Кабель АПвВ 3-х жильный 10 кВ

Кабель АПвВ 3-х жильный на напряжение 10 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвВ (АПвВнг(А)-10) представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на номинальное переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и соответствие современным требованиям к распределительным сетям среднего класса напряжения.

Расшифровка маркировки АПвВ

Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 16442-80 и последующим редакциям, а также ТУ 16-705.499-2010:

• А – Алюминиевая токопроводящая жила.
• П – Изоляция жил из Полиэтилена сшитого (в обозначении опускается «с», но подразумевается).
• в – Внутренняя оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• В – Внешняя защитная оболочка из ПВХ пластиката.
• 3-х жильный – Три изолированные жилы в одном кабеле.
• 10 кВ – Номинальное напряжение 10000 Вольт.
• Дополнительные обозначения: нг(А) – нераспространяющий горение по категории А (при групповой прокладке), -LS – с пониженным дымо- и газовыделением.

Конструкция кабеля АПвВ 10 кВ

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки АЕ (по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторная форма жил применяется для уменьшения общего диаметра и веса кабеля, что облегчает монтаж и снижает затраты на материалы. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными для всех сечений.

2. Экран на жиле

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный экран из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он служит для выравнивания электрического поля вокруг жилы, устранения микроскопических воздушных включений и предотвращения локальных пробоев.

3. Изоляция жилы

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Рабочая температура жилы повышается до +90°C, а в режиме перегрузки допустима +130°C.

4. Экран на изоляции

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде медной или алюминиевой ленты, либо экструдированного полупроводящего слоя. Этот экран соединен с землей и предназначен для создания равного потенциала по поверхности изоляции, отвода емкостных токов и обеспечения безопасности при повреждении.

5. Поясная изоляция и заполнение

Поверх скрученных изолированных и экранированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из ПВХ или полиэтиленовой ленты. Межжильное пространство заполняется жгутами из ПВХ или невулканизированной резиновой смеси для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

6. Внутренняя оболочка

Изготавливается из ПВХ пластиката. Она служит для дополнительной защиты изоляции жил от механических повреждений и влаги, а также для скрепления сердечника кабеля.

7. Броня

В кабеле марки АПвВ броня выполняется из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Броня обеспечивает защиту от механических повреждений (растяжения, сдавливания, грызунов) при прокладке в земле (траншеях).

8. Наружная оболочка

Наружная защитная оболочка из ПВХ пластиката накладывается поверх брони. Она защищает броню от коррозии и обеспечивает необходимые противопожарные характеристики (нг(А), -LS). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Таблица 1. Электрические и механические параметры кабеля АПвВ 10 кВ

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	8,7/10
Максимальное рабочее напряжение Um, кВ	12
Частота, Гц	50
Испытательное переменное напряжение, кВ (5 мин.)	25
Испытательное постоянное напряжение, кВ (15 мин.)	37
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации	+90°C
Допустимая температура нагрева жил в режиме перегрузки	+130°C
Допустимая температура нагрева жил при коротком замыкании	+250°C (не более 5 сек.)
Срок службы	Не менее 30 лет
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 наружных диаметров кабеля

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвВ 3х жильного 10 кВ (проложенного в земле)

Сечение жилы, мм²	Длительно допустимый ток, А (в земле)	Длительно допустимый ток, А (в воздухе)
3х50	170	155
3х70	205	190
3х95	245	225
3х120	285	260
3х150	330	300
3х185	375	340
3х240	435	395

Примечание: Значения приведены для ориентировки. Фактические токи нагрузки определяются по ПУЭ 7 изд. Глава 1.3 с учетом конкретных условий прокладки: температуры земли/воздуха, глубины заложения, количества кабелей в траншее, теплопроводности грунта.

Области применения

Кабель АПвВнг(А)-10 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках:

• В электрических сетях на напряжение 6-10 кВ.
• Для питания мощных промышленных потребителей, трансформаторных подстанций, насосных и компрессорных станций.
• Для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах), в помещениях, включая влажные и с наличием коррозионно-активных агентов.
• Для прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и в неагрессивных по отношению к оболочке грунтах.
• В зонах с умеренным и холодным климатом.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами (например, ААШв, ААБл)

Преимущества АПвВ:

• Более высокая допустимая температура: Изоляция XLPE выдерживает +90°C против +70°C у кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией (ААШв).
• Меньший вес и наружный диаметр: При равном сечении кабель АПвВ легче и компактнее, что упрощает транспортировку и монтаж.
• Отсутствие ограничений по перепаду высот: В отличие от бумажно-пропитанных кабелей, в АПвВ нет миграции пропиточного состава.
• Высокая стойкость к термическим перегрузкам и коротким замыканиям.
• Простота монтажа и соединения: Не требует специальной подготовки концов для предотвращения стекания пропитки.
• Большая длина строительных отрезков.

