Кабель АПвБП 10 кВ 120 мм

Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвБП 10 кВ 120 мм²: полный технический анализ

Кабель АПвБП 10 кВ 120 мм² представляет собой силовой кабель для стационарной прокладки 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 сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение промышленной частоты 50 Гц между фазой и землей может длительно поддерживаться на уровне 10 кВ. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность, механическую прочность и стойкость к внешним воздействиям, что делает его предпочтительным выбором для прокладки в земле (траншеях), коллекторах, туннелях, а также в условиях с повышенной коррозионной активностью и рисками механических повреждений.

Расшифровка маркировки АПвБП 10 кВ 120 мм²

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (Cross-linked Polyethylene, XLPE).
• в – внутренняя оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена (в зависимости от модификации, служит подушкой под броню).
• Б – броня из стальных оцинкованных проволок (тип «Бп» – плоская проволока, что обеспечивает более плотную и гибкую защиту).
• П – наружный защитный покров (оболочка) из ПВХ-пластиката, предохраняющий броню от коррозии.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.
• 120 мм² – номинальное сечение основной токопроводящей жилы.

Конструкция кабеля АПвБП 10 кВ 120 мм²

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

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (алюминий электротехнический) по ГОСТ 22483. Для сечения 120 мм² жила, как правило, выполняется многопроволочной (класс 2 по ГОСТ 22483), что обеспечивает необходимую гибкость кабеля. Жила может быть секторной или круглой формы. Секторная форма позволяет оптимизировать использование пространства внутри кабеля, уменьшая его общий диаметр и вес.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных электрических напряжений (микроразрядов) на границе между жилой и основной изоляцией. Это критически важный элемент для кабелей среднего напряжения.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующим процессом сшивки (вулканизации) в печи непрерывного действия. Толщина изоляции нормирована стандартами. Для кабеля на 10 кВ она составляет, как правило, 4,5 мм. СПЭ обладает выдающимися диэлектрическими свойствами, высокой температурной стойкостью (допустимая температура жилы +90°C в длительном режиме), стойкостью к тепловым ударам и влаге.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх основной изоляции накладывается экструдированный полупроводящий слой, аналогичный внутреннему. Он служит для симметрирования электрического поля и является частью экранной системы.

5. Поясная изоляция и экран

Поверх скрученных изолированных жил (в трехжильном кабеле) накладывается поясная изоляция в виде медных или алюминиевых лент, а также медных проволок. Этот слой выполняет функцию экрана и заземляющего проводника. Он предназначен для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при повреждении основной изоляции, а также для защиты от внешних электромагнитных помех. В кабелях на 10 кВ часто применяется комбинированный экран: медные ленты плюс медные проволоки.

6. Внутренняя оболочка (подушка под броню)

Изготавливается из ПВХ-пластиката или полиэтилена. Заполняет пространство под броней, предохраняет поясную изоляцию от повреждения элементами брони, а также служит дополнительным барьером от влаги.

7. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх внутренней оболочки. Броня типа «Бп» (плоские проволоки) обеспечивает высокую гибкость и механическую прочность на растяжение и сдавливание. Она защищает кабель от грызунов, механических повреждений при прокладке и эксплуатации, а также от растягивающих нагрузок.

8. Наружная оболочка (защитный шланг)

Наружная оболочка из ПВХ-пластиката накладывается поверх брони. Она защищает стальные проволоки брони от коррозии и агрессивного воздействия внешней среды (почвы, химикатов). Имеет, как правило, черный цвет и содержит стабилизаторы, повышающие стойкость к ультрафиолету, если прокладка ведется на открытом воздухе.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

Приведенные данные ориентировочные и должны уточняться по конкретным техническим условиям (ТУ) завода-изготовителя.

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное напряжение U0/U (Um), кВ	6/10 (12)	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное, Um – максимальное рабочее.
Частота, Гц	50
Максимальная рабочая температура жилы, °C	+90	Длительный режим.
Допустимая температура при КЗ, °C	+250	Продолжительность до 5 сек.
Температура монтажа без предварительного подогрева, °C	Не ниже -15	При более низких температурах требуется подогрев.
Минимальный радиус изгиба при прокладке	15 x Dнар	Где Dнар – наружный диаметр кабеля.
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 1000	При температуре +20°C.
Емкость, мкФ/км	~0,3 – 0,4	Зависит от конкретной конструкции.
Индуктивное сопротивление, Ом/км	~0,1 – 0,15	Зависит от конструкции и расположения жил.

