Кабель АПвБВ 10 кВ 70 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвБВ 10 кВ 70 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в броне из стальных оцинкованных лент и с наружным защитным покровом из поливинилхлоридного пластиката. Данный тип кабеля предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность при эксплуатации в разнообразных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также в помещениях с повышенной влажностью и коррозионной активностью.

Расшифровка маркировки АПвБВ

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
• Б – тип брони: броня из двух стальных оцинкованных лент.
• В – материал наружного защитного покрова (шланга): поливинилхлоридный пластикат.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10 кВ (класс напряжения 6/10 кВ).
• 70 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструкция кабеля АПвБВ 10 кВ 70 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим ее подробно, начиная от центра.

1. Токопроводящая жила

Жила выполняется из алюминия (марки АВЕ или аналогичной) сечением 70 мм². Для данного сечения жила, как правило, является однопроволочной (монолитной) в соответствии с ГОСТ 22483. Алюминий выбран благодаря оптимальному соотношению проводимости, массы и стоимости. Для улучшения контактных свойств и защиты от окисления жила может покрываться тонким слоем смазки на основе цинка или других соединений.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный полупроводящий слой из полиэтилена, модифицированного сажей. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной изолирующий слой. Выполняется из полиэтилена, подвергнутого процессу сшивания (вулканизации) химическим или радиационным способом. Этот процесс создает поперечные связи между молекулами полимера, что резко повышает его термостойкость (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании), механическую прочность и стойкость к растрескиванию под напряжением. Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 4,5 мм.

4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный полупроводящий слой. Он выполняет ту же функцию выравнивания поля, но уже с внешней стороны изоляции. Вместе с экраном на жиле он формирует цилиндрический конденсатор, внутри которого заключено электрическое поле, что является ключевым принципом работы кабелей высокого напряжения.

5. Поясная изоляция

Представляет собой намотку из полупроводящей или медной ленты, которая объединяет три экранированные изолированные жилы в общий пакет и обеспечивает равномерность электрического поля по периметру кабеля.

6. Медная экранная жила

Поверх поясной изоляции спирально накладываются незамкнутые медные проволоки или укладывается медная лента. Этот слой служит для пропускания токов утечки и, главное, токов короткого замыкания. Он является обязательным элементом безопасности, обеспечивающим срабатывание релейной защиты при однофазных замыканиях на землю.

7. Разделительный слой

Изоляционная пленка или обмотка, которая предотвращает непосредственный контакт медного экрана с броней и защищает его от электрохимической коррозии.

8. Броня

Выполнена из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Основное назначение – защита кабеля от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение, грызуны) при прокладке в земле и в других условиях. Оцинковка обеспечивает антикоррозионную стойкость.

9. Наружный защитный шланг (покров В)

Выполнен из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Защищает броню от коррозии, выполняет функцию дополнительной изоляции от земли и окружающих предметов, а также обеспечивает стойкость к воздействию влаги, масел, кислот и щелочей в умеренных концентрациях. Цвет покрова, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

В таблице приведены ключевые электрические параметры для кабеля АПвБВ 10 кВ 1х70, 3х70.

Параметр	Ед. изм.	Значение (для 3-жильного кабеля)	Примечание
Номинальное напряжение U0/U	кВ	6/10	Между жилой и землей/между жилами
Максимальное рабочее напряжение Um	кВ	12	—
Частота	Гц	50	—
Допустимая длительная температура жилы	°C	+90	В нормальном режиме
Макс. температура при КЗ (до 5 сек)	°C	+250	—
Минимальная температура монтажа	°C	-15	Без предварительного прогрева
Минимальный радиус изгиба	—	15 x Dнар	Dнар – наружный диаметр кабеля
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более	Ом/км	0.443	Для алюминиевой жилы 70 мм²
Индуктивное сопротивление	Ом/км	~0.11	Зависит от взаимного расположения жил
Емкостной ток	А/км	~1.1	Ориентировочное значение
Испытательное переменное напряжение 50 Гц, 5 мин.	кВ	18	Для кабелей 10 кВ после монтажа