Недостатки АПвВ:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При монтаже требуется аккуратность, чтобы не повредить изоляцию острыми предметами.
• Чувствительность к частичным разрядам: Качество изоляции критически зависит от технологии производства (отсутствия микроскопических пустот и примесей).
• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией на низкие напряжения, но сравнимая или ниже на напряжения 10 кВ и выше.

Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка: Перед прокладкой необходимо проверить целостность оболочки. Радиус изгиба должен быть не менее 15 диаметров кабеля. При прокладке в земле необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой. Глубина заложения – не менее 0,7 м до верха кабеля.

2. Соединение и оконцевание: Требуется применение специальных кабельных муфт (соединительных и концевых), рассчитанных на работу с изоляцией из сшитого полиэтилена. Места соединений должны быть герметичны.

3. Заземление: Экран (металлическая оплетка или лента) на изоляции каждой жилы подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности.

4. Испытания: После монтажа кабельная линия подвергается высоковольтным испытаниям постоянным напряжением 37 кВ в течение 15 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кабель АПвВ отличается от кабеля АПвП?

Основное отличие – в материале внешней защитной оболочки. У АПвВ – оболочка из ПВХ пластиката. У АПвП – оболочка из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими влагозащитными и механическими свойствами, но менее устойчива к горению. АПвП часто применяется для прокладки в воде или в условиях высокой влажности.

Можно ли прокладывать кабель АПвВ в воздухе (по фасадам, эстакадам)?

Да, кабель АПвВнг(А)-LS предназначен для прокладки в воздухе, в том числе в многоэтажных кабельных сооружениях. Оболочка с индексом «нг(А)» обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке, а «-LS» – низкое дымо- и газовыделение. Необходимо учитывать УФ-стойкость оболочки; для открытого солнца рекомендуется дополнительная защита.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвВ 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки: Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше значения, указанного в таблицах ПУЭ для конкретных условий прокладки (в земле, в воздухе, количество рядом проложенных кабелей).
• По экономической плотности тока: Для сетей 6-10 кВ это обязательный расчет согласно ПУЭ, который определяет наиболее экономически целесообразное сечение на этапе проектирования.
• По потере напряжения: Проверяется для удаленных потребителей.
• По термической стойкости к токам короткого замыкания.

Рекомендуется выполнять расчеты в соответствии с ПУЭ гл. 1.3.

Нужно ли использовать переходные муфты при соединении кабеля АПвВ со старым кабелем с бумажной изоляцией (например, ААШв)?

Да, это обязательное требование. Для соединения кабелей с разными типами изоляции (XLPE и бумажно-пропитанная) необходимо применять специальные переходные муфты. Они конструктивно обеспечивают плавный переход электрического поля и герметизацию стыка, предотвращая стекание пропитки из бумажного кабеля.

Что означает обозначение «U₀/U» в характеристиках кабеля?

Это система номинального напряжения:

• U₀ – номинальное напряжение между жилой и землей (или экраном). Для кабеля 10 кВ это обычно 8,7 кВ.
• U – номинальное междуфазное напряжение сети. Для кабеля 10 кВ это 10 кВ.

Таким образом, полное обозначение 8,7/10 кВ указывает, что кабель предназначен для работы в трехфазной сети с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, где напряжение между фазой и землей не превышает 8,7 кВ.

Требуется ли подогрев кабеля АПвВ при прокладке зимой?

Да, если температура окружающего воздуха ниже -15°C. При таких температурах ПВХ оболочка и изоляция теряют эластичность и могут растрескаться при размотке, изгибе или ударах. Кабель необходимо выдержать в теплом помещении или прогреть с помощью трансформаторов или термоматов перед началом монтажных работ.

Заключение

Кабель АПвВ 3-х жильный на 10 кВ является современным, надежным и технологичным решением для строительства и модернизации распределительных сетей среднего напряжения. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, удобство монтажа и долгий срок службы, делают его предпочтительным выбором по сравнению с кабелями старого типа с бумажной изоляцией. Корректный подбор сечения, соблюдение правил монтажа и использование квалифицированного термического оборудования для соединений являются залогом безаварийной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего срока службы.