Кабель АПвВ 1-х жильный 6 кВ: технические характеристики, конструкция и область применения
Кабель АПвВ 1х… 6 кВ представляет собой одножильный силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), алюминиевой токопроводящей жилой, с защитным экраном в виде медной проволоки и внешней оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Он предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение 6 кВ частотой 50 Гц. Основная сфера применения – прокладка в электрических сетях на класс напряжения 6-10 кВ, включая магистральные линии, распределительные сети промышленных предприятий, инфраструктуру объектов ЖКХ, а также в условиях агрессивных сред, где не предъявляются требования к нераспространению горения.
Расшифровка маркировки АПвВ
Маркировка кабеля производится согласно ГОСТ 18410-73 и более поздних стандартов и несет полную информацию о его конструкции:
- А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
- П – материал изоляции: полиэтилен.
- в – тип изоляции: вулканизированный (сшитый) полиэтилен.
- В – материал оболочки: поливинилхлорид (ПВХ).
- 1-х жильный – количество токопроводящих жил.
- 6 кВ – номинальное напряжение сети, для которой предназначен кабель.
- Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
- Создание пути для токов короткого замыкания.
- Снижение напряженности электрического поля на поверхности изоляции до нуля (заземляемый элемент).
- Срок службы: Не менее 30 лет.
- Радиус изгиба при прокладке: Не менее 15 наружных диаметров кабеля.
- Климатическое исполнение: УХЛ, категории размещения 1-5 по ГОСТ 15150 (для умеренного и холодного климата). Допускается прокладка в земле (в траншеях), кабельных каналах, тоннелях, на эстакадах, в помещениях, при условии отсутствия растягивающих усилий.
- Стойкость к агрессивным средам: ПВХ оболочка обеспечивает стойкость к плесени, маслу, бензину, щелочам умеренной концентрации.
- Прокладка в земле: Допускается, но требует защиты от механических повреждений (укладка в трубы, использование сигнальной ленты, кирпича). Необходим расчет допустимых токовых нагрузок с учетом теплопроводности грунта и его влажности.
- Прокладка в воздухе: Возможна по конструкциям, но необходимо учитывать УФ-стойкость оболочки (ПВХ подвержен умеренному старению под солнцем) и механическую защиту.
- Прокладка в кабельных сооружениях: Возможна одиночная прокладка. При групповой прокладке в лотках, коробах, на стеллажах необходимо помнить, что кабель АПвВ без индекса «нг» не сдерживает распространение пламени. Для групповой прокладки следует применять исполнения «нг(A)-LS» или «нг(А)-HF».
- Заземление: Металлический экран (медная оплетка) подлежит обязательному двухстороннему заземлению. Это критически важно для безопасности персонала и корректной работы релейной защиты.
- Монтаж при низких температурах: При температуре ниже -15°C кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении или с помощью специальных трансформаторов.
- По длительно допустимому току нагрузки (ПУЭ, гл. 1.3). Учитывается способ прокладки (земля, воздух, канал), температура окружающей среды, количество работающих кабелей вплотную.
- По потере напряжения. Особенно важно для протяженных линий.
- По току короткого замыкания. Проверяется термическая стойкость жилы и экрана.
- Снятия потенциала с экрана, обеспечения безопасности.
- Обеспечения пути для токов короткого замыкания, что позволяет корректно работать устройствам релейной защиты.
- В системах с изолированной нейтралью или компенсированных сетях могут применяться специальные схемы заземления (через ограничители перенапряжений), но физическое соединение экрана с землей на концах линии присутствует всегда.
- Высокая рабочая температура: +90°C против +70°C для бумажной.
- Отсутствие ограничений по перепаду высот: Не требуется специальных муфт для компенсации давления пропитки.
- Меньший вес и диаметр.
- Простота монтажа и разделки.
- Высокая стойкость к влаге и термоциклированию.
Отсутствие в маркировке индекса «нг» (негорючий) указывает на то, что кабель не предназначен для групповой прокладки в пучках с требованием нераспространения горения.
Конструкция кабеля АПвВ 6 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). Для сечений от 50 мм² и выше, как правило, выполняется секторной или сегментной формы для обеспечения компактности. Жила может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 240-300 мм² или многопроволочной для больших сечений и повышенной гибкости.
2. Экран на жиле (полупроводящий экран)
Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его назначение – выравнивание электрического поля и предотвращение возникновения локальных перенапряжений (микроразрядов) на границе между жилой и основной изоляцией.
3. Основная изоляция
Выполняется из сшитого полиэтилена (XLPE) методом экструзии с последующей вулканизацией (сшивкой). Толщина изоляции нормируется стандартами. Для 6 кВ она составляет, как правило, 3.0-3.4 мм. СПЭ обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к термоциклированию и влаге.
4. Экран на изоляции (полупроводящий слой)
Поверх основной изоляции накладывается второй экструдированный слой полупроводящего сшитого полиэтилена. Он служит для создания равномерного цилиндрического электрического поля и является частью системы экранирования.
5. Поясная изоляция
В одножильных кабелях 6 кВ поверх экрана на изоляции часто накладывается поясная изоляция в виде ленты из полупроводящего материала или медной фольги. Она обеспечивает равномерный контакт с металлическим экраном.
6. Металлический экран
Выполняется в виде оплетки из медных проволок или медной ленты. Основные функции:
Сечение медных проволок экрана нормируется в зависимости от сечения основной жилы для обеспечения стойкости к токам КЗ.
