Кабель АПвКШв 10 мм²: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКШв 10 мм² представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в экране из медных проволок, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конструкция кабеля обеспечивает высокую надежность в условиях сложных механических нагрузок и агрессивной внешней среды.

Расшифровка маркировки АПвКШв 10 мм²

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого полиэтилена (cross-linked polyethylene, XLPE).
• в – оболочка (в данном контексте – внутренняя) из поливинилхлоридного пластиката.
• К – экран в виде оплетки из медных проволок (концентрический проводник).
• Шв – защитный шланг (наружная оболочка) из выпрессованного поливинилхлоридного пластиката.
• 10 – номинальное сечение основной жилы, 10 квадратных миллиметров.

Конструкция кабеля АПвКШв 10 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 (по ГОСТ 22483). Для сечения 10 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная), класс 1 по гибкости. Это обеспечивает жесткость и удобство монтажа при оконцевании. Алюминий обладает меньшей по сравнению с медью электропроводностью, но его применение значительно снижает стоимость и массу кабеля, что критически важно для протяженных линий.

2. Изоляция

На жилу методом экструзии наносится изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) радиационным или химическим способом придает материалу выдающиеся свойства: повышенную термостойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), высокую стойкость к тепловым ударам при коротком замыкании (до +250°C), отличные диэлектрические и механические характеристики. Толщина изоляции нормирована стандартами в зависимости от класса напряжения.

3. Поясная изоляция

Поверх изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из специальных полупроводящих или электроизоляционных лент. Она служит для выравнивания электрического поля и придания округлой формы сердечнику перед экранированием.

4. Экранирование

Кабель имеет два экрана:

• Экран жилы (внутренний полупроводящий): Наносится непосредственно на изоляцию жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его функция – устранение микроскопических воздушных включений и выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения.
• Экран из медных проволок (внешний): Представляет собой оплетку из медных проволок малого диаметра, наложенную поверх поясной изоляции. Он выполняет несколько функций: является нулевой жилой (заземляющим проводником) для токов утечки и однофазных КЗ; защищает от внешних электромагнитных помех; обеспечивает симметрию электрического поля.

5. Внутренняя оболочка (под оболочкой)

Поверх экрана из медных проволок накладывается герметизирующий слой – внутренняя оболочка из ПВХ пластиката. Она служит для дополнительной герметизации, защиты экрана от коррозии и придания кабелю правильной геометрической формы.

6. Броня

В марке АПвКШв броня отсутствует. Буква «К» обозначает лишь экран из проволок. Для защиты от механических повреждений используется следующий слой.

7. Наружная оболочка (шланг)

Защитный шланг из ПВХ пластиката, наложенный методом непрерывной экструзии. ПВХ-пластикат для наружной оболочки обладает стойкостью к ультрафиолету, атмосферным осадкам, агрессивным химическим средам (кислоты, щелочи, солевые растворы), маслам и грибкам. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики

Электрические параметры (для напряжения 10 кВ)

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/10 (12) кВ; 8,7/10 (12) кВ; 12/20 (24) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Длительно допустимая температура жилы: +90°C в нормальном режиме.
• Максимальная температура при КЗ: +250°C (продолжительность не более 5 сек).
• Минимальная температура монтажа: -15°C без предварительного прогрева.
• Допустимый радиус изгиба при монтаже: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при температуре +20°C.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвКШв 10 мм² (одножильного в воздухе)

Примечание: Значения приведены ориентировочно, точный расчет ведется по ПУЭ гл. 1.3 с учетом условий прокладки, температуры окружающей среды и количества работающих кабелей.

