Кабель АПвКШв 3х10: полное техническое описание и сфера применения

Кабель АПвКШв 3х10 представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в экране из медных проволок, с защитным шлангом 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. Конкретное номинальное напряжение указывается в маркировке на барабане или в сопроводительной документации. Конструкция кабеля АПвКШв 3х10 обеспечивает высокую надежность при эксплуатации в сложных условиях, включая прокладку в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, а также в условиях повышенной влажности и наличия блуждающих токов.

Расшифровка маркировки АПвКШв 3х10

• 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 (конструктивный элемент для компенсации электромагнитных полей).
• Шв – защитный шланг (внешняя оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.
• 3х10 – три основные токопроводящие жилы сечением 10 мм² каждая.

Конструкция кабеля АПвКШв 3х10

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, что в совокупности определяет его эксплуатационные характеристики.

1. Токопроводящая жила

Жила из алюминия марки АВЕ (алюминий высокой электрической проводимости) или аналогичной, соответствует ГОСТ 22483. Для сечения 10 мм² жила, как правило, выполняется однопроволочной (монолитной), класс 1 по гибкости. Это обеспечивает жесткость и удобство монтажа при оконцевании наконечниками под болт.

2. Изоляция

Каждая жила изолируется слоем сшитого полиэтилена (XLPE). Технология сшивки (химическая или радиационная) изменяет молекулярную структуру полимера, превращая его из термопластичного в термореактивный материал. Это значительно повышает температурные характеристики: длительно допустимая температура жилы увеличивается до +90°C, а в режиме перегрузки или короткого замыкания — до +250°C и +130°C соответственно. Изоляция наносится экструзионным методом, обеспечивая равномерную толщину и отсутствие воздушных включений.

3. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция, обычно из специальных полимерных лент или экструдированного слоя. Она служит для придания округлой формы кабелю и дополнительной электрической стабильности.

4. Экранирующий слой

Экран является ключевым элементом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Он состоит из двух частей:

• Экран по жиле (полупроводящий): Наносится поверх изоляции каждой жилы в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или наложения полупроводящих лент. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Экран по изолированным жилам (медный): Выполнен в виде оплетки из медных проволок (обозначение «К» в маркировке). Этот экран выполняет несколько функций: замыкает на себя электрическое поле, защищает от внешних электромагнитных помех, а также служит в качестве элемента для протекания токов короткого замыкания и заземления.

5. Внутренняя оболочка (под оболочкой)

Поверх экрана накладывается слой ПВХ-пластиката (обозначение «в»). Он предохраняет медный экран от коррозии и механических повреждений, а также служит барьером для распространения пламени.

6. Броня

В кабеле марки АПвКШв броня как отдельный элемент отсутствует. Защитную функцию от механических воздействий выполняет защитный шланг.

7. Защитный шланг (наружная оболочка)

Внешний слой из ПВХ-пластиката (обозначение «Шв»). ПВХ-компаунд для наружной оболочки обладает повышенной стойкостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению, маслам, агрессивным почвам и обладает свойствами нераспространения горения. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Ключевые электрические и конструктивные параметры кабеля АПвКШв 3х10

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ (основа)
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10, 8.7/15, 12/20*	ГОСТ 31996-2012, ТУ
Количество и сечение основных жил, мм²	3 х 10	—
Длительно допустимая температура токопроводящей жилы, °C	+90	ГОСТ 31996-2012
Максимальная температура жилы при КЗ (до 5 с), °C	+250	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура нагрева жил при перегрузке, °C	+130	ГОСТ 31996-2012
Минимальный радиус изгиба при прокладке	Не менее 10 наружных диаметров кабеля	ГОСТ 31996-2012
Сопротивление изоляции при +20°C, не менее, МОм·км	1000 (для кабелей на U0/U = 6/10 кВ и выше)	ГОСТ 31996-2012
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц, 10 мин.	Для U0/U = 6/10 кВ: 22 кВ Для U0/U = 8.7/15 кВ: 26 кВ Для U0/U = 12/20 кВ: 35 кВ	ГОСТ 31996-2012
Строительная длина, не менее	150-200 м (по согласованию с заказчиком возможны отрезки короче)	ТУ
Масса 1 км кабеля, приблизительно	Около 600-750 кг (зависит от производителя и толщины оболочек)	Справочные данные

• Конкретное значение указывается в маркировке. Кабель АПвКШв 3х10 чаще всего применяется на напряжение 6/10 кВ.

