Кабель АПвВу 50 мм²: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвВу 50 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и защитным покровом в виде усиленной оболочки из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабельной продукции предназначен для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Он является современной и надежной альтернативой кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется в энергетике, промышленности и инфраструктурных проектах.

Расшифровка маркировки АПвВу 50 мм²

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип полиэтилена: вулканизированный (сшитый). Это указывает на использование технологии сшивки молекул полиэтилена, что резко повышает его температурную стойкость и механические свойства.
• В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
• у – тип покрова: усиленный. Обозначает наличие дополнительных защитных элементов (броня из стальных оцинкованных лент, подушка под броней).
• 50 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвВу 50 мм²

Конструкция кабеля многослойна и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и безопасность эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Для сечения 50 мм² жила, как правило, выполняется однопроволочной (монолитной) по классу 1 (жесткая) или, реже, многопроволочной по классу 2. Алюминий 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 или полупроводящей ленты. Его основная задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, разрушающих изоляцию.

3. Изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения кабеля. Для 10 кВ, например, минимальная толщина составляет 3,4 мм. СПЭ обладает высокой электрической прочностью, низкими диэлектрическими потерями, отличной влагостойкостью и, что критически важно, повышенной рабочей температурой (до +90°C в длительном режиме против +70°C для ПВХ).

4. Экран по изоляции

Состоит из двух обязательных элементов:

• Полупроводящей оболочки – накладывается непосредственно на изоляцию, аналогично экрану по жиле.
• Медной экранующей ленты или оплетки из медных проволок. Этот слой является основным токопроводящим экраном, предназначенным для отвода токов утечки и обеспечения симметрии электрического поля. В случае короткого замыкания на землю через него протекают токи КЗ.

5. Поясная изоляция

Выполняется из специальной бумажной или полимерной ленты, накладываемой поверх экрана. Служит для защиты медного экрана от коррозии и механических повреждений при последующих операциях бронирования.

6. Броня и защитный покров

Конструкция покрова типа «у» (усиленный) включает:

• Подушка под броню (битумный состав или крепированная бумага/ПЭТ лента) – защищает оболочку от повреждения стальными лентами.
• Броня – две стальные оцинкованные ленты, наложенные с зазором (зигзагообразно). Обеспечивает механическую защиту от растягивающих усилий, ударов, грызунов.
• Наружная оболочка – из ПВХ-пластиката, накладывается поверх брони. Защищает броню от коррозии, обеспечивает стойкость к агрессивным средам, УФ-излучению (при наружной прокладке).

Основные технические и электрические параметры

Таблица 1. Ключевые параметры кабеля АПвВу 50 мм² на напряжение 10 кВ

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ (основа)
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10; 8,7/10; 8,7/15; 12/20	ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60502-1:2009)
Сечение основной жилы, мм²	50	То же
Количество жил	1, 3	То же
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90 (длительно)	То же
Допустимая температура при КЗ (не более 5 с), °C	+250	То же
Минимальная температура монтажа без предварительного прогрева, °C	-15	То же
Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее	1000 (при +20°C)	То же
Допустимый длительный ток нагрузки (Iдоп)*, А	~180-210 (для 1 жилы в земле)	ПУЭ 7 изд., табл. 1.3.16-1.3.18
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более	0.641 (для однопроволочной)	ГОСТ 22483-2012
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, кВ/продолжительность	18 / 10 мин. (для Uном=10 кВ)	ГОСТ 31565-2012

• Точное значение I_доп зависит от конкретных условий прокладки: температуры земли, способа укладки, удельного теплового сопротивления грунта.

Области применения и способы прокладки

Кабель АПвВу 50 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и влагостойкой конструкции, он является универсальным решением для широкого спектра задач.

• Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ применения. Броня защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта, воздействия грызунов. Обязательным условием является устройство песчаной подушки и засыпки, а также укладка сигнально-защитной ленты.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах, по эстакадам: Усиленная конструкция позволяет использовать кабель в общих кабельных сооружениях, где возможно распространение горения. Кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение с пониженным дымо- и газовыделением) предпочтительны для таких объектов.
• Прокладка в помещениях и тоннелях с повышенной влажностью: Влагонепроницаемость изоляции СПЭ и оболочки из ПВХ допускает эксплуатацию в таких условиях.
• Вводы на территории промышленных предприятий, распределительные сети 6-20 кВ: Применяется для питания мощного оборудования, распределительных пунктов и подстанций.

Важно: Прокладка по воздуху (по опорам) без дополнительной защиты от УФ и механического натяжения не рекомендуется, так как ПВХ-оболочка подвержена старению под солнечным светом. Для воздушных линий существуют специализированные марки (например, с несущим тросом).

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля АПвВу 50 мм²:

• Высокая допустимая температура: Рабочая температура +90°C позволяет пропускать большие токи нагрузки по сравнению с кабелями с ПВХ или бумажной изоляцией при том же сечении.
• Отличные диэлектрические характеристики: Низкие диэлектрические потери, высокая стойкость к тепловому пробою.
• Влагостойкость: Изоляция СПЭ не впитывает влагу, что исключает необходимость герметизации концов при монтаже и хранении, в отличие от бумажно-пропитанных кабелей.
• Механическая прочность и гибкость: Более высокая стойкость к изгибам и деформациям по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией. Минимальный радиус изгиба составляет 15-20 наружных диаметров кабеля.
• Длительный срок службы: Составляет не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Экономичность: Использование алюминия снижает стоимость метра кабеля по сравнению с медными версиями (ПвВу).

Недостатки и ограничения:

• Чувствительность к точечным повреждениям: При нарушении технологии монтажа (задиры, надрезы) или наличии дефектов в изоляции, возможна локальная концентрация электрического поля и пробой.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима идеальная зачистка, обработка и изоляция соединений с использованием специального оборудования и материалов для СПЭ.
• Ограничение по температуре монтажа: Прокладка при температуре ниже -15°C требует предварительного прогрева кабеля в барабанах.
• Относительно высокая стоимость: Дороже кабелей с бумажной изоляцией (АСБ) на аналогичное напряжение, но эксплуатационные преимущества часто компенсируют разницу.

Сравнение с ближайшими аналогами

Таблица 2. Сравнение кабеля АПвВу 50 мм² с основными аналогами

Параметр / Марка кабеля	АПвВу (XLPE, Al)	АСБ (Бумажная, Al)	ПвВу (XLPE, Cu)	АВБбШв (ПВХ, Al)
Материал жилы	Алюминий	Алюминий	Медь	Алюминий
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Бумага, пропитанная вязким составом	Сшитый полиэтилен (XLPE)	Поливинилхлорид (ПВХ)
Макс. рабочая t° жилы, °C	+90	+70 (для 1-6 кВ)	+90	+70
Влагозащищенность	Высокая	Низкая, требует герметизации	Высокая	Высокая
Механическая гибкость	Хорошая	Низкая	Отличная	Удовлетворительная
Диэлектрические потери	Низкие	Высокие	Низкие	Средние
Типичная область применения	Магистральные линии 6-20 кВ в земле, туннелях	Старые сети, где требуется замена аналогичного кабеля	Ответственные линии с высокими токами нагрузки, объекты с повышенными требованиями к надежности	Распределительные сети до 1 кВ (реже до 6 кВ)
Относительная стоимость	Средняя	Ниже средней	Высокая	Низкая (для НН)