Условие прокладки	Длительно допустимый ток, А (при +90°C жилы)	Ток односекундного КЗ, кА (при +250°C)
Прокладка в воздухе (температура воздуха +25°C)	70 — 85	~1.4
Прокладка в земле (теплопроводность грунта 1.0 К·м/Вт, температура земли +15°C)	90 — 105	~1.4

Таблица 2. Габаритные, весовые и конструктивные параметры (ориентировочно для 8,7/10 кВ)

Количество жил	Сечение, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Строительная длина, м (мин.)
1	10	20 — 24	450 — 550	200 — 300
3	3×10	35 — 40	1200 — 1400	150 — 200

Область применения кабеля АПвКШв 10 мм²

Кабель предназначен для эксплуатации в сетях среднего класса напряжения. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6-10 кВ: Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов (РП), центров питания (ЦП) в городах и промышленных зонах.
• Промышленные предприятия: Питание мощного оборудования (двигатели, печи, компрессоры) через ячейки КРУ (комплектные распределительные устройства).
• Инфраструктурные объекты: Прокладка в кабельных каналах, тоннелях, коллекторах, по эстакадам на территории аэропортов, железнодорожных узлов, портов.
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности: Благодаря стойкости оболочки к агрессивным средам.
• Установки с высокими требованиями к электромагнитной совместимости (ЭМС): Наличие медного экрана эффективно подавляет внешние помехи и ограничивает излучение электромагнитного поля от кабеля.

Важное ограничение: Кабель АПвКШв не имеет брони, поэтому его прокладка в земле (траншеях) допускается только при условии отсутствия механических нагрузок (растяжения, ударов, вибрации) и при обязательной защите с помощью сигнальной ленты или защитных плит. Предпочтительна прокладка в трубах, блоках, лотках или кабельных сооружениях.

Сравнение с аналогами и выбор марки кабеля

Выбор конкретной марки кабеля определяется условиями прокладки и эксплуатации.

• АПвКШв vs. АПвПу: Кабель АПвПу имеет экран в виде медной ленты, а не проволок. Проволочный экран (АПвКШв) обеспечивает лучшее заземление, большую гибкость и стойкость к вибрациям, но дороже. Ленточный экран (АПвПу) дешевле, но менее гибок и может быть поврежден при частых изгибах.
• АПвКШв vs. АПвБШв: Марка АПвБШв имеет броню из двух стальных оцинкованных лент (буква «Б»). Это кардинальное отличие. АПвБШв предназначен для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты, так как броня защищает от механических повреждений (раскапывание, давление грунта, грызуны). АПвКШв для прямой прокладки в земле не рекомендуется.
• АПвКШв vs. АСБл: Кабель АСБл – кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. Он морально устарел, тяжелее, требует особых условий монтажа (ограничение по перепаду высот) и менее надежен из-за гигроскопичности бумажной изоляции. АПвКШв со СПЭ-изоляцией лишен этих недостатков.
• АПвКШв vs. ПвКШв: Единственное отличие – материал жилы. ПвКШв имеет медную жилу, что дает выигрыш в токовой нагрузке (при том же сечении допустимый ток выше примерно на 30%), стойкости к коррозии и гибкости, но стоимость кабеля значительно возрастает. Выбор между алюминием и медью – это всегда технико-экономический расчет.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвКШв 10 мм² должен производиться в соответствии с ПУЭ 7-го издания, «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП) и инструкциями завода-изготовителя.

• Транспортировка и хранение: Барабаны с кабелем должны быть закреплены и не подвергаться ударам. Хранение – под навесом или в закрытом помещении, защищенном от прямых солнечных лучей.
• Подготовка к прокладке: Обязательная проверка целостности оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В). При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении в течение не менее 24 часов.
• Прокладка: Не допускаются резкие изгибы (радиус изгиба R ≥ 15D). При протяжке в трубах и лотках необходимо использовать кабельную смазку для снижения трения. Кабель должен быть свободно уложен, без натяжения.
• Заземление: Экран из медных проволок с обоих концов кабеля должен быть надежно заземлен. Это критически важно для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты. Заземление выполняется с помощью медных гибких проводников и специальных концевых заземляющих зажимов.
• Оконцевание и соединение: Для монтажа концевых муфт (КНК, ПСТк) и соединительных муфт необходимо использовать комплекты, специально предназначенные для кабелей с СПЭ-изоляцией. Технология разделки предполагает точное снятие слоев с соблюдением длин, обработку полупроводящего слоя и герметизацию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Можно ли прокладывать кабель АПвКШв 10 мм² непосредственно в земле (траншее)?