Механические и эксплуатационные характеристики

• Срок службы: Не менее 30 лет при соблюдении условий эксплуатации и монтажа.
• Стойкость к внешним воздействиям: Кабель предназначен для прокладки в земле (в т.ч. с высокой коррозионной активностью и блуждающими токами), в кабельных сооружениях, на открытом воздухе (с защитой от УФ-излучения, так как ПВХ шланг нестабилизирован против солнца), в помещениях, включая влажные и с наличием пара.
• Пожарная безопасность: Кабель не распространяет горение при одиночной прокладке. Для групповой прокладки требуются дополнительные меры (огнезащитные покрытия, разделительные перегородки), так как ПВХ пластикат поддерживает горение. Существуют модификации кабеля АПвБбШв с негорючим шлангом (НГ).

Расчетные данные по допустимому длительному току нагрузки (ДДТН)

Допустимый длительный ток нагрузки зависит от способа прокладки и количества кабелей в траншее. Приведены данные для кабеля АПвБВ 3х70 мм² при температуре земли +25°C и температуре жилы +90°C.

Способ прокладки	Количество кабелей в траншее	ДДТН, А	Примечания
В земле (траншее)	1	~215	Глубина 0.7-1.0 м, расстояние между кабелями 100 мм, удельное тепловое сопротивление земли 1.0 К·м/Вт
В земле (траншее)	2	~195	С учетом взаимного нагрева
В воздухе (в кабельном канале, туннеле)	1	~225	Температура воздуха +25°C
В воздухе (в кабельном канале, туннеле)	2	~205	С учетом взаимного нагрева

Важно: При изменении условий (температура грунта/воздуха, удельное сопротивление грунта, глубина прокладки) применяются соответствующие поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ 7-го издания, глава 1.3.

Области применения кабеля АПвБВ 10 кВ 70 мм²

• Распределительные сети 6/10 кВ: Основное применение – создание лучей от распределительных подстанций (РП, ТП) к потребителям или другим подстанциям.
• Питание мощных потребителей: Заводские цеха, насосные и компрессорные станции, крупные торговые центры.
• Кабельные вставки в воздушных линиях (ВЛ): Для пересечения препятствий, ввода в здания.
• Прокладка в кабельных коллекторах и туннелях: В условиях городской инфраструктуры.
• Промышленные предприятия: В условиях наличия блуждающих токов и умеренной химической агрессии.

Сравнение с аналогами и выбор альтернатив

Кабель АПвБВ является одним из ряда кабелей на напряжение 6/10 кВ. Его выбор обусловлен конкретными условиями проекта.

• АПвБВ vs АПвПу: Кабель АПвПу имеет усиленную защитную оболочку из полиэтилена, что обеспечивает более высокую стойкость к влаге и агрессивным средам, но полиэтилен менее стоек к механическим воздействиям и горюч. АПвБВ с ПВХ шлангом и броней более универсален для прокладки в земле.
• АПвБВ vs АСБл: Кабель АСБл имеет бумажную пропитанную изоляцию и свинцовую оболочку. Он тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по перепадам высот), но исторически имеет высокую репутацию надежности. АПвБВ легче, проще в монтаже (допускает большие перепады по трассе), не имеет риска течи пропитки.
• АПвБВ vs ПвБВ: Кабель ПвБВ имеет медную жилу. Он применяется при необходимости更高的 проводимости, меньшего сечения, повышенной гибкости и стойкости к коррозии жилы. Однако его стоимость значительно выше. Выбор в пользу алюминия (АПвБВ) экономически оправдан в большинстве проектов распределительных сетей.

Особенности монтажа и эксплуатации

• Транспортировка и хранение: Барабаны должны перевозиться и храниться в вертикальном положении. Запрещены сбрасывания и удары.
• Раскрой кабеля: При разделке конца кабеля необходимо строго соблюдать технологию послойной зачистки. Особое внимание уделяется герметизации конца кабеля после разделки, если монтаж муфты откладывается, чтобы предотвратить попадание влаги в СПЭ изоляцию.
• Прокладка: При прокладке в траншее необходимо обеспечить песчаную подушку (посыпку) толщиной не менее 100 мм и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Расстояние между несколькими кабелями должно быть не менее 100 мм.
• Монтаж муфт: Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются специальные термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты (соединительные, концевые). Качество их монтажа является критическим для надежности всей линии.
• Испытания после монтажа: Обязательным этапом ввода в эксплуатацию является проведение высоковольтных испытаний повышенным напряжением постоянного тока (рекомендовано для СПЭ) или переменного тока 50 Гц согласно нормативам (ПТЭЭП, СО 153-34.20.507-2003).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается изоляция «в» (сшитый полиэтилен) от обычного полиэтилена в кабелях?

