Кабель АПвАШв 4-х жильный: полное техническое описание и область применения

Кабель АПвАШв 4-х жильный представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в алюминиевой оболочке, с защитным покровом в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция является оптимальным решением для прокладки в земле (траншеях) с низкой и средней коррозионной активностью, в кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях возможного затопления, где отсутствует риск механических повреждений в процессе эксплуатации.

Расшифровка маркировки АПвАШв 4х

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: «п» означает, что изоляция выполнена из силанольносшитого полиэтилена. В современной трактовке «Пв» указывает на изоляцию из сшитого полиэтилена.
• в – материал внутренней оболочки (под броней): отсутствует (в данной марке под алюминиевой оболочкой нет отдельной пластикатовой оболочки).
• А – материал экрана/оболочки: алюминиевая герметичная оболочка.
• Шв – материал защитного покрова (шланга): шланг защитный из поливинилхлоридного пластиката.
• 4-х жильный – количество основных токопроводящих жил. В кабелях на напряжение до 35 кВ включительно четвертая жила выполняет функцию нулевой (N) или совмещенного нулевого и защитного (PEN) проводника, как правило, уменьшенного сечения.

Конструкция кабеля АПвАШв 4х

Конструкция кабеля является многослойной и каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жилы могут быть однопроволочными (секторными или круглыми) для сечений до 240 мм² включительно и многопроволочными (секторными) для больших сечений. В 4-жильном кабеле три жилы являются основными (фазными), а четвертая – нулевой, обычно имеющая меньшее сечение (см. таблицу 1).

2. Экран по жиле

Поверх изолированной жилы накладывается экран в виде электропроводящего сшитого полиэтилена или электропроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы и предотвращение местных электрических разрядов.

3. Поясная изоляция и заполнение

Изолированные и экранированные жилы скручиваются вместе. Межфазное пространство заполняется экранирующим материалом или невулканизированной резиновой лентой для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из электропроводящего материала.

4. Алюминиевая герметичная оболочка

Ключевой элемент конструкции. Выполняется в виде непрерывной, гофрированной алюминиевой ленты, наложенной продольно и сварной герметизированной. Функции: защита от проникновения влаги, радиальных механических воздействий, барьер для грызунов, а также выполнение роли экрана (заземляется). Оболочка обеспечивает абсолютную герметичность сердечника кабеля.

5. Защитный шланг (покров Шв)

На алюминиевую оболочку экструдируется шланг из поливинилхлоридного пластиката. Он защищает алюминиевую оболочку от химической коррозии и механических повреждений при протяжке в кабельные сооружения.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (12 кВ), 8.7/15 кВ (17.5 кВ), 12/20 кВ (24 кВ).
• Температура эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Максимальная допустимая температура жилы при длительной эксплуатации: +90°C (для кабелей с изоляцией из СПЭ).
• Максимальная температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Строительная длина: не менее 250 м для сечений до 50 мм², не менее 200 м для сечений 70-120 мм², не менее 150 м для сечений от 150 мм².

Таблица 1. Типовые сечения жил 4-жильного кабеля АПвАШв

Номинальное сечение основных жил, мм²	Номинальное сечение нулевой жилы, мм²	Примерный наружный диаметр, мм (для 8.7/15 кВ)	Примерная масса 1 км, кг
3×50 + 1×25	25	48-52	1800-2100
3×70 + 1×35	35	52-56	2200-2500
3×95 + 1×50	50	57-62	2800-3200
3×120 + 1×70	70	62-67	3400-3900
3×150 + 1×70	70	66-71	4000-4500
3×185 + 1×95	95	71-76	4800-5400
3×240 + 1×120	120	78-84	6000-6800

Примечание: Точные значения диаметра и массы зависят от производителя и конкретного конструктивного исполнения.

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) для кабеля АПвАШв при прокладке в земле (траншее)

Сечение жил, мм²	Токовая нагрузка при +90°C на жиле, А (для 8.7/15 кВ)*
3×50 + 1×25	175-185
3×70 + 1×35	215-225
3×95 + 1×50	260-275
3×120 + 1×70	300-315
3×150 + 1×70	340-360
3×185 + 1×95	385-405
3×240 + 1×120	450-475

• Значения ориентировочные. Точный расчет I_доп должен производиться согласно ПУЭ гл. 1.3 с учетом конкретных условий прокладки: температуры грунта, удельного теплового сопротивления, количества работающих кабелей в траншее и т.д.

Область применения и условия прокладки

Кабель АПвАШв 4х предназначен для эксплуатации в сетях трехфазного переменного тока с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основные сферы применения:

• Питание промышленных предприятий, распределительных устройств, трансформаторных подстанций.
• Прокладка в качестве магистральных и распределительных линий в кабельных коллекторах, туннелях, по эстакадам и в галереях.
• Прокладка непосредственно в земле (траншее) при условии отсутствия в трассе блуждающих токов высокой интенсивности и значительных механических воздействий (растяжения, удары). Для защиты от механических повреждений рекомендуется использование сигнальной ленты или защитных плит.
• Использование в условиях повышенной влажности, включая периодическое или постоянное затопление, благодаря герметичной алюминиевой оболочке.

Важно: Кабель не предназначен для прокладки по воздуху (воздушные линии) без дополнительных мер поддержки и защиты от солнечного излучения, так как внешний ПВХ шланг не является стойким к УФ-излучению. Для ВЛЗ применяются модификации с усиленным УФ-стойким покровом (например, АПвАШп).