Таблица 2. Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп) для кабеля АПвКШв 3х10 при прокладке в земле и воздухе*

Условия прокладки	Iдоп, А (при температуре жилы +90°C)	Ключевые условия
В земле (траншее)	70 — 80 А	Глубина прокладки 0.7-1 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, температура грунта +15°C, количество работающих кабелей в траншее — 1.
В воздухе (на открытом воздухе, в помещении)	65 — 75 А	Температура воздуха +25°C, отсутствие прямого солнечного облучения, свободный теплоотвод.

• Значения приведены ориентировочно. Точный расчет I_доп должен производиться согласно ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов: на температуру земли/воздуха, количество рядом проложенных кабелей, тепловое сопротивление грунта и др.

Область применения и способы прокладки

Кабель АПвКШв 3х10 предназначен для эксплуатации в сетях среднего напряжения 6-20 кВ. Основные сферы применения:

• Распределительные сети городской и промышленной инфраструктуры: Питание трансформаторных подстанций 10/0.4 кВ, распределительных пунктов, ответвлений к крупным потребителям.
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, другого высоковольтного оборудования.
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности: Благодаря стойкости оболочки к агрессивным средам.
• Сельское хозяйство: Питание насосных станций и других объектов.
• Кабельные линии в тоннелях, коллекторах, эстакадах.

Способы прокладки:

• Прокладка в земле (траншее): Наиболее распространенный способ. Требует подготовки песчаной подушки и засыпки, защиты кирпичом или сигнальной лентой в местах с риском механических повреждений.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В лотках, коробах, по стенам и конструкциям в тоннелях, технических этажах. Необходимо соблюдать требования по креплению и разделению силовых кабелей.
• Прокладка в помещениях: Допускается при условии отсутствия риска значительных механических воздействий.

Запрещена прокладка кабеля АПвКШв по воздуху на тросах (несущих тросах) без дополнительной защиты, так как его конструкция не рассчитана на значительные растягивающие нагрузки и постоянное УФ-воздействие без брони.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКШв 3х10 по сравнению с аналогами

Преимущества:

• Высокие температурные показатели: Благодаря изоляции из сшитого полиэтилена кабель имеет повышенную пропускную способность и стойкость к перегрузкам и токам КЗ.
• Стойкость к влаге и агрессивным средам: Защитный шланг из ПВХ обеспечивает хорошую защиту.
• Наличие экрана: Позволяет использовать кабель в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, обеспечивает безопасность и электромагнитную совместимость.
• Относительно меньший вес и радиус изгиба по сравнению с бронированными кабелями в свинцовой оболочке (ААШв), что облегчает транспортировку и монтаж.
• Экономичность: Использование алюминия делает кабель значительно более дешевым по сравнению с медными аналогами (например, ПвКШв).

Недостатки и ограничения:

• Отсутствие брони: Ограничивает применение в условиях высокого риска механических повреждений (например, при прямой прокладке в грунте с камнями, в зонах земляных работ) без дополнительной защиты (керамические плиты, трубы).
• Алюминиевая жила: Требует применения специальных наконечников и технологий опрессовки/соединения, более подвержена ползучести и окислению, менее гибкая, чем медь.
• Ограниченная стойкость к УФ: При длительной открытой прокладке на солнце ПВХ-шланг может стареть, хотя для наружной оболочки используются светостабилизированные составы.

Монтаж, соединение и оконцевание

Монтаж кабеля АПвКШв 3х10 должен производиться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ, ПТЭЭП и инструкций производителя кабеля и муфт.

