Кабель силовой АПвВ 3-х жильный на напряжение 6 кВ: полный технический анализ и сфера применения

Кабель АПвВ 3х жильный на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и защитной оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Данная марка является современной и технологичной заменой устаревающим кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа АСБ) и широко применяется 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 удобство монтажа в различных условиях эксплуатации.

Расшифровка маркировки АПвВ

Маркировка кабеля производится в соответствии с ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» и другими техническими условиями для напряжений 6 кВ и выше. Каждая буква в обозначении несет информацию о материале и конструкции:

• А – материал токопроводящей жилы: алюминий.
• П – материал изоляции: полимерная. В данном контексте подразумевается сшитый полиэтилен (СПЭ).
• в – материал внутренней оболочки (заполнения): вулканизированный полиэтилен или поливинилхлоридный пластикат. В данной конструкции часто отсутствует как отдельный элемент, а буква указывает на тип защитного шланга.
• В – материал внешней оболочки: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ).

Таким образом, полная расшифровка АПвВ – кабель с алюминиевой жилой, с изоляцией из сшитого полиэтилена, в оболочке из ПВХ. Цифра «3» указывает на количество токопроводящих жил, а «6 кВ» – на номинальное линейное напряжение.

Конструкция кабеля АПвВ 3х6 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, применяются секторные (сегментные) жилы, что позволяет уменьшить общий диаметр кабеля и снизить расход материалов. Жилы меньшего сечения выполняются круглыми. Все жилы являются многопроволочными, что обеспечивает необходимую гибкость.

2. Экран на жиле (полупроводящая экранирующая лента или экструдированный слой)

Поверх каждой жилы накладывается экран в виде экструдированного слоя из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей ленты. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, предотвращение возникновения локальных перенапряжений и микроразрядов на границе раздела жила/изоляция.

3. Изоляция

Основной изоляционный слой выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ, англ. XLPE). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу выдающиеся свойства: высокую температурную стойкость (длительно допустимая температура жилы +90°C), отличные диэлектрические характеристики, стойкость к тепловым ударам и механическую прочность. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального напряжения.

4. Экран на изоляции (полупроводящей слой)

Поверх изоляции каждой жилы накладывается внешний экран, аналогичный внутреннему. Он предназначен для создания равномерного электрического поля внутри изоляции и отвода емкостных токов.

5. Поясная изоляция и заполнение

Экранированные изолированные жилы скручиваются вместе. Пространство между ними заполняется промежуточным заполнителем из эластичного материала (например, ПВХ пониженной горючести или резиновых смесей) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности. Поверх скрутки может накладываться поясная изоляция из полупроводящей или крепированной лавсановой ленты.

6. Общий экран (медная проволока или лента)

Поверх поясной изоляции накладывается экран в виде медной ленты или оплетки из медных проволок. Этот слой служит для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, а также в качестве проводника для токов короткого замыкания и заземления.

7. Оболочка

Внешняя защитная оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ). Она предохраняет внутренние элементы кабеля от механических повреждений, агрессивных сред (влаги, химикатов) и обеспечивает необходимый уровень пожарной безопасности. Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные технические характеристики и параметры

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/6 (7,2) кВ. Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение, U_m – максимальное длительно допустимое.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут после монтажа.
• Испытательное постоянное напряжение: 36 кВ в течение 15 минут на готовом кабеле.
• Допустимая длительная температура нагрева жилы: +90°C.
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 сек).
• Температура монтажа: не ниже -15°C без предварительного подогрева.
• Минимальный радиус изгиба при прокладке: 15 наружных диаметров кабеля.

Таблица 1. Токовые нагрузки для кабеля АПвВ 3х6 кВ (прокладка в земле, температура грунта +15°C, глубина прокладки 0.7 м)

Номинальное сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км, кг
3х50	170	48	2500
3х70	205	53	3200
3х95	245	58	4000
3х120	280	62	4800
3х150	320	67	5700
3х185	360	71	6700
3х240	425	78	8400

Примечание: Точные значения токовых нагрузок определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов (температура грунта, удельное тепловое сопротивление, количество кабелей в траншее и т.д.).

Область применения кабеля АПвВ 3х6 кВ

Кабель предназначен для передачи и распределения электроэнергии в сетях с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6 кВ: Питание отходящих линий от главных понизительных подстанций (ГПП) и распределительных пунктов (РП) к цеховым трансформаторным подстанциям (ТП) на промышленных предприятиях.
• Питание мощных электродвигателей: Непосредственное подключение синхронных и асинхронных двигателей напряжением 6 кВ (насосы, вентиляторы, компрессоры).
• Кабельные линии в городской инфраструктуре: Прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, коллекторах, тоннелях для электроснабжения районов и крупных объектов.
• Объекты нефтегазовой и химической промышленности: При условии соответствия оболочки требованиям по стойкости к агрессивным средам.
• Шахты и рудники: При условии выполнения кабеля в нераспространяющем горение исполнении (например, АПвВнг(А)).

