Кабель АПвВу 10 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвВу 10 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в поливинилхлоридной оболочке, бронированный стальными оцинкованными лентами, предназначенный для стационарной прокладки в земле (траншеях) и кабельных сооружениях для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Расшифровка маркировки кабеля АПвВу производится следующим образом: А – алюминиевая токопроводящая жила; Пв – изоляция из сшитого полиэтилена с применением технологии пероксидного сшивания; В – оболочка из поливинилхлоридного пластиката; у – индекс, указывающий на наличие брони из стальных оцинкованных лент.

Конструкция кабеля АПвВу 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АЕ по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется в кабелях большого сечения для уменьшения общего диаметра и экономии материалов. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными.
• Экран по жиле (полупроводящий экран). Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что критически важно для кабелей на напряжение 6/10 кВ.
• Изоляция. Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул под высоким давлением и температурой, обладает превосходными электрическими и термомеханическими свойствами: высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению, повышенной допустимой температурой длительной эксплуатации (до +90°C) и перегрузки (до +130°C). Толщина изоляции нормирована стандартами.
• Экран по изоляции (полупроводящий экран). Наносится поверх изоляции аналогично экрану по жиле. Вместе с экраном по жиле он формирует коаксиальную систему, ограничивающую электрическое поле внутри изоляции.
• Поясная изоляция. Выполняется в виде обмотки из полупроводящих или электроизоляционных лент. Служит для фиксации экранов и выравнивания поля в многожильных кабелях.
• Медная экранирующая жила. Представляет собой медный проводник малого сечения, наложенный поверх поясной изоляции по спирали. Ее функция – обеспечение симметрии электрического поля вокруг жил и отвод токов утечки в случае локальных повреждений. В трехжильных кабелях экранирующие жилы могут быть объединены.
• Заполнение. Пространство между экранированными жилами заполняется ПВХ-пластикатом или невулканизированной резиновой смесью для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Разделительный слой (подброневой покров). Выполняется в виде обмотки из ПЭТ-лент или крепированной бумаги. Защищает оболочку от механических повреждений броней и предотвращает коррозию бронелент при контакте с ПВХ-пластикатом.
• Броня. Состоит из двух стальных оцинкованных лент, наложенных по спирали с перекрытием. Ленты защищают кабель от механических повреждений (удары, сдавливание грунтом, грызуны) при прокладке в земле.
• Защитный шланг (наружная оболочка). Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), наносится экструзией поверх брони. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции. Оболочка кабеля АПвВу, как правило, имеет черный цвет.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель АПвВу 10 кВ изготавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 18410-73 (с изменениями) и ТУ 16.К71-335-2004. Его ключевые параметры представлены в таблицах ниже.

Таблица 1. Номинальные сечения токопроводящих жил и масса кабеля

Количество и сечение жил, мм²	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км кабеля, кг
3х50	48-52	2500-2800
3х70	52-56	3100-3400
3х95	56-60	3800-4200
3х120	60-65	4500-4900
3х150	65-70	5300-5800
3х185	70-76	6300-6900
3х240	78-84	7800-8500

Таблица 2. Электрические и эксплуатационные характеристики

Параметр	Значение
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	12
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ (в течение 10 мин.)	22
Испытательное постоянное напряжение (для приемо-сдаточных испытаний), кВ	36
Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации, °C	+90
Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки, °C	+130
Допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании (до 4 сек), °C	+250
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 наружных диаметров кабеля
Срок службы	Не менее 30 лет

Область применения и условия эксплуатации

Кабель АПвВу 10 кВ предназначен для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях. Он широко применяется для сооружения распределительных сетей 6/10 кВ, питания мощных промышленных потребителей, подключения трансформаторных подстанций и распределительных пунктов. Кабель не предназначен для прокладки в блоках, трубах, а также в условиях высокой коррозионной активности (болота, солончаки, свалки, территории химических предприятий) без дополнительных мер защиты. Допускается прокладка в воде при условии сохранения целостности оболочки и брони.

Условия эксплуатации:

• Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.
• Относительная влажность воздуха при температуре до +35°C: до 98%.
• Прокладка и монтаж кабеля без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
• Кабель устойчив к вибрационным нагрузкам, воздействию плесневых грибов, солнечного излучения (благодаря черной оболочке).

