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.

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:

• 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.

6. Алюминиевая оболочка

Герметичная оболочка, изготавливаемая методом прессования (гофрирования) из алюминиевой ленты. Выполняет несколько критически важных функций:

• 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.

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:

• 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.

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:

• 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.

Недостатки и особенности:

• Чувствительность к частичным разрядам: Требует безупречного качества изготовления экранов и изоляции, а также аккуратного монтажа муфт.

Ограничение по температуре монтажа: При температуре ниже -15°C требуется предварительный подогрев.

• 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.

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.