• Радиус изгиба: Не менее 10 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экрана.
• Температура монтажа: Прокладка без предварительного подогрева разрешена при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо отогревать в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов.
• Соединение и ответвление: Выполняются с помощью соединительных и ответвительных муфт (стопорных) на соответствующее напряжение. Технология включает ступенчатую разделку концов кабеля, монтаж соединителей на жилы, восстановление экранирующего слоя и изоляции, герметизацию.
• Оконцевание: Выполняется с помощью концевых муфт (внутренних КНВ или наружных КНН) или с помощью кабельных вводов для КРУ (комплектных распределительных устройств). Обязательным является надевое соединение и заземление медного экрана. Для соединения алюминиевой жилы с медной шиной или наконечником аппарата используются либо биметаллические (алюмомедные) наконечники, либо переходные пластины, предотвращающие электрохимическую коррозию.
• Заземление экрана: Медный экран кабеля с обоих концов должен быть надежно заземлен. Это необходимо для безопасности и нормальной работы защитных устройств.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем основное отличие кабеля АПвКШв от АПвПу?

Основное отличие — в конструкции экрана и внешней оболочки. У кабеля АПвКШв экран выполнен в виде оплетки из медных проволок («К»), а поверх него наложен защитный ПВХ-шланг («Шв»). У кабеля АПвПу экран выполнен в виде медной ленты, спирально наложенной с перекрытием, а внешняя оболочка — полиэтиленовая («п») без дополнительного шланга. «Пу» чаще используется для прокладки в земле, а «КШв» — в условиях возможной агрессивной среды и для повышенной гибкости.

Можно ли использовать кабель АПвКШв 3х10 для прокладки в воде?

Нет, кабель АПвКШв не предназначен для прокладки в воде (подводной). Его конструкция (ПВХ-шланг) не обеспечивает долговременной герметичности под давлением воды. Для прокладки в водной среде применяются специальные кабели с герметизированной алюминиевой или свинцовой оболочкой (например, АПвП, АПвПг).

Какой срок службы у данного кабеля?

Номинальный срок службы кабеля АПвКШв, заявленный производителями и нормируемый ГОСТ 31996-2012, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы сильно зависит от условий эксплуатации: корректности монтажа, величины и стабильности нагрузки, агрессивности окружающей среды, механических воздействий.

Требуется ли дополнительная защита при прокладке в земле?

При прокладке в обычном грунте без камней и вне зон будущих раскопок достаточно стандартной подготовки траншеи: песчаная подушка, укладка кабеля, засыпка песком, укладка сигнальной ленты, обратная засыпка грунтом. В местах с повышенным риском повреждений (переходы через дороги, вводы в здания, зоны возможных земляных работ) кабель необходимо защищать кирпичом, бетонными плитами, керамическими или асбоцементными трубами.

Чем отличается кабель на 6/10 кВ от 8.7/15 кВ в маркировке АПвКШв 3х10?

Отличие заключается в толщине изоляции из сшитого полиэтилена. Для кабеля на более высокое фазное напряжение (U₀ = 8.7 кВ) толщина изоляции каждой жилы будет больше, чем для кабеля на U₀ = 6 кВ. Это обеспечивает необходимую электрическую прочность. Внешний диаметр и масса кабеля на 8.7/15 кВ будут несколько больше. При заказе и монтаже критически важно использовать кабель, соответствующее номинальному напряжению сети.

Как правильно выбрать между алюминиевым (АПвКШв) и медным (ПвКШв) кабелем на 10 кВ?

Выбор основывается на технико-экономическом расчете:

• АПвКШв (алюминий): Значительно дешевле, легче. При равном сечении имеет на 20-30% меньшую пропускную способность (I_доп), большее переходное сопротивление в соединениях. Применяется при ограниченном бюджете, для линий с умеренной нагрузкой.
• ПвКШв (медь): Дороже, тяжелее. Имеет более высокую проводимость, меньшие потери, лучшую стойкость к повторным изгибам и коррозии в соединениях. Применяется для ответственных линий с высокой нагрузкой, в условиях частых перегрузок, при ограничениях по сечению.

Для сечения 10 мм² выбор чаще склоняется в сторону алюминия для распределительных линий средней длины, где решающим фактором является стоимость.

Нужно ли заземлять экран кабеля с двух сторон?

Да, в абсолютном большинстве случаев экран (оплетка) кабеля АПвКШв должен быть надежно заземлен с обоих концов. Это обеспечивает безопасность персонала (снимает напряжение с экрана), создает путь для токов короткого замыкания, способствует корректной работе релейной защиты. Исключения (заземление с одной стороны) возможны только в специальных схемах для очень длинных линий с целью уменьшения токов в экране, но такие решения требуют детального инженерного расчета и обоснования.