Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена АПвКсП 6 кВ: полный технический анализ

Кабель АПвКсП 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой оболочке, с защитным покровом в виде прессованного шланга из полиэтилена. Данная марка предназначена для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долговечность и стойкость к сложным условиям эксплуатации, что делает его ключевым элементом в современных кабельных сетях среднего напряжения.

Расшифровка маркировки АПвКсП

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция из полиэтилена.
• в – оболочка из винила (поливинилхлоридного пластиката). В данной маркировке это устаревшее обозначение. Фактически, согласно современным ТУ, следующая буква «К» указывает на наличие металлической оболочки. Буква «в» в стандартной маркировке часто опускается, а правильное чтение акцентатирует: А-П-К-с-П.
• К – защитная оболочка в виде короба (гофрированной ленты) или гладкой трубки из алюминия.
• с – материал изоляции жил – сшитый полиэтилен.
• П – наружный защитный покровь (шланг) из полиэтилена.
• 6 кВ – номинальное напряжение 6000 Вольт.

Таким образом, полная расшифровка: Кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в алюминиевой оболочке, с наружным покровом из полиэтилена на номинальное напряжение 6 кВ.

Конструкция кабеля АПвКсП 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия (марки АВЕ или АА по ГОСТ 22483). Жила может быть однопроволочной (секторной или круглой) для сечений до 240 мм² включительно или многопроволочной (круглой) для всех сечений. Класс гибкости – 1 или 2. Использование алюминия обеспечивает легкость и экономичность кабеля по сравнению с медными аналогами.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение локальных концентраций напряженности на микронеровностях жилы, что критически важно для изоляции среднего напряжения.

3. Изоляция жилы

Основной изолирующий слой выполнен из сшитого полиэтилена (XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (до 90°C в длительном режиме и до 250°C при КЗ), отличные диэлектрические характеристики, механическую прочность и стойкость к трекингу. Толщина изоляции нормирована и для 6 кВ составляет, как правило, 3,0 мм.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Поверх изоляции накладывается второй экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Он в сочетании с экраном на жиле создает идеально гладкое цилиндрическое концентрическое электрическое поле внутри изоляции.

5. Поясная изоляция

В трехжильных кабелях поверх скрученных экранированных жил может накладываться поясная изоляция из полупроводящей ленты или экструдированного слоя. Она служит для выравнивания поля в межжильном пространстве.

6. Медные экранирующие проволоки (дренажные жилы)

Поверх экрана на изоляции (или поясной изоляции) спирально накладываются незамкнутые медные проволоки малого сечения. Их функция – обеспечить продольный путь для замыкания токов, наведенных на экране, и возможность его надежного заземления.

7. Разделительный слой

Под оболочку может накладываться слой из пластикатной ленты или аналогичного материала для защиты экрана и обеспечения скольжения при наложении оболочки.

8. Алюминиевая герметичная оболочка

Гладкая или, чаще, гофрированная трубка из алюминиевой ленты, наложенная продольной или спиральной гофрировкой. Это ключевой элемент конструкции, выполняющий несколько функций:

• Барьер для влаги и газов, обеспечивающий абсолютную герметичность сердечника кабеля от воздействия окружающей среды.
• Механическая защита от внешних воздействий (сдавливание, удары, грызуны).
• Нулевой рабочий проводник в системах с изолированной нейтралью (при соответствующем обосновании проекта).
• Элемент для компенсации теплового расширения сшитого полиэтилена.

9. Защитный шланг (покров) из полиэтилена

Наружный слой, нанесенный методом экструзии поверх алюминиевой оболочки. Защищает алюминий от коррозии, химических воздействий почвы и агрессивных сред, а также обеспечивает дополнительную механическую защиту. Полиэтилен низкого давления (ПНД) обладает высокой стойкостью к истиранию и ударам.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры (при температуре жилы +90°C)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U (Um)	6/6 (7,2) кВ
Максимальная длительно допустимая температура жилы	+90°C
Максимальная температура жилы при коротком замыкании	+250°C (длительность не более 5 сек)
Допустимая температура нагрева жилы при перегрузке	+130°C
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже	15 x Dнар (Dнар – наружный диаметр кабеля)
Сопротивление изоляции, не менее	1000 МОм·км
Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа	12 кВ (продолжительность 10 мин.)
Импульсное испытательное напряжение (грозовой импульс 1,2/50 мкс)	60 кВ