Ответ: Прямая прокладка в земле без дополнительной защиты не рекомендуется и противоречит духу правил безопасности. Данный кабель не имеет брони, поэтому его оболочка может быть повреждена камнями, при подвижках грунта или при земляных работах. Допустима прокладка в земле только при условии защиты пластиковыми или бетонными коробами, трубами (ПНД, асбестоцементными) либо при наличии сверху сигнальной ленты и гарантии отсутствия механических нагрузок. Предпочтительна прокладка в кабельных каналах, лотках или по стенам сооружений.

Вопрос 2: В чем ключевое преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед бумажно-пропитанной?

Ответ: СПЭ-изоляция обладает рядом превосходящих характеристик: негигроскопичность (не впитывает влагу), высокая термостойкость (+90°C против +70°C для бумажной), большая допустимая температура при КЗ (+250°C), меньший вес и толщина изоляции, отсутствие ограничений по перепаду высот при прокладке, простота монтажа и обслуживания, длительный срок службы (более 30 лет).

Вопрос 3: Как правильно выбрать между кабелем с алюминиевой (АПвКШв) и медной (ПвКШв) жилой на 10 мм²?

Ответ: Выбор основывается на технико-экономическом расчете:

• Алюминий: Дешевле, легче. Подходит для стационарной прокладки на большие расстояния, где критична масса и стоимость. Требует большего сечения для той же мощности, что и медь. Соединения алюминия более критичны к качеству (склонность к окислению, ползучести).
• Медь: Дороже, тяжелее. Имеет более высокую проводимость, следовательно, при одинаковом сечении (10 мм²) медный кабель выдержит большую нагрузку (примерно 100-110 А в воздухе против 70-85 А для алюминия). Медные соединения более надежны. Выбор в пользу меди оправдан при высоких нагрузках, в условиях частых перегибов или вибраций, при коротких, но ответственных участках.

В большинстве случаев распределительных сетей 6-10 кВ алюминиевые кабели являются экономически оптимальным решением.

Вопрос 4: Для чего нужен экран из медных проволок и как его необходимо заземлять?

Ответ: Экран выполняет три ключевые функции: 1) Замыкает на себя электрическое поле, делая его радиальным и предотвращая его выход наружу. 2) Служит путем для протекания токов утечки и, что важнее, токов однофазного короткого замыкания на землю. 3) Защищает от внешних электромагнитных помех. Заземление экрана с ОБОИХ КОНЦОВ кабеля является обязательным. Это обеспечивает безопасность (снижает напряжение прикосновения на оболочке) и позволяет устройствам релейной защиты (например, направленной защиты от замыканий на землю) корректно фиксировать и отключать поврежденный участок. В некоторых схемах (при большой длине линии) может применяться заземление в одной точке с применлением разъединителей или ограничителей перенапряжений на другом конце, но такая схема требует специального обоснования.

Вопрос 5: Каков ориентировочный срок службы кабеля АПвКШв 10 мм²?

Ответ: Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации (в первую очередь, по току и температуре), составляет не менее 30 лет. Фактический срок может быть больше. Критическими факторами, сокращающими срок службы, являются: постоянная перегрузка по току, частые токовые перегрузки и КЗ, механические повреждения оболочки с последующим проникновением влаги, воздействие ультрафиолета (для кабелей, проложенных открыто на солнце), монтаж с нарушением допустимого радиуса изгиба.

Заключение

Кабель АПвКШв 10 мм² является современным, надежным и экономически эффективным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения 6-20 кВ. Его конструкция, основанная на алюминиевой жиле, изоляции из сшитого полиэтилена и медном проволочном экране, обеспечивает высокие электрические и механические характеристики, стойкость к внешним воздействиям и длительный срок службы. Правильный выбор данной марки для прокладки в кабельных сооружениях, лотках, по эстакадам, а также грамотный монтаж с соблюдением всех требований к заземлению экрана и применению специализированной кабельной арматуры являются залогом безопасной и бесперебойной работы энергоустановки на протяжении десятилетий.