Обычный полиэтилен (ПЭ) имеет линейную молекулярную структуру и размягчается при температуре около +70-80°C. Сшитый полиэтилен (СПЭ) обладает трехмерной сетчатой структурой за счет образования поперечных связей между молекулами. Это повышает его температуру плавления, делает его не плавящимся, а только разлагающимся при очень высоких температурах (+350-400°C), резко увеличивает стойкость к тепловому и механическому старению, а также к растрескиванию под напряжением. Это позволяет эксплуатировать кабель при +90°C против +70°C для ПЭ и выдерживать большие токи КЗ.

Можно ли прокладывать кабель АПвБВ 10 кВ открыто по фасаду здания?

Да, можно, но с важной оговоркой. Наружный покров кабеля АПвБВ выполнен из ПВХ пластиката, который нестабилизирован против ультрафиолетового излучения. При длительной прокладке на открытом солнце ПВХ начнет терять эластичность, трескаться и разрушаться. Поэтому при открытой прокладке на фасадах, эстакадах необходимо либо использовать кабель с УФ-стабилизированной оболочкой (например, из полиэтилена, как в АПвПу), либо защищать кабель АПвБВ специальными коробами, лотками или кожухами, препятствующими прямому попаданию солнечных лучей.

Какой кабель выбрать для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью: АПвБВ или АПвПу?

Для сильноагрессивных грунтов (с высоким содержанием солей, кислот, щелочей, блуждающих токов) предпочтительнее кабель АПвПу. Его наружная оболочка из полиэтилена обладает более высокой химической стойкостью и практически нулевым водопоглощением по сравнению с ПВХ. Однако броня АПвБВ (стальные ленты) при качественной оцинковке и целостности ПВХ шланга также обеспечивает достаточную защиту в условиях умеренной агрессии. Выбор должен основываться на данных геологии и измерений блуждающих токов на трассе.

Каковы правила соединения и ответвления кабеля АПвБВ?

Соединение и ответвление выполняются только с помощью специальных кабельных муфт, рассчитанных на напряжение 10 кВ и тип изоляции – СПЭ. Запрещены любые скрутки. Применяются преимущественно термоусаживаемые (ТСМ) или холодноусаживаемые (ХСМ) муфты. Работа должна выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением технологии производителя муфт. Место установки муфты при прокладке в земле должно быть размещено в бетонной или кирпичной камере, либо в специальном колодце для обеспечения доступа и защиты.

Как определить необходимое сечение жилы 70 мм² для конкретного объекта?

Сечение 70 мм² выбирается на основе расчета по следующим критериям, приведенным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагрев): Расчетный максимальный ток линии должен быть меньше ДДТН для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, группировку и пр.).
2. По потере напряжения: Особенно важно для протяженных линий. Потеря напряжения от начала линии до конечного потребителя не должна превышать допустимых значений (обычно 5-10%).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (ТКЗ): Проверяется, что сечение жилы выдержит расчетный ток КЗ за время его отключения защитой без недопустимого нагрева.
4. По экономической плотности тока: Для проектов с большим количеством часов использования максимальной нагрузки.
Для распределительных сетей 10 кВ сечение 70 мм² является одним из стандартных и часто применяется для фидеров с нагрузкой порядка 2-3 МВА.

Требуется ли дополнительная защита кабеля АПвБВ от грызунов при прокладке в земле?

Броня из двух стальных оцинкованных лент в кабеле АПвБВ является эффективной защитой от грызунов. В большинстве случаев дополнительных мер не требуется. Однако в регионах с критически высокой активностью грызунов (например, некоторые виды крыс) рекомендуется дополнительная защита в виде прокладки кабеля в асбоцементных или пластиковых трубах, либо использование кабеля с усиленной броней (например, из гофрированной стальной ленты).