коррозии и химических воздействий, а также обеспечивает дополнительную механическую защиту. Имеет стандартную расцветку (обычно черный) и наносится с обязательной маркировкой с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года изготовления и производителя.
Основные технические и электрические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвКаВ 10 кВ
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U (Um) | 6/10 кВ (12 кВ) |
| Система измерения испытательного напряжения | После укладки: переменное 2.5U0 / 15 кВ в течение 5 мин., или постоянное 4U0 / 24 кВ в течение 15 мин. |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C (в длительном режиме) |
| Допустимая температура жилы при коротком замыкании | +250°C (максимум 5 секунд) |
| Минимальная температура прокладки (без предварительного подогрева) | -15°C |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля (для многожильных кабелей с секторными жилами – 12 диаметров) |
| Срок службы | Не менее 30 лет |
Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки (пример для прокладки в земле, траншее)
| Сечение жилы, мм² | Одножильный кабель, А | Трехжильный кабель, А |
|---|---|---|
| 50 | 205 | 175 |
| 70 | 250 | 210 |
| 95 | 300 | 255 |
| 120 | 345 | 295 |
| 150 | 390 | 340 |
| 185 | 445 | 385 |
| 240 | 515 | 450 |
Примечание: Точные значения зависят от конкретных условий прокладки (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество кабелей в траншее, глубина заложения и др.) и должны определяться по актуальным ПУЭ и методикам расчета.
Область применения и способы прокладки
Кабель АПвКаВ 10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Благодаря герметичной алюминиевой оболочке, он обладает универсальностью в способах прокладки:
Важное ограничение: Кабель не предназначен для прокладки в блоках или трубах, заполненных водой, а также в условиях значительных растягивающих усилий (например, для подвески по воздуху между опорами). Для воздушных линий применяются кабели с несущим тросом (типа АПвКаВт).
Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами кабелей 10 кВ
Преимущества кабеля АПвКаВ:
Недостатки и особенности:
Ограничение по температуре монтажа: При температуре ниже -15°C требуется предварительный подогрев.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между АПвКаВ и АПвПу?
Основное отличие – в материале внешней герметизирующей оболочки. У АПвКаВ – это алюминиевая оболочка с ПВХ-шлангом, а у АПвПу – полимерная (обычно полиэтиленовая) оболочка, усиленная гофрированной металлической (стальной или алюминиевой) лентой (броней). АПвПу более гибок и несколько легче, но алюминиевая оболочка АПвКаВ обеспечивает абсолютную герметизацию и лучшую защиту от проникновения влаги в продольном направлении.
Можно ли использовать кабель АПвКаВ для реконструкции старых линий, где был проложен кабель АСБл?
Да, это один из наиболее распространенных случаев применения. При этом необходимо учитывать разницу в допустимых токах нагрузки (обычно у АПвКаВ они выше) и радиусах изгиба (у АПвКаВ меньше). Также важно правильно подобрать и смонтировать переходные муфты с кабелем старого типа.
Как правильно заземлять кабель АПвКаВ?
Заземлению подлежит комбинированный экран (медные проволоки и лента) и алюминиевая оболочка. На обоих концах кабеля, а также на всех соединительных и концевых муфтах, экран и оболочка должны быть надежно соединены с контуром защитного заземления. Это необходимо для безопасности и обеспечения нормального функционирования экрана.
Каковы требования к монтажу концевых муфт на кабель АПвКаВ?
Монтаж должен производиться квалифицированным персоналом с использованием комплектных муфт, предназначенных specifically для кабелей с СПЭ-изоляцией и алюминиевой оболочкой. Критически важны: чистота при зачистке изоляции, точное снятие полупроводящих слоев, обеспечение равномерного градиента электрического поля с помощью электродов муфты, герметичное соединение с алюминиевой оболочкой и влагонепроницаемая изоляция места соединения.
Что означает обозначение «10 кВ» в маркировке? Это рабочее или испытательное напряжение?
Это номинальное междуфазное напряжение сети, для работы в которой предназначен кабель. Полное обозначение – 6/10 кВ, где 6 кВ – номинальное напряжение между жилой и землей/экраном (U0), а 10 кВ – номинальное междуфазное напряжение (U). Испытательное напряжение для такого кабеля после прокладки составляет 15 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 5 минут.
Заключение
Кабель АПвКаВ 10 кВ является современным, технически совершенным и надежным решением для кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества сшитого полиэтилена в качестве диэлектрика и герметичной алюминиевой оболочки в качестве барьера от внешних воздействий, обеспечивает длительный срок службы, высокую пропускную способность и минимальные эксплуатационные затраты. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки и квалифицированный монтаж аксессуаров являются залогом безаварийной работы линии на протяжении всего срока службы, что делает данный тип кабеля предпочтительным для строительства новых и реконструкции существующих распределительных сетей 6-10 кВ.