Преимущества и недостатки кабеля АПвВу 10 кВ по сравнению с аналогами

Основным аналогом кабеля АПвВу является кабель с бумажно-масляной изоляцией (АСБл, АСБ2л) и кабель с изоляцией из СПЭ в свинцовой оболочке (АПвПу).

Преимущества АПвВу:

• Высокие электрические и нагрузочные характеристики: Более высокая допустимая температура жилы (+90°C против +70°C у бумажно-масляных) позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении или использовать меньшее сечение для той же мощности.
• Отсутствие риска утечки пропиточного состава: В отличие от бумажно-масляных кабелей, не требует сложной системы подпитки и не создает угрозы загрязнения окружающей среды.
• Меньший вес и большая гибкость: По сравнению с кабелями в свинцовой оболочке (АПвПу) кабель АПвВу значительно легче и проще в монтаже.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Простота монтажа и соединения: Не требует специальной разделки и герметизации концов, как бумажно-масляные кабели.

Недостатки АПвВу:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и брони влага может проникнуть к изоляции. Бумажно-масляная изоляция в этом отношении более «прощающая».
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии при монтаже соединительных и концевых муфт.
• Относительно высокая стоимость: Цена выше, чем у кабелей с бумажно-масляной изоляцией, но часто ниже, чем у кабелей в свинцовой оболочке.

Особенности монтажа и эксплуатации

При прокладке кабеля АПвВу 10 кВ в земле необходимо соблюдать следующие требования: глубина траншеи не менее 0,7 м; подсыпка и засыпка песком или мягким грунтом без камней; защита сигнальной лентой или плитами при риске механических повреждений. При прокладке в кабельных сооружениях необходимо использовать несгораемые конструкции для крепления. Радиус изгиба должен быть не менее 15 наружных диаметров кабеля. Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты (соединительные, стопорные, концевые) для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на соответствующее напряжение. Обязательным этапом после монтажа является проведение высоковольтных испытаний постоянным напряжением для проверки целостности изоляции.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВу и АПвПу?

Основное отличие – материал герметизирующей оболочки. АПвПу имеет П – свинцовую оболочку поверх изоляции, а АПвВу – В – ПВХ-оболочку поверх брони. Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную герметизацию изоляции от влаги, но делает кабель тяжелым, менее гибким и более дорогим. АПвВу легче и дешевле, но его герметичность и защита от влаги обеспечиваются комбинацией экранов, заполнения и наружной ПВХ-оболочки с бронёй.

Можно ли проложить кабель АПвВу 10 кВ открыто по фасаду здания?

Да, можно, так как ПВХ-оболочка обеспечивает защиту от ультрафиолета и атмосферных воздействий. Однако необходимо обеспечить механическую защиту от возможных повреждений (например, в металлических лотках или коробах) и надежное крепление. Следует также учитывать, что при открытой прокладке снижается допустимый ток нагрузки из-за худших условий охлаждения.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвВу 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры грунта, количества работающих кабелей в траншее). 2) По потере напряжения (для протяженных линий). Расчет должен выполняться в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) глава 1.3. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Требуется ли для кабеля АПвВу 10 кВ дополнительная защита от блуждающих токов?

Броня из стальных оцинкованных лент обладает некоторой стойкостью к электрохимической коррозии. Однако в условиях агрессивных грунтов с наличием блуждающих токов (районы трамвайных/троллейбусных линий, электрифицированного рельсового транспорта) рекомендуется применять кабели с дополнительной защитой, например, с бронелентами из нержавеющей стали (специальное исполнение) или предусматривать катодную защиту. Прокладка в изолирующих полиэтиленовых трубах также снижает риск.

Какой срок службы у кабеля АПвВу 10 кВ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы, заявленный производителями, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от соблюдения условий прокладки (правильная подготовка траншеи, отсутствие механических напряжений), режимов работы (недопущение длительных перегрузок), качества монтажа муфт и соблюдения регламента эксплуатационных испытаний. Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

Чем отличается изоляция «Пв» от «ПвП» в маркировке кабеля?

Изоляция «Пв» – это сшитый полиэтилен, полученный по пероксидной технологии. «ПвП» – это тоже сшитый полиэтилен, но модифицированный (например, с добавлением древесной муки или других наполнителей) для улучшения некоторых свойств, часто – для повышения стойкости к растрескиванию под напряжением в водной среде (водостойкость). Кабель с изоляцией «ПвП» может иметь специальное обозначение и предназначаться для прокладки в условиях повышенной влажности.