Кабель АПвКаВ 3-х жильный 10 кВ

Кабель АПвКаВ 3-х жильный 10 кВ: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвКаВ 3-х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой оболочке и с защитным покровом. Данная марка предназначена для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и устойчивость к различным внешним воздействиям, что делает его ключевым элементом в современных кабельных линиях распределения электроэнергии среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКаВ

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ и дает полную информацию о его конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• Пв – материал изоляции: полиэтилен вулканизированный (сшитый).
• К – тип защитной оболочки: кабель с круглой проволочной броней.
• а – материал брони: алюминий (алюминиевые проволоки).
• В – материал наружного защитного покрова: поливинилхлоридный пластикат.
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
• 10 кВ – номинальное линейное напряжение, на которое рассчитан кабель.

Конструкция кабеля АПвКаВ 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) по ГОСТ 22483. Жилы секторной или круглой формы, многопроволочные, что обеспечивает необходимую гибкость. Для кабелей на 10 кВ жилы, как правило, имеют секторную форму для оптимизации заполнения пространства внутри кабеля и уменьшения его общего диаметра.

2. Экранирующий слой жилы (экран жилы)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных перенапряжений на границе жила-изоляция, что критически важно для кабелей среднего напряжения.

3. Изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал обладает превосходными диэлектрическими и механическими свойствами при повышенных температурах. Процесс сшивания (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что позволяет изоляции сохранять форму и свойства при температурах до 90°C в длительном режиме и до 250°C в режиме короткого замыкания.

4. Экранирующий слой изоляции (экран изоляции)

Состоит из двух элементов:

• Полупроводящей ленты или экструдированного слоя, непосредственно контактирующего с изоляцией.
• Медных проволок, наложенных поверх полупроводящего слоя. Проволоки выполняют роль нулевого (заземляющего) провода и обеспечивают равномерный потенциал по всей длине кабеля, а также служат для отвода токов короткого замыкания.

5. Поясная изоляция

Поверх скрученных экранированных жил накладывается обмотка из полупроводящей или изолирующей ленты для придания общей формы и дополнительной стабилизации конструкции.

6. Алюминиевая оболочка

Герметичная оболочка, выполненная из алюминиевой ленты методом сварки в продольном направлении или из гофрированного алюминия. Выполняет ключевые функции:

• Герметизация, защита от проникновения влаги и газов.
• Механическая защита.
• Экранирование от электромагнитных помех.
• Роль нулевой жилы в системе заземления (при условии соответствия нормам по проводимости).

7. Защитный покров (подушка)

Наносится поверх алюминиевой оболочки для ее защиты от коррозии и механических повреждений от брони. Обычно состоит из битумного состава и крепированной бумаги или полимерной ленты.

8. Броня

Выполнена из алюминиевых проволок, навитых поверх подушки. Алюминиевая броня, в отличие от стальной, не подвержена коррозии и является немагнитной, что снижает потери в кабеле. Она обеспечивает высокую механическую прочность на растяжение и защиту от повреждений.

9. Наружный защитный шланг

Внешняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает броню от коррозии (хотя броня алюминиевая, защита все равно требуется) и от агрессивных сред, обеспечивает стойкость к ультрафиолету, механическим воздействиям и служит дополнительным изоляционным барьером.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 8,7/10 (12) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 22 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 52 кВ в течение 15 минут на заводе-изготовителе.
• Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
• Максимальная температура жил при коротком замыкании: +250°C (продолжительность до 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с алюминиевой оболочкой.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКаВ 10 кВ (проложенного в земле, при температуре грунта +25°C)

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А (в земле)	Допустимый длительный ток, А (в воздухе)	Сопротивление жилы при +20°C, Ом/км, не более
3×50	175	165	0.641
3×70	210	200	0.443
3×95	255	240	0.320
3×120	295	275	0.253
3×150	340	315	0.206
3×185	385	360	0.164
3×240	450	425	0.125

Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки (температура грунта/воздуха, глубина заложения, количество кабелей в траншее и т.д.).

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКаВ 10 кВ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Кабельные линии в распределительных сетях 6-10 кВ городской и промышленной инфраструктуры.
• Питание мощных потребителей: трансформаторных подстанций, насосных станций, производственных цехов.
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах).
• Прокладка в земле (траншеях) при наличии условий, исключающих механические повреждения (наличие брони позволяет прокладывать без дополнительных защитных труб).
• Прокладка в помещениях, туннелях, шахтах, включая места с повышенной влажностью.

Важно: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. При групповой прокладке необходимо учитывать требования пожарной безопасности и применять дополнительные меры (огнезащитные покрытия, разделительные слои).