Длительно допустимый ток нагрузки (пример для прокладки в земле)

Сечение жилы, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А	Примечание: условия прокладки
3×50	—	170	Глубина прокладки 0.7 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.0 К·м/Вт, расстояние между кабелями в траншее 0.1 м.
3×95	—	245
3×150	—	310
3×240	—	390

Внимание: Точные значения токов нагрузки определяются по методике, изложенной в ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру грунта, количество работающих кабелей в траншее и т.д.).

Области применения кабеля АПвКсП 6 кВ

• Распределительные сети 6 кВ: Основное применение – питание районных и городских подстанций, распределительных пунктов, создание кольцевых сетей.
• Промышленные предприятия: Питание мощных электродвигателей, печей, преобразовательных установок, главных распределительных щитов (ГРЩ).
• Объекты инфраструктуры: Кабельные линии для аэропортов, железнодорожных станций, метрополитена, портов.
• Добывающая промышленность: Пригоден для прокладки в шахтах и рудниках, не опасных по газу и пыли.
• Сельское хозяйство: Питание крупных насосных станций и сельскохозяйственных комплексов.
• Установка в агрессивных средах: Благодаря герметичной алюминиевой оболочке и полиэтиленовому шлангу кабель устойчив к воздействию блуждающих токов, химикатов, солей, масел и высокой влажности. Может прокладываться в земле с высокой коррозионной активностью, в болотистой местности, вдоль мостов и эстакад.

Преимущества и недостатки кабеля АПвКсП 6 кВ

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Срок службы не менее 30 лет. Комбинация XLPE и герметичной металлической оболочки обеспечивает стабильность параметров на протяжении всего периода эксплуатации.
• Влагостойкость и герметичность: Алюминиевая оболочка является абсолютным барьером для воды и влаги, что исключает явление водного деревления изоляции, характерное для старых типов кабелей.
• Высокая пропускная способность: Допустимая температура жилы +90°C позволяет пропускать большие токи по сравнению с кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией (допускавшими +70°C).
• Удобство монтажа и прокладки: Отсутствие ограничений по перепаду уровней, меньший вес и большая допустимая длина одной строительной длины по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке.
• Хорошая стойкость к коротким замыканиям: Изоляция XLPE сохраняет свойства при высоких температурах КЗ.
• Экологическая безопасность: Отсутствие масла или пропитки, риск загрязнения окружающей среды при повреждении минимален.

Недостатки:

• Более высокая стоимость по сравнению с кабелями АПвП или АПвВГ, не имеющими металлической оболочки.
• Требовательность к качеству монтажа концевых и соединительных муфт: Необходимость тщательной заделки алюминиевой оболочки и экрана для обеспечения герметичности и правильного распределения электрического поля.
• Чувствительность к механическим повреждениям оболочки при транспортировке и прокладке: Хотя полиэтиленовый шланг прочен, точечные удары острыми предметами могут его повредить, что потребует ремонта.

Сравнение с аналогами (АПвП, АПвПу, ЦСП)

