Кабель АПвБВ 3-х жильный 10 кВ

Кабель АПвБВ 3-х жильный на напряжение 10 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения

Кабель АПвБВ 3х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевыми жилами, броней из стальных оцинкованных проволок и наружным защитным покровом из поливинилхлоридного пластиката. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Данный тип кабеля широко применяется в электросетевом хозяйстве благодаря сочетанию надежной изоляции, механической прочности и относительно умеренной стоимости.

Расшифровка маркировки АПвБВ

Маркировка кабеля выполняется согласно ГОСТ 18410-73 и поздних стандартов, каждый символ несет информацию о материале и конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полиэтилен.
• в – индекс, обозначающий, что полиэтиновая изоляция является вулканизированной (сшитой). Таким образом, «Пв» указывает на изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE).
• Б – тип брони: броня из стальных оцинкованных проволок.
• В – материал наружного защитного покрова (оболочки): поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).
• 3-х жильный – количество основных токопроводящих жил.
• 10 кВ – номинальное напряжение, на которое рассчитан кабель (фактически 6/10 кВ).

Таким образом, полная расшифровка АПвБВ – Алюминиевый кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с броней из стальных проволок, в ПВХ оболочке.

Конструкция кабеля АПвБВ 3х10 кВ

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 (по ГОСТ 22483) или аналогичной. Жилы могут быть секторной или круглой формы. Секторная форма (сегментная) применяется для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов изоляции и оболочки. Для кабелей на 10 кВ сечением до 70 мм² включительно жилы, как правило, однопроволочные (монолитные). Начиная с сечения 95 мм² и выше, жилы становятся многопроволочными для обеспечения необходимой гибкости.

2. Экран на жиле (полупроводящая экранирующая оболочка)

Поверх каждой жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его основная функция – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений между жилой и основной изоляцией и предотвращение возникновения частичных разрядов (коронного разряда), которые разрушают изоляцию.

3. Основная изоляция

Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE). Толщина изоляции нормируется стандартами (например, ГОСТ 15125 или ТУ 16.К71-335-2004) и для напряжения 10 кВ составляет, как правило, 3.0-3.4 мм. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Изоляция сохраняет стабильность при длительной рабочей температуре до 90°C и кратковременной перегрузке до 130°C.

4. Экран на изоляции (полупроводящая экранирующая лента)

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран в виде полупроводящей ленты или экструдированного слоя. Он предназначен для создания равномерного цилиндрического электрического поля вокруг изолированной жилы и отвода емкостных токов.

5. Нулевая жила (заземляющий проводник, если предусмотрен)

В трехжильных кабелях на 6-10 кВ часто присутствует четвертая, жила меньшего сечения (обычно из алюминия или меди), расположенная в центре скрутки. Она служит для заземления экранов и металлической брони. Ее сечение нормируется и обычно составляет 25 или 35 мм².

6. Поясная изоляция и заполнение

Экранированные изолированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется жгутами из ПВХ пластиката или другим негигроскопичным материалом для придания кабелю круглой формы. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или крепированной бумаги.

7. Общий экран (медная лента или проволока)

Поверх поясной изоляции накладывается общий экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Он служит для отвода токов утечки и обеспечения безопасности при касании. Этот экран подлежит обязательному заземлению с обоих концов кабельной линии.

8. Разделительный слой (подброневой покров)

Представляет собой битумный состав или ПВХ ленту, наложенную поверх общего экрана. Защищает металлическую броню от коррозии при возможном повреждении внешней оболочки и предотвращает повреждение экрана острыми краями брони.

9. Броня

Выполнена из стальных оцинкованных проволок, наложенных поверх подброневого покрова. Броня типа «Б» (проволочная) обеспечивает высокую стойкость к растягивающим нагрузкам и механическим ударам, что особенно важно при прокладке в грунтах с высокой вероятностью смещения или в условиях вибрации.

10. Наружная оболочка

Изготавливается из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Толщина оболочки нормирована. Она защищает броню от коррозии, выполняет функцию внешней изоляции и предохраняет кабель от воздействия влаги, агрессивных сред (при умеренной агрессии) и механических повреждений. Оболочка имеет характерный цвет (обычно черный) и наносится с маркировкой, содержащей данные о производителе, марке кабеля, сечении, напряжении и дате изготовления.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 кВ (12 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей (6 кВ), U – междуфазное напряжение (10 кВ), U_m – максимальное длительно допустимое напряжение (12 кВ).
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 18 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут на заводе-изготовителе.
• Допустимая длительная температура нагрева жил: +90°C.
• Допустимая температура при перегрузке: +130°C (не более 8 часов в сутки, суммарно не более 1000 часов за срок службы).
• Допустимая температура при коротком замыкании: +250°C (продолжительность не более 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Рабочая температура окружающей среды: от -50°C до +50°C.