Токовые нагрузки (допустимые длительные токи)

Токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Данные приведены согласно ПУЭ 7-го издания и справочным материалам.

Способ прокладки	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А	Условия
В земле (траншее)	—	~275 – 310	Глубина 0.7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, температура грунта +15°C.
В воздухе (на открытом воздухе, в туннеле)	—	~250 – 280	Температура воздуха +25°C, свободное охлаждение.
В кабельном канале (блоке)	—	~220 – 250	С учетом ухудшения условий теплоотвода.

Важно: Для точного расчета токовой нагрузки в конкретных условиях необходимо учитывать поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную, глубину прокладки и удельное сопротивление грунта.

Механические и массогабаритные параметры

Параметр	Ориентировочное значение для 3х120 мм²
Наружный диаметр, мм	55 – 65
Масса 1 км кабеля, кг	4500 – 5500
Максимальная допустимая растягивающая нагрузка	Определяется прочностью брони, обычно не менее 50 кН.
Стойкость к удару (по ГОСТ)	Выдерживает удар энергией, нормируемой стандартом.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБП 10 кВ 120 мм² предназначен для эксплуатации в электрических сетях на напряжение 10 кВ. Основные сферы применения:

• Питание главных понизительных подстанций (ГПП) промышленных предприятий.
• Создание распределительных сетей в городской и промышленной инфраструктуре.
• Прокладка кабельных линий от ТЭЦ, ГЭС и других генерирующих источников к распределительным узлам.
• Устройство вводов в здания и сооружения большой мощности.
• Прокладка в районах с высокой коррозионной активностью грунтов, с риском механических повреждений (стройплощадки, пересечения дорог).
• Прокладка в туннелях, коллекторах, по эстакадам и в галереях.

Способы прокладки:

• В земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из песка или просеянной земли, сверху засыпается тем же материалом и защищается сигнальной лентой или кирпичом. Глубина прокладки – не менее 0,7 м от планировочной отметки. При пересечении с коммуникациями и дорогами кабель должен прокладываться в защитных футлярах (трубах).
• В кабельных сооружениях: В туннелях, коллекторах, этажах и галереях кабель крепится на лотках или кронштейнах с соблюдением требований по расстояниям между кабелями для обеспечения теплоотвода.
• В воздухе: Допускается прокладка по наружным стенам зданий, опорам, с обязательной защитой от прямых солнечных лучей (если оболочка не устойчива к УФ) и механических воздействий.

Преимущества и недостатки кабеля АПвБП по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокая надежность изоляции: СПЭ обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и влаге.
• Большая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией того же сечения.
• Отсутствие необходимости в сложных системах подпитки маслом: В отличие от маслонаполненных кабелей, не требует обслуживания масляного хозяйства.
• Удобство монтажа и прокладки: Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке. Возможность прокладки на вертикальных и наклонных трассах без ограничений, связанных с течением пропиточного состава.
• Механическая прочность: Броня из стальных проволок надежно защищает от повреждений.
• Коррозионная стойкость: Наружная оболочка из ПВХ и оцинкованная броня обеспечивают долговечность в агрессивных грунтах.

Недостатки:

• Относительно высокая стоимость: По сравнению с кабелями АВБбШв на то же напряжение, но с изоляцией из ПВХ (хотя последние практически не применяются на 10 кВ).
• Чувствительность к качеству монтажа муфт: Требует высокой культуры производства работ при монтаже концевых и соединительных муфт. Необходима идеальная зачистка и подготовка изоляции, обезжиривание, соблюдение геометрии экранов.
• Риск распространения водных древ: При повреждении оболочки и брони влага может проникать вдоль кабеля по пространству между проволоками или по материалу изоляции, что в долгосрочной перспективе может снизить электрическую прочность. Современные конструкции с герметизированными экранами (заполнение водоблокирующими лентами или пастами) минимизируют этот риск.

Стандарты и нормативная база

Производство кабеля АПвБП регламентируется следующими основными документами:

• ГОСТ 31996-2012 (IEC 60502-2:2005): Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 6, 10, 20 и 35 кВ. Это основной стандарт, определяющий технические требования, конструкцию, методы испытаний и условия приемки.
• ТУ 16.К71-335-2004 (или более новые ТУ конкретных заводов): Технические условия, которые могут дополнять и конкретизировать требования ГОСТ.
• ПУЭ 7-е издание: Правила устройства электроустановок, регламентирующие выбор, прокладку и монтаж кабельных линий.
• СНиП 3.05.06-85: Строительные нормы и правила по устройству электрических сетей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем ключевое отличие АПвБП от АПвПу?