Требования к монтажу и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары. Хранение на открытом воздухе должно быть ограничено по времени, рекомендуется использование тентов.
• Радиус изгиба: При прокладке не должен превышать 15-20 минимальных диаметров кабеля (уточняется в ТУ производителя).
• Прокладка в земле: Глубина траншеи – не менее 0,7 м для линий до 20 кВ. Расстояние между параллельно проложенными кабелями – не менее 100 мм (для 10 кВ). Обязательна песчаная подушка (100 мм) и засыпка поверх кабеля (100 мм) перед укладкой защитного кирпича или плит.
• Затягивание в трубы/каналы: Должно производиться с использованием кабельной смазки, не содержащей веществ, вредных для материалов оболочки (масла, углеводороды).
• Монтаж концевых и соединительных муфт: Должен выполняться квалифицированным персоналом с применением комплектующих, рекомендованных производителем кабеля или соответствующих его типоразмеру. Особое внимание – заделке экрана и обеспечению равномерного градиента напряжения.
• Испытания после монтажа: Обязательны высоковольтные испытания постоянным напряжением (по нормам ПТЭЭП) перед вводом в эксплуатацию. Для кабелей 10 кВ испытательное напряжение постоянного тока составляет 50 кВ в течение 10 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальная разница между АПвВу и АПвПу?

Буква «у» в АПвВу обозначает «усиленный» покров (броня из стальных лент + наружная оболочка). В марке АПвПу буква «п» означает «плоский» защитный покров, который обычно представляет собой две стальные оцинкованные проволоки, вплетенные в оболочку. АПвПу применяется для прокладки в воде или в условиях, где действуют значительные растягивающие нагрузки. Для стандартной прокладки в земле используется АПвВу.

2. Можно ли проложить кабель АПвВу 50 мм² открыто по стене внутри сухого помещения?

Технически это возможно, но нерационально и может нарушать требования пожарной безопасности. Для внутренней открытой прокладки следует выбирать кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с низким дымогазовыделением). Стандартный АПвВу может распространять горение при групповой прокладке. Кроме того, броня без заземления на обоих концах может представлять опасность.

3. Как правильно выбрать номинальное напряжение кабеля для сети 10 кВ?

Для изолированной нейтрали или сети с компенсацией емкостных токов (где в аварийном режиме напряжение на неповрежденных фазах может возрасти в √3 раз) следует выбирать кабель с U₀/U = 8,7/10 кВ или 8,7/15 кВ. Для сетей с эффективно заземленной нейтралью (большинство современных сетей 10 кВ) допустимо применение кабеля на 6/10 кВ. Выбор должен быть согласован с проектной организацией и эксплуатирующей службой.

4. Как определяется допустимый ток нагрузки (I_доп) для конкретных условий?

Значения, приведенные в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), являются базовыми. На I_доп влияют: температура грунта (летом/зимой), удельное тепловое сопротивление грунта (сухой песок/влажная глина), количество рабочих кабелей в траншее и расстояние между ними, наличие дополнительного охлаждения. Точный расчет выполняется по методикам, изложенным в ГОСТ Р МЭК 60287, и должен проводиться на этапе проектирования.

5. Обязательно ли заземлять броню и экраны кабеля АПвВу?

Да, это обязательное требование ПУЭ и условие безопасности. Медный экран и стальная броня должны быть заземлены на обоих концах линии. Это обеспечивает безопасность персонала при повреждении изоляции (снижение напряжения прикосновения), отвод токов утечки и создание пути для тока короткого замыкания при пробое на броню. Заземление выполняется через специальные заземляющие зажимы в муфтах.

6. Что означает цветовая маркировка жил кабеля АПвВу?

Одножильные кабели, как правило, не имеют цветовой маркировки изоляции жилы, так как экран находится под оболочкой. В трехжильных кабелях изоляция жил может маркироваться цифрами или цветными полосами на полупроводящем экране. Основная идентификация фаз осуществляется при монтаже муфт с помощью цветовых маркеров или номеров.

7. Каков реальный срок службы кабеля АПвВу 50 мм²?

Номинальный срок службы, заявляемый производителями в соответствии с ГОСТ, составляет 30 лет. Фактический ресурс может превышать этот показатель при соблюдении всех условий транспортировки, монтажа, эксплуатации и отсутствия внешних повреждений. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются перегрузки по току, термические воздействия от внешних источников, коррозия брони из-за повреждения оболочки, вибрационные нагрузки.