Таблица 1. Примерные данные по сечению, массе и наружному диаметру для кабеля АПвБВ 3х10 кВ

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм (приблизительно)	Масса 1 км кабеля, кг (приблизительно)	Максимальный наружный диаметр по ГОСТ, мм
3х50	55-60	3500-4000	63.0
3х70	60-65	4200-4800	67.5
3х95	65-70	5000-5700	72.5
3х120	70-75	5800-6600	77.0
3х150	75-80	6800-7700	82.0
3х185	80-85	7900-8900	87.0
3х240	85-90	9500-10700	94.0

Примечание: Фактические значения могут отличаться в зависимости от конкретного производителя и конструктивных особенностей (наличия/отсутствия нулевой жилы, толщины элементов).

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля АПвБВ 3х10 кВ (прокладка в земле)

Сечение жил, мм²	Токовая нагрузка, А (при температуре земли +25°C)	Токовая нагрузка, А (при температуре земли +15°C)
3х50	165	185
3х70	200	225
3х95	240	270
3х120	275	310
3х150	315	355
3х185	355	400
3х240	410	460

Примечание: Значения приведены для прокладки в траншее (одного кабеля в трубе или без нее) на глубине 0.7-1.0 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1.2 К·м/Вт. Для прокладки в воздухе значения токов будут другими (обычно ниже на 10-15% при одинаковой температуре окружающей среды). Необходимо применять поправочные коэффициенты на количество работающих кабелей вплотную, температуру грунта/воздуха и другие условия.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвБВ 3х10 кВ предназначен для эксплуатации в электрических сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Благодаря броне и защитной оболочке он может применяться в различных условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Это основной способ прокладки. Кабель устойчив к механическим нагрузкам от давления грунта, растяжению и точечным ударам. Для дополнительной защиты от коррозии и повреждений рекомендуется укладка в песчаную подушку и присыпка песком с последующей укладкой сигнальной ленты.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Броня обеспечивает защиту от случайных механических воздействий. ПВХ оболочка не распространяет горение при одиночной прокладке (категория исполнения «нг» требует отдельного указания в маркировке).
• Прокладка в помещениях, включая влажные и с наличием агрессивных паров: Кабель устойчив к воздействию влаги и умеренно агрессивных сред (кислот, щелочей, солей).
• Прокладка в зонах с повышенной опасностью механических повреждений: Наличие брони делает его предпочтительным выбором для промышленных предприятий, строительных площадок, мест с возможными смещениями грунта.

Важно: Прокладка по воздуху на открытом солнце не рекомендуется без дополнительной защиты от ультрафиолетового излучения, так как ПВХ оболочка может со временем деградировать под действием УФ-лучей. Для таких условий существуют модификации с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (маркировка АПвБШв, где «Шв» – шланг защитный из полиэтилена).

Преимущества и недостатки кабеля АПвБВ 10 кВ

Преимущества:

• Высокая механическая прочность: Броня из стальных проволок обеспечивает отличную защиту от растяжения, сдавливания и ударов.
• Надежная изоляция: Сшитый полиэтилен обладает высокой электрической прочностью, стойкостью к тепловому старению и частичным разрядам.
• Умеренная стоимость: Использование алюминия в качестве материала жилы делает кабель значительно дешевле медных аналогов (например, ПвБВ).
• Длительный срок службы: При соблюдении условий эксплуатации и монтажа срок службы превышает 30 лет.
• Удобство монтажа и соединения: По сравнению с кабелями с бумажно-масляной изоляцией, не требует сложных технологий герметизации и может монтироваться на вертикальных участках без ограничения по высоте.
• Высокая допустимая температура: Рабочая температура +90°C позволяет передавать большие мощности или использовать кабель меньшего сечения при той же нагрузке по сравнению с кабелями с ПВХ изоляцией.

Недостатки:

• Большой вес и радиус изгиба: Из-за брони и жесткой конструкции кабель имеет значительную массу и требует соблюдения минимального радиуса изгиба (обычно не менее 15-20 наружных диаметров).
• Чувствительность к ультрафиолету: ПВХ оболочка требует защиты при открытой прокладке на солнце.
• Необходимость заземления брони и экранов: Требует квалифицированного монтажа концевых и соединительных муфт с обязательным заземлением всех металлических элементов для безопасности и правильной работы релейной защиты.
• Относительная сложность разделки: Разделка конца кабеля для установки муфты требует больше времени и аккуратности по сравнению с кабелями без брони и экранов.

Отличия от кабелей других марок

• АПвБВ vs АПвПу: Кабель АПвПу имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Пу» – броня из плоских стальных лент, усиленный защитный покров). Броня из лент лучше защищает от сдавливания, но хуже от растяжения. Кабель АПвПу, как правило, дешевле и легче, но имеет больший радиус изгиба.
• АПвБВ vs АПвБШв: Кабель АПвБШв вместо ПВХ оболочки имеет шланг (оболочку) из полиэтилена. Полиэтилен более стоек к влаге и агрессивным средам, а также к ультрафиолету (если используется светостабилизированный полиэтилен).
• АПвБВ vs ПвБВ: Кабель ПвБВ имеет медные токопроводящие жилы. Он дороже, но при одинаковом сечении имеет более высокую токовую нагрузку (на 20-30%) и меньший вес. Применяется там, где критичны габариты или требуется максимальная эффективность передачи.
• АПвБВ vs ААБл: Кабель ААБл – классический кабель с бумажно-масляной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней из лент. Он тяжелее, требует специальной технологии монтажа (герметизация), имеет ограничение по перепаду высот при прокладке. АПвБВ лишен этих недостатков, но требует более тщательного контроля качества монтажа концевых заделок.