Марка кабеля	Конструктивные особенности	Ключевые отличия и применение
АПвКсП	Алюминиевая жила, XLPE, алюминиевая оболочка, полиэтиленовый шланг.	Полная герметичность, стойкость к влаге и агрессивным средам. Для ответственных линий в сложных грунтах.
АПвП	Алюминиевая жила, XLPE, полиэтиленовый шланг (без металлической оболочки).	Более легкий и дешевый. Для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях), где нет риска механических повреждений и агрессивного воздействия грунта.
АПвПу	Алюминиевая жила, XLPE, усиленная защита (броня из стальных оцинкованных лент), полиэтиленовый шланг.	Повышенная механическая защита от растяжения и повреждений. Для прокладки в земле с высоким риском внешних воздействий (строительные площадки, зоны сдвига грунта).
ЦСП (например, ПвП)	Медная жила, XLPE, полиэтиленовая оболочка.	Медный аналог АПвП. Более высокая проводимость, меньший диаметр при том же сечении, но значительно выше цена. Применяется при жестких требованиях к току нагрузки или сечению.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвКсП 6 кВ может осуществляться в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, по эстакадам и в помещениях. При прокладке в земле необходимо использовать песчаную подушку и защиту сверху кирпичом или сигнальной лентой. Важно соблюдать минимальный радиус изгиба (15 наружных диаметров). При низких температурах требуется предварительный подогрев. Обязательным условием надежной работы является правильный монтаж специализированных концевых и соединительных муфт, обеспечивающих герметизацию оболочки, заземление экранов и контроль изоляции. При эксплуатации необходимо проводить плановые замеры сопротивления изоляции и диагностику (например, методом частичных разрядов).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между АПвКсП и АПвП?

Принципиальное отличие – наличие у АПвКсП герметичной гофрированной алюминиевой оболочки под наружным полиэтиленовым шлангом. У АПвП такой оболочки нет, его внешняя полиэтиленовая оболочка является основным барьером от среды. Поэтому АПвКсП абсолютно влагонепроницаем и защищен от коррозии, а АПвП рекомендуется для сухих помещений или кабельных сооружений.

Можно ли прокладывать кабель АПвКсП 6 кВ в земле без дополнительной защиты?

Да, можно, так как его конструкция (алюминиевая оболочка + полиэтиленовый шланг) предназначена для прямой прокладки в земле, в том числе в агрессивных грунтах. Однако для защиты от механических повреждений при раскопках рекомендуется укладка в траншее на песчаную подушку с защитным покрытием из кирпича или бетонных плит сверху.

Как правильно заземлять кабель АПвКсП?

Заземлению подлежат медные экранирующие проволоки (дренажные жилы) и алюминиевая оболочка. Это делается через специальные концевые заделки или соединительные муфты. Оба элемента должны быть надежно соединены с контуром заземления на обоих концах линии. В трехжильных кабелях экраны всех трех жил обычно соединяются и заземляются вместе.

Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвКсП 6 кВ?

Применяются специальные муфты для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и металлической оболочкой:

• Стопорные муфты: Для разделки алюминиевой оболочки и герметизации конца.
• Соединительные муфты: Для соединения двух строительных длин кабеля. Должны обеспечивать электрическое соединение жил, экранов, оболочек и непрерывность герметичного барьера.
• Концевые муфты (наружной или внутренней установки): Для перехода с кабеля на воздушную линию или подключения к ячейке КРУ. Типы: стопорно-концевые, с тепловой усадкой или холодной усадкой.

Работы должны выполняться квалифицированным персоналом с использованием комплектов от проверенных производителей.

Что означает обозначение U₀/U (U_m) = 6/6 (7,2) кВ?

Это классификация номинального напряжения по МЭК и ГОСТ:

• U₀ = 6 кВ – номинальное напряжение между жилой и землей (экраном/оболочкой).
• U = 6 кВ – номинальное междуфазное напряжение сети, в которой работает кабель.
• U_m = 7,2 кВ – максимальное допустимое рабочее междуфазное напряжение, которое может действовать в сети ограниченное время в нормальных условиях эксплуатации.

Таким образом, кабель рассчитан для работы в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью, где напряжение относительно земли в нормальном режиме не превышает 6 кВ.

Как определить необходимое сечение жилы кабеля АПвКсП 6 кВ?

Сечение выбирается по трем основным критериям, указанным в ПУЭ:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву). Ток нагрузки должен быть меньше или равен табличному значению с учетом всех поправочных коэффициентов.
2. По потере напряжения (для протяженных линий).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Сечение должно быть таким, чтобы при протекании расчетного тока КЗ за заданное время отключения температура жилы не превысила +250°C.

Окончательный выбор, как правило, производится на этапе проектирования с помощью специальных расчетных программ.