Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП 10 кВ: конструкция, характеристики, применение

Кабель АПвБП 10 кВ представляет собой силовой кабель на напряжение 10 кВ с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в броне из стальных оцинкованных проволок и с наружным защитным покровом. Данный тип кабеля широко применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его ключевыми преимуществами являются высокая надежность, устойчивость к механическим воздействиям благодаря броне, а также отличные диэлектрические и температурные характеристики изоляции из сшитого полиэтилена.

Расшифровка маркировки АПвБП

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен. В данном контексте подразумевается сшитый полиэтилен (обозначается как «в» в следующем символе).
• в – обозначение изоляции из сшитого полиэтилена.
• Б – тип брони: броня из стальных оцинкованных проволок (для защиты от механических повреждений).
• П – материал наружного покрова (защитной оболочки): полиэтилен (полиэтиленовый шланг).
• 10 кВ – номинальное напряжение 10 кВ (фактически 6/10 кВ).

Конструкция кабеля АПвБП 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки А5, А6 или А7 по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (сечением до 240 мм² включительно) или многопроволочной (как правило, секторной или круглой формы для сечений 300 мм² и выше). Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Экран по жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что повышает долговечность основной изоляции.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной диэлектрический слой. Сшитый полиэтилен (XLPE) получают путем обработки обычного полиэтилена под высоким давлением с целью создания поперечных молекулярных связей. Это придает материалу:

• Высокую температурную стойкость: длительно допустимая температура жилы +90°C, кратковременно (в аварийном режиме) до +130°C, при коротком замыкании до +250°C.
• Отличные диэлектрические характеристики и низкие диэлектрические потери.
• Высокую стойкость к тепловому старению и трекингу.
• Номинальная толщина изоляции для кабеля на 10 кВ стандартизирована и составляет 4,5 мм.

4. Экран по изоляции (полупроводящий экран)

Наносится поверх изоляции. Аналогично экрану по жиле, выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Обеспечивает плавный переход силовых линий электрического поля с изоляции на металлический экран, а также защищает изоляцию от внешних воздействий.

5. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех.
• Создание симметричного электрического поля вокруг жилы.
• Обеспечение пути для тока короткого замыкания и тока утечки.

В кабелях АПвБП часто используется медная лента или комбинированный экран (медные проволоки + медная лента).

6. Броня из стальных оцинкованных проволок

Броня типа «Б» (проволочная) предназначена для защиты кабеля от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, проколов), а также от грызунов. Стальные проволоки накладываются поверх поясной изоляции (подушки) с определенным шагом. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную защиту.

7. Наружная полиэтиленовая оболочка (шланг)

Защитный покров из полиэтилена (П), нанесенный поверх брони. Выполняет функции:

• Защита брони от коррозии.
• Защита от агрессивных химических сред и влаги.
• Повышение стойкости к атмосферным воздействиям при прокладке на открытом воздухе.

Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

Номинальное напряжение: 6/10 кВ (междуфазное/линейное). Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа – 18 кВ в течение 5 минут. Допустимый длительный ток нагрузки зависит от условий прокладки и сечения жилы.

Примерные значения длительно допустимых токов нагрузки для кабеля АПвБП 10 кВ при прокладке в земле (траншее)

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А
50	175	155
70	215	190
95	260	230
120	300	265
150	340	300
185	385	340
240	450	395
300	510	450

Примечание: Значения приведены для ориентировки. Точный расчет должен учитывать температуру земли, удельное тепловое сопротивление грунта, количество работающих кабелей в траншее и другие факторы согласно ПУЭ и ГОСТ Р 52796-2007.

Механические и климатические параметры

• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных и 12 наружных диаметров для многожильных кабелей.
• Диапазон температур эксплуатации: от -50°C до +50°C. Монтаж без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C.
• Допустимая температура нагрева жилы: длительно +90°C, в аварийном режиме до 8 ч – +130°C, при коротком замыкании до 4 с – +250°C.
• Стойкость к короткому замыканию: Рассчитывается по формуле I²t, где I – ток КЗ, t – время его действия (обычно не более 4 секунд).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБП 10 кВ предназначен для передачи электроэнергии в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью. Благодаря броне и полиэтиленовой оболочке он может прокладываться в различных условиях:

• В земле (траншеях): Наиболее распространенный способ. Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, а полиэтиленовая оболочка – от влаги и химической агрессии почвы.
• В кабельных каналах, туннелях, эстакадах и галереях: При групповой прокладке необходимо учитывать снижающие коэффициенты для токовой нагрузки.
• На открытом воздухе: Полиэтиленовая оболочка обеспечивает стойкость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам.
• В помещениях, коллекторах, шахтах (кроме мест с повышенной пожароопасностью): Броня обеспечивает дополнительную защиту.

Важное ограничение: Прокладка по сгораемым конструкциям требует принятия дополнительных мер пожарной безопасности, так как полиэтилен горюч. В таких случаях могут применяться кабели с пониженной пожарной опасностью (индекс «нг»), но в марке АПвБП это не заложено.

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

АПвБП является альтернативой традиционным кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (например, АСБл) и другим типам кабелей с СПЭ-изоляцией.