Монтаж и эксплуатация: ключевые требования

• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке должен составлять не менее 15-20 наружных диаметров кабеля. Нарушение этого требования может привести к повреждению изоляции и экранов.
• Заземление: Броня из стальных проволок и медный экран (оплетка или лента) должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии. Это необходимо для безопасности персонала и корректной работы устройств релейной защиты от замыканий на землю.
• Соединение и ответвление: Выполняются только с помощью специальных соединительных и концевых муфт, рассчитанных на напряжение 10 кВ, для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Требуется высококачественная фазировка и герметизация.
• Контроль состояния: Перед вводом в эксплуатацию и в процессе обслуживания кабельная линия должна подвергаться высоковольтным испытаниям повышенным постоянным напряжением (как правило, 36-42 кВ) и измерению сопротивления изоляции.
• Прокладка в грунте: Необходимо исключить наличие в траншее острых камней, строительного мусора. Рекомендуется укладка на подготовленную песчаную подушку толщиной не менее 100 мм и засыпка сверху слоем песка такой же толщины перед обратной засыпкой грунтом.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АПвБВ от АПвБбШв?

Основное отличие – в конструкции брони и наружной оболочки. У АПвБбШв броня выполнена из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб»), а защитный шланг – из полиэтилена (индекс «Шв»). Кабель АПвБбШв лучше защищен от коррозии и влаги, а его полиэтиленовая оболочка более стойка к ультрафиолету, что позволяет прокладывать его открыто. АПвБВ с ПВХ оболочкой для открытой прокладки на солнце требует дополнительной защиты.

Можно ли прокладывать кабель АПвБВ 10 кВ в воздухе внутри помещений?

Да, можно. Кабель АПвБВ допускается к прокладке внутри помещений, в том числе во влажных производственных зданиях. Однако необходимо учитывать, что при групповой прокладке (несколько кабелей вплотную) ПВХ оболочка может распространять горение. Для групповой прокладки в помещениях следует выбирать исполнение с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющее горение с пониженным дымовыделением), если это предусмотрено техническими условиями производителя.

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвБВ 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества параллельных кабелей). Ток нагрузки должен быть меньше или равен допустимому току из таблиц ПУЭ или справочников. 2) По потере напряжения (для протяженных линий). Дополнительно проверяется сечение на термическую стойкость к токам короткого замыкания. Окончательный выбор должен быть зафиксирован в проекте электроснабжения.

Нужно ли использовать концевые муфты при подключении к КРУ или силовому трансформатору?

Обязательно. Для кабеля 10 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и экранами применение концевых муфт (КНК, ПСТк) является требованием правил. Муфта обеспечивает электрическую и механическую герметизацию конца кабеля, плавный градиент электрического поля, заземление экрана и брони, а также безопасный ввод в электрооборудование.

Что означает цифра «6/10» в обозначении напряжения?

Это обозначение номинального напряжения U₀/U. Где 6 кВ – это номинальное напряжение между любой фазной жилой и землей (или металлическим экраном), а 10 кВ – номинальное междуфазное напряжение. Такое обозначение указывает, что кабель может использоваться в сетях с изолированной нейтралью или с эффективно заземленной нейтралью, где напряжение между фазой и землей не превышает 6 кВ в нормальном режиме.

Какой срок службы у кабеля АПвБВ 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и стандартами, составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, соблюдения режимов нагрузки (температуры нагрева), качества монтажа соединительных муфт и отсутствия внешних механических повреждений. Регулярный диагностический контроль (измерение частичных разрядов, термография) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

Требуется ли подогрев кабеля при прокладке в зимних условиях?

Да, при температуре окружающего воздуха ниже -15°C прокладка кабеля без предварительного подогрева запрещена. Это связано с тем, что материалы изоляции и оболочки (ПВХ) теряют эластичность и при изгибе или ударе могут растрескаться. Подогрев должен производиться в закрытом помещении или с помощью специальных греющих устройств с постепенным повышением температуры, не превышая +25°C в течение 24 часов.

Заключение

Кабель АПвБВ 3-х жильный на 10 кВ является современным, надежным и экономически эффективным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция, сочетающая преимущества изоляции из сшитого полиэтилена и механической защиты броней из стальных проволок, делает его универсальным для прокладки в земле, кабельных сооружениях и промышленных помещениях. Правильный выбор сечения, соблюдение нормативов прокладки и монтажа, а также квалифицированное обслуживание обеспечивают длительную и безотказную работу кабельной линии на протяжении всего срока службы. При проектировании новых и реконструкции существующих сетей 6-10 кВ кабель АПвБВ остается одним из наиболее востребованных видов кабельной продукции.