7. Оболочка
Наружный защитный слой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, агрессивных химических сред (масел, кислот, щелочей). Цвет оболочки, как правило, черный.
Основные технические характеристики
Электрические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 6/10 |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы | +90°C |
| Максимальная температура при КЗ (допустимая 4 сек) | +250°C |
| Допустимый нагрев при перегрузке | +130°C |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева | -15°C |
| Сопротивление изоляции при +20°C, не менее | 100 МОм·км |
| Испытательное переменное напряжение 50 Гц, 10 мин. | 15 кВ |
Механические и эксплуатационные параметры
Область применения и особенности монтажа
Кабель АПвВ 6 кВ применяется для создания распределительных сетей 6-10 кВ. Благодаря алюминиевой жиле он имеет существенное преимущество в стоимости по сравнению с медными аналогами (АПвВнг(А)-LS, ПвПнг(А)-LS), что делает его экономически целесообразным для проектов с большими объемами кабельных линий, где не предъявляются требования по пожарной безопасности к групповой прокладке.
Важные особенности монтажа и эксплуатации:
Сравнение с аналогами и выбор кабеля
Выбор между АПвВ и другими типами кабелей определяется требованиями проекта, условиями прокладки и бюджетом.
| Тип кабеля | Материал жилы/изоляции | Ключевые отличия от АПвВ | Область предпочтительного применения |
|---|---|---|---|
| АПвВнг(А)-LS | Алюминий/СПЭ | Оболочка из ПВХ пониженной пожарной опасности. Не распространяет горение при групповой прокладке (категория А), имеет пониженное дымо- и газовыделение. | Прокладка в кабельных сооружениях, тоннелях, зданиях, где предъявляются требования пожарной безопасности. |
| ПвВ 1х… 6 кВ | Медь/СПЭ | Медная токопроводящая жила. Имеет большую проводимость, меньший вес при одинаковом сечении, но значительно более высокую стоимость. | Ответственные объекты, где критична минимизация потерь, требуется меньший радиус изгиба или высокая стойкость к циклическим изгибам. |
| ААБл 1х… 6 кВ | Алюминий/бумажная пропитанная | Бумажная изоляция, пропитанная вязким или нестекающим составом, свинцовая оболочка, броня. Тяжелее, имеет ограничения по перепаду высот, требует специальной концевой разделки. | Устаревшая конструкция, но может применяться в условиях, где важна стойкость к радиальному проникновению влаги и есть риск механических повреждений. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. В чем принципиальная разница между кабелями АПвВ и АПвВнг(А)-LS?
Основное отличие – в материалах оболочки и, как следствие, в поведении при пожаре. Кабель АПвВ имеет обычную ПВХ оболочку, которая поддерживает горение и выделяет большое количество дыма и хлористого водорода при горении. Кабель АПвВнг(А)-LS имеет оболочку из ПВХ пластиката пониженной пожарной опасности: он не распространяет горение при групповой прокладке (испытание по категории «А» F/R), имеет пониженное дымо- и газовыделение (индекс «LS» — Low Smoke). Для одиночной прокладки в траншее разницы нет, для прокладки в зданиях и коллекторах – критически важна.
2. Можно ли прокладывать кабель АПвВ 6 кВ в земле без защиты?
Технически – да, но не рекомендуется. ПВХ оболочка не является броней. Для защиты от механических повреждений (лопата, техника, грызуны) обязательна укладка в полимерные или асбестоцементные трубы, либо использование защитных плит или кирпича. Глубина прокладки – не менее 0.7-1.0 метра от планировочной отметки.
3. Как правильно выбрать сечение жилы кабеля АПвВ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям:
Для предварительной оценки можно использовать таблицы ПУЭ. Окончательный расчет должен выполнять проектировщик.
4. Обязательно ли заземлять медный экран одножильного кабеля с двух сторон?
Да, обязательно. Двухстороннее заземление экрана (на обоих концах линии) необходимо для:
5. Что означает «сшитый полиэтилен» и в чем его преимущества перед бумажно-пропитанной изоляцией?
Сшитый полиэтилен (XLPE) – это полимер, молекулы которого «сшиты» в трехмерную сетку химическими или радиационными методами. Преимущества:
Бумажная изоляция имеет лучшую стойкость к длительному локальному разряду, но в целом СПЭ вытеснил ее в распределительных сетях 6-35 кВ.
6. Какие муфты используются для монтажа кабеля АПвВ 6 кВ?
Для соединения и оконцевания применяются термоусаживаемые или холодноусаживаемые (на основе EPDM-резины) муфты, специально предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6/10 кВ. Например, муфты типа 3M, Raychem, Ensto, КВТ. Критически важно использовать комплекты, соответствующие сечению кабеля и конструкции его экрана.
Заключение
Кабель АПвВ 1-х жильный 6 кВ является надежным и экономичным решением для создания распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает долгий срок службы, высокую пропускную способность и простоту монтажа. Ключевыми факторами успешного применения являются правильный выбор сечения, учет условий прокладки (особенно требований пожарной безопасности для внутренних трасс) и строгое соблюдение технологии монтажа, включая двухстороннее заземление экрана. Для современных проектов, предполагающих групповую прокладку в зданиях или кабельных коллекторах, следует рассматривать его модификацию с индексом «нг(А)-LS».