Основное отличие – в типе брони. У кабеля АПвБП броня выполнена из плоских стальных оцинкованных проволок («Бп»), что обеспечивает большую гибкость и лучшее сопротивление растяжению. У кабеля АПвПу броня сделана из стальных оцинкованных лент («Пу» – ленточная броня). Ленточная броня хуже противостоит растягивающим нагрузкам, но лучше защищает от продавливания и несколько дешевле. Выбор зависит от условий прокладки: при риске растяжения (протяжка в длинных трубах, прокладка на наклонных трассах) предпочтительнее АПвБП.

2. Можно ли прокладывать кабель АПвБП 10 кВ в воде?

Нет, кабель АПвБП не предназначен для прокладки непосредственно в воде (подводные переходы). Его наружная оболочка из ПВХ и броня не обеспечивают полной герметичности от длительного воздействия воды под давлением. Для прокладки в водных преградах используются специальные кабели с гидрофобными заполнителями, алюминиевой или свинцовой герметизирующей оболочкой (например, марки АПвП).

3. Какой кабель лучше для 10 кВ: с алюминиевой (АПвБП) или медной (ПвБП) жилой?

Выбор зависит от технико-экономического расчета.
АПвБП (алюминий): Лече, значительно дешевле, требует больший диаметр жилы для той же проводимости. Широко применяется для большинства проектов, где нет жестких ограничений по габаритам.
ПвБП (медь): Имеет меньший диаметр жилы при той же токовой нагрузке, более высокую стойкость к электродинамическим усилиям при КЗ, меньшее переходное сопротивление в контактных соединениях. Применяется при лимите по сечению, в условиях агрессивной среды, негативно влияющей на алюминий, или при особых требованиях к надежности. Медный кабель дороже.

4. Нужно ли заземлять броню и экраны кабеля АПвБП?

Да, это обязательное требование безопасности и корректной работы. Поясной экран (из медных лент/проволок) и броня должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала при пробое изоляции (снижает напряжение прикосновения), создает путь для токов короткого замыкания и способствует корректной работе релейной защиты. В некоторых схемах с большими длинами для уменьшения токов в оболочке может применяться одноточечное или перекрестное заземление, но это требует специального расчета.

5. Как определить необходимое сечение 120 мм² для конкретного объекта?

Сечение выбирается по двум основным критериям:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Рассчитывается рабочий ток линии, затем по таблицам ПУЭ для выбранного способа прокладки находится сечение, для которого допустимый ток с учетом всех поправочных коэффициентов превышает рабочий.
2. По потере напряжения. Для удаленных потребителей рассчитывается падение напряжения в кабельной линии, которое не должно превышать нормированных значений (обычно ±5-10% от номинального).
3. По термической стойкости к токам КЗ. Проверяется, что выбранное сечение выдержит расчетный ток короткого замыкания за время его отключения защитой, без оплавления или недопустимого нагрева.
Сечение 120 мм² является стандартным и часто применяемым для линий 10 кВ с токами нагрузки до 250-300 А.

6. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвБП 10 кВ?

Для соединения и оконцевания применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из СПЭ на 10 кВ:
Соединительные муфты: Стопорные (для соединения жил с восстановлением всех слоев кабеля – изоляции, экрана, брони). Бывают термоусаживаемыми (наиболее распространены), холодноусаживаемыми (на растяжимой основе) и заливными (эпоксидные).
Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Служат для подключения кабеля к шинам распределительного устройства или трансформатора. Включают в себя изолятор (фарфоровый или полимерный) и элементы для заземления экрана и брони.
Выбор типа муфты зависит от условий эксплуатации, квалификации монтажников и экономических факторов.

7. Какова ориентировочная долговечность (срок службы) кабеля АПвБП?

Номинальный срок службы кабеля АПвБП, заявленный производителями при соблюдении условий эксплуатации, прокладки и монтажа, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется совокупностью факторов: стабильностью электрических нагрузок, отсутствием перегрузок, качеством монтажа муфт, коррозионной агрессивностью среды, отсутствием механических повреждений.