Сравнение кабеля АПвБП 10 кВ с основными аналогами

Параметр	АПвБП 10 кВ (СПЭ)	АСБл 10 кВ (бумажная изоляция)	АПвПу 10 кВ (СПЭ, без брони)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен	Бумага, пропитанная вязким составом	Сшитый полиэтилен
Броня	Стальные оцинкованные проволоки	Стальные ленты	Отсутствует
Наружная оболочка	Полиэтилен	Поливинилхлорид или полиэтилен	Полиэтилен
Допустимая температура жилы	+90°C	+70°C (до 1 кВ) / +65°C (6-10 кВ)	+90°C
Чувствительность к перепадам по трассе	Можно прокладывать на вертикальных участках без ограничений	Ограничение по разности уровней из-за стекания пропитки	Можно прокладывать на вертикальных участках без ограничений
Монтаж при низких температурах	До -15°C без подогрева	Требует подогрева уже при температуре ниже 0°C	До -15°C без подогрева
Обслуживание	Не требует, негигроскопичен	Требует контроля концевых муфт и состояния пропитки	Не требует, негигроскопичен
Основное применение	Трассы с риском механических повреждений, сложные грунты	Стационарная прокладка в земле без значительных механических нагрузок	Кабельные сооружения (тоннели, эстакады) без механических рисков

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля АПвБП требует профессионального подхода. Ключевые этапы:

1. Раскатка: Осуществляется с помощью специальных механизмов (лебедок, роликов) с соблюдением минимального радиуса изгиба. Запрещается сбрасывать барабан с кабелем.
2. Подготовка концов: Послойная разделка конца кабеля с использованием специального инструмента для снятия изоляции и экранов.
3. Установка концевых муфт (КНС) или соединительных муфт (СС): Для кабелей с СПЭ-изоляцией применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Они обеспечивают герметизацию, восстановление экранов и изоляции. Качество монтажа муфт критически важно для надежности всей линии.
4. Заземление: Металлический экран и броня должны быть надежно заземлены с двух сторон для безопасности и нормальной работы защит.
5. Укладка в траншею: На дне траншеи устраивается песчаная подушка. Кабель укладывается «змейкой» для компенсации температурных расширений. Сверху засыпается слоем песка и защищается сигнальной лентой или кирпичом перед обратной засыпкой грунтом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается АПвБП от АПвБбШп?

Основное отличие – в типе брони и материале наружной оболочки. У АПвБбШп броня из двух стальных оцинкованных лент (Бб), а наружный покров – полиэтиленовый шланг повышенной горючести (Шп). Броня из проволок (АПвБП) лучше защищает от растягивающих нагрузок, а броня из лент (АПвБбШп) – преимущественно от продавливающих. Выбор зависит от предполагаемых механических воздействий на трассе.

Можно ли прокладывать АПвБП в пожароопасных помещениях?

Стандартное исполнение кабеля АПвБП не имеет пониженной пожарной опасности. Полиэтиленовая изоляция и оболочка горючи. Для прокладки в пожароопасных зонах, зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей следует выбирать кабели с индексом «нг(А)-HF» или «нг(А)-LS», например, АПвБПнг(А)-HF, которые имеют огнестойкую оболочку и изоляцию с низким дымовыделением и газообразованием.

Какой срок службы у кабеля АПвБП 10 кВ?

Номинальный срок службы, установленный стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может превышать 40-50 лет при соблюдении условий эксплуатации, правильном монтаже и отсутствии внешних повреждений.

Требуется ли для кабеля АПвБП дополнительная защита при прокладке в земле?

Броня и полиэтиленовая оболочка сами по себе являются отличной защитой. Однако, согласно ПУЭ, кабель, прокладываемый в земле, должен быть защищен от механических повреждений (например, кирпичом или асбоцементными плитами) при прокладке на глубине менее 1 м, в местах частых раскопок, под дорогами и т.д. Обязательна укладка сигнальной ленты.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвБП 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву): Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше допустимого тока для выбранного сечения с учетом всех поправочных коэффициентов (на групповую прокладку, температуру грунта и пр.).
2. По потере напряжения: Особенно важно для протяженных линий.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания: Проверяется, чтобы выделяемая тепловая энергия при КЗ не привела к разрушению кабеля.

Окончательный расчет должен выполнять проектировщик в соответствии с ПУЭ гл. 1.3 и 1.4.

Нужно ли использовать концевые муфты при вводе кабеля в КРУ?

Да, обязательно. Концевая муфта (КНС) выполняет несколько функций: герметизирует торец кабеля, обеспечивает плавный вывод электрического поля, позволяет подключить экран и броню к системе заземления, создает удобный и безопасный переход от кабеля к шинам или аппаратуре КРУ.

Заключение

Кабель АПвБП 10 кВ представляет собой современное, надежное и технологичное решение для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его ключевые преимущества – высокая пропускная способность благодаря СПЭ-изоляции, отличная механическая защита за счет проволочной брони и стойкость к внешним воздействиям, обеспечиваемая полиэтиленовой оболочкой. Правильный выбор сечения, качественный монтаж с применением соответствующих муфт и соблюдение правил эксплуатации гарантируют долговечную и бесперебойную работу энергетической линии на протяжении десятилетий. При проектировании необходимо тщательно оценивать условия прокладки и требования пожарной безопасности для выбора оптимального исполнения кабеля.