Преимущества и недостатки кабеля АПвКаВ по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и влаге.
• Герметичность: Алюминиевая оболочка обеспечивает абсолютную защиту от проникновения влаги и агрессивных сред по всей длине кабеля.
• Коррозионная стойкость: Алюминиевая броня и оболочка не ржавеют, что продлевает срок службы в агрессивных грунтах.
• Отсутствие потерь в броне: Немагнитная алюминиевая броня исключает потери на вихревые токи, что повышает КПД линии.
• Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями со свинцовой оболочкой и стальной броней.
• Высокая допустимая температура при КЗ: +250°C позволяет использовать более простые и надежные устройства релейной защиты.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в ПВХ изоляции или кабелями АПвПу.
• Чувствительность алюминиевой оболочки к механическим воздействиям (задиры, вмятины) при неаккуратной транспортировке и прокладке.
• Необходимость специального инструмента и технологий для монтажа концевых и соединительных муфт, обеспечения герметичности оболочки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвКаВ требует соблюдения ряда строгих правил:

1. Раскатка: Запрещается сбрасывание кабеля с барабана. Раскатка должна производиться с применением кабельных роликов, не допуская механических повреждений наружного шланга и брони.
2. Изгиб: Нельзя превышать минимально допустимый радиус изгиба (15D). Резкие изгибы могут повредить алюминиевую оболочку и изоляцию.
3. Монтаж муфт: Требуется тщательная заделка концов кабеля с восстановлением экранов и герметизацией алюминиевой оболочки. Используются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты для кабелей с алюминиевой оболочкой.
4. Заземление: Алюминиевая оболочка и броня должны быть надежно заземлены с двух концов кабельной линии для безопасности и правильной работы защиты.
5. Контроль герметичности: Перед монтажом муфт рекомендуется проверить оболочку на герметичность (избыточным давлением сухого воздуха или азота).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвКаВ от АПвПу?

Основное отличие – в конструкции защитного покрова. АПвПу имеет усиленную защиту в виде Полиэтиленового усиленного шланга поверх алюминиевой оболочки, но не имеет брони. АПвКаВ имеет алюминиевую проволочную броню и поверх нее обычный ПВХ шланг. Следовательно, АПвКаВ предназначен для прокладки в земле с повышенными механическими требованиями, где есть риск повреждений, а АПвПу – для менее сложных условий (тоннели, каналы, помещения).

Можно ли прокладывать кабель АПвКаВ 10 кВ в земле без дополнительной защиты?

Да, можно. Наличие алюминиевой проволочной брони (индекс «Ка») в конструкции кабеля АПвКаВ как раз и предназначено для защиты от механических воздействий при прокладке в земле (траншеях). Прокладка в трубах или блоках не является обязательной, но может применяться на особо ответственных участках или при пересечении с инженерными коммуникациями.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвКаВ 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (табличные значения, скорректированные на условия прокладки).
2. По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
3. По потере напряжения (должна быть в пределах норм ПУЭ).
4. По току короткого замыкания (термическая стойкость).

Окончательный расчет должен выполнять проектировщик с учетом всех факторов конкретного объекта.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на АПвКаВ снятие алюминиевой оболочки?

Да, обязательно. Алюминиевая оболочка подлежит удалению на длине, необходимой для установки концевой муфты. После этого производится монтаж заземляющих проводников на экран изоляции (медные проволоки), а специальный герметизирующий элемент муфты обеспечивает влагонепроницаемый переход с алюминиевой оболочки кабеля на корпус муфты.

Какой срок службы у кабеля АПвКаВ 10 кВ?

Номинальный срок службы кабеля АПвКаВ, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации может превышать этот показатель при соблюдении условий прокладки, монтажа и эксплуатационных токовых нагрузок.

Чем обосновано применение алюминиевой, а не стальной брони?

Применение алюминиевой брони («а» в маркировке) обосновано несколькими факторами:

• Коррозионная стойкость: Алюминий не ржавеет, что исключает необходимость в очень толстом защитном шланге и повышает долговечность в грунтах с высокой коррозионной активностью.
• Отсутствие магнитных потерь: В трехфазных кабелях со стальной броней возникают значительные потери на вихревые токи и гистерезис, приводящие к дополнительному нагреву и снижению пропускной способности. Алюминиевая броня этих потерь лишена.
• Меньший вес: Кабель легче, что упрощает транспортировку и монтаж.

Заключение

Кабель АПвКаВ 3-х жильный 10 кВ представляет собой современное, технологичное решение для создания надежных и долговечных кабельных линий среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена, герметичной алюминиевой оболочки и коррозионно-стойкой алюминиевой брони, делает его оптимальным выбором для ответственных проектов с высокими требованиями к механической прочности и условиям эксплуатации. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом многолетней безаварийной службы данной кабельной продукции.