Преимущества и недостатки кабеля АПвАШв по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Алюминиевая оболочка обеспечивает 100% защиту сердечника от влаги и агрессивных сред, что резко увеличивает срок службы (до 40-50 лет).
• Устойчивость к внешним воздействиям: Защита от грызунов, коррозии (благодаря внешнему Шв), хорошая механическая прочность.
• Высокие токовые нагрузки: Изоляция из сшитого полиэтилена позволяет длительно работать при температуре жилы +90°C, что повышает пропускную способность линии на 20-30% по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией того же сечения.
• Меньший вес и радиус изгиба: По сравнению со свинцовыми аналогами (ААШв) кабель значительно легче и гибче, что упрощает монтаж.
• Отсутствие стекания пропитанного состава: В отличие от кабелей с бумажной изоляцией, АПвАШв можно прокладывать на вертикальных и наклонных участках без ограничений.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями в чисто ПВХ оболочке (например, АВВГ).
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходима абсолютная герметизация в месте вскрытия алюминиевой оболочки. Работа требует высокой квалификации персонала.
• Чувствительность к вибрационным нагрузкам: При постоянной вибрации возможно усталостное разрушение алюминиевой оболочки.
• Ограничение по способу прокладки в воздухе (отсутствие УФ-защиты у базовой модификации).

Особенности монтажа и эксплуатации

• Прокладка: Допускается прокладка в одной траншее с другими кабелями с соблюдением расстояний, указанных в ПУЭ. При протяжке необходимо использовать кабельные ролики и линейную арматуру, не допускающие повреждения внешнего ПВХ шланга и, особенно, алюминиевой оболочки.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Заземление: Алюминиевая оболочка и экраны жил подлежат обязательному заземлению с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для безопасности и нормальной работы экранирующей системы.
• Монтаж муфт: Для монтажа применяются специальные концевые и соединительные муфты для кабелей с алюминиевой оболочкой и изоляцией из СПЭ. Процесс включает разделку кабеля, установку герметизирующих элементов на оболочку, монтаж изоляционного корпуса и восстановление экранирующей цепи.
• Испытания: После монтажа кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям постоянным током согласно нормативам (например, для кабеля 10 кВ – испытательное напряжение 40 кВ в течение 10 минут).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвАШв от АВВГ?

АВВГ имеет изоляцию и оболочку из ПВХ-пластиката, не имеет герметичной металлической оболочки и экрана. Он дешевле, но предназначен для сетей до 1 кВ, менее надежен при прокладке в земле и не используется на среднее напряжение (6-35 кВ). АПвАШв – это кабель среднего напряжения с герметичной металлической оболочкой и экранированными жилами.

Почему нулевая жила имеет меньшее сечение?

Согласно требованиям ПУЭ (п. 1.3.183), сечение нулевых рабочих (N) и совмещенных (PEN) проводников в 4-жильных кабелях напряжением до 35 кВ должно быть не менее 50% сечения фазных проводников. Это обусловлено тем, что в нормальном режиме ток в нулевом проводнике значительно меньше фазного (при симметричной нагрузке стремится к нулю). Уменьшение сечения нулевой жилы позволяет экономить материалы и снижать габариты кабеля.

Можно ли использовать АПвАШв для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью?

В агрессивных грунтах (с высоким содержанием солей, щелочей, блуждающих токами) рекомендуется применять кабель с усиленной защитой внешнего покрова, например, АПвАБ2Шв, где «Б» – броня из двух стальных оцинкованных лент, а «2Шв» – двойной ПВХ шланг поверх брони. Базовая модификация АПвАШв для таких условий не оптимальна.

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвАШв?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (нагрев) с поправками на условия прокладки (ПУЭ гл. 1.3). 2) По экономической плотности тока (ПУЭ гл. 1.3). Выбранное сечение должно также проверяться на термическую стойкость к токам короткого замыкания и на потерю напряжения. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.

Что означает маркировка «Пв» вместо «П» в современном обозначении?

В соответствии с актуальным ГОСТ 31996-2012, изоляция из сшитого полиэтилена обозначается индексом «Пв». Таким образом, современное и корректное обозначение кабеля – АПвАШв. Индекс «П» может использоваться в устаревшей документации, но по факту обозначает тот же материал изоляции.

Требуется ли для АПвАШв дополнительная защита при прокладке в траншее?

Да, согласно ПУЭ (гл. 2.3), кабели напряжением выше 1 кВ, прокладываемые в земле, должны быть защищены от механических повреждений железобетонными плитами или плитами из другого материала на всем протяжении, за исключением участков прохождения через дороги и в местах пересечений. Для АПвАШв, учитывая наличие только алюминиевой оболочки (не брони), это требование является обязательным.

Заключение

Кабель АПвАШв 4-х жильный является современным, надежным и технологичным решением для создания распределительных сетей среднего класса напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и герметичной алюминиевой оболочки, обеспечивает высокую пропускную способность, длительный срок службы и возможность прокладки в сложных условиях, включая грунты с высокой влажностью. Правильный выбор сечения, квалифицированный монтаж с применением соответствующих муфт и соблюдение правил эксплуатации являются залогом безаварийной работы кабельной линии на протяжении десятилетий. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей данный тип кабеля следует рассматривать как один из основных для подземной и закрытой прокладки.