Кабель не предназначен для прокладки по воздуху (на опорах) без дополнительной защиты от солнечного излучения и механических воздействий. Для воздушных линий применяются кабели с встроенным несущим тросом (типа АПвВТ) или иные конструктивные решения.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества перед кабелем с бумажной изоляцией (АСБ):

• Высокая влагостойкость: Отсутствие гигроскопичной бумажной изоляции исключает необходимость в металлической оболочке и ограничения по перепаду уровней при прокладке.
• Большая допустимая температура: +90°C против +70-80°C у АСБ, что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению.
• Удобство монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, отсутствие необходимости в концевых муфтах с системой маслонаполнения или стопорении.
• Высокая стойкость к тепловым ударам и перегрузкам.
• Отсутствие риска осушения изоляции и необходимости контроля давления масла.

Преимущества перед кабелем с изоляцией из ПВХ (АВВГ):

• Более высокое рабочее напряжение (до 35 кВ включительно).
• Лучшие диэлектрические и температурные характеристики.
• Меньшие диэлектрические потери.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим воздействиям: При монтаже необходимо избегать ударов и защемлений, которые могут повредить изоляцию из СПЭ.
• Требовательность к качеству монтажа муфт: Необходима абсолютная чистота и соблюдение технологии разделки и монтажа концевых и соединительных муфт.
• Более высокая стоимость по сравнению с АВВГ на низкое напряжение.

Особенности монтажа и эксплуатации

Прокладка кабеля АПвВ 3х6 кВ осуществляется в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП 3.05.06-85 и инструкций заводов-изготовителей.

• Прокладка в земле: Глубина траншеи не менее 0,7 м для линий до 20 кВ. Кабель укладывается на подготовленную подушку из мелкой земли без камней или песок. Сверху засыпается таким же слоем и защищается кирпичом или сигнальной лентой. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм.
• Прокладка в кабельных сооружениях: Допускается прокладка в лотках, коробах, по конструкциям. В одном лотке можно укладывать несколько кабелей. В помещениях с возможным распространением огня необходимо применять кабель в исполнении «нг(А)» – не распространяющий горение.
• Монтаж концевых заделок и соединительных муфт: Является критически важной операцией. Необходимо использовать комплекты муфт, предназначенные именно для кабелей с изоляцией из СПЭ на 6 кВ. Обязательна тщательная зачистка, шлифовка и обезжиривание изоляции, точное наложение полупроводящих и заземляющих элементов. Работы должны выполняться квалифицированным персоналом.
• Заземление: Медные экраны кабеля с обоих концов должны быть надежно заземлены для безопасности и нормальной работы релейной защиты.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем ключевое отличие АПвВ от АПвПу?

Основное отличие – в конструкции внешней оболочки и экрана. У кабеля АПвПу (где «у» – усиленная оболочка) внешняя оболочка выполняется из полиэтилена, а не из ПВХ. Полиэтиленовая оболочка обладает более высокой механической прочностью и стойкостью к влаге, что делает кабель АПвПу предпочтительным для прокладки в земле в условиях высокой коррозионной активности или при наличии блуждающих токов. АПвВ с ПВХ-оболочкой чаще применяется для прокладки внутри помещений, в кабельных каналах и тоннелях.

Можно ли использовать кабель АПвВ для прокладки в воздухе (по опорам)?

Без дополнительной защиты – не рекомендуется. ПВХ-оболочка не устойчива к длительному воздействию ультрафиолетового излучения, что приводит к ее растрескиванию и потере защитных свойств. Для воздушной прокладки следует применять кабели, специально предназначенные для этого, например, с внешней оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (АПвПу) или, что чаще, самонесущие изолированные провода (СИП) либо кабели с встроенным несущим тросом (АПвВТ).

Как правильно выбрать сечение жил кабеля АПвВ на 6 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:
1. По допустимому длительному току нагрузки (нагреву). Расчетный ток линии должен быть меньше или равен допустимому току для выбранного сечения с учетом всех поправочных коэффициентов (ПУЭ, гл.1.3).
2. По потере напряжения. Потеря напряжения в конце линии не должна превышать значений, установленных нормами (обычно 5% для силовых нагрузок).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверочный расчет). Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ за время его отключения защитой.
Первичным обычно является выбор по допустимому току с последующей проверкой по остальным критериям.

Требуется ли для кабеля АПвВ 6 кВ дополнительная защита при прокладке в земле?

Да, в большинстве случаев требуется. Для защиты от механических повреждений при последующих раскопках кабель, проложенный на глубине 0,7-1,0 м, должен быть защищен сверху:
— При прокладке в траншеях с вероятностью раскопок – железобетонными плитами толщиной не менее 50 мм или кирпичом (в один слой поперек трассы).
— При прокладке под дорогами – асфальтобетонными плитами или трубами (например, ПНД или асбестоцементными).
— Обязательно укладка сигнальной пластиковой ленты с предупредительной надписью на расстоянии ~250 мм от верха кабеля.

Какие существуют аналоги кабеля АПвВ по ТУ разных производителей?

Конструктивно близкими аналогами, соответствующими современным стандартам, являются кабели марок:
— АПвВнг(А)-ХЛ – в исполнении не распространяющем горение по категории А, с пониженным дымо- и газовыделением (ХЛ – холодостойкий).
— АПвВГЭ – с экраном в виде гофрированной медной ленты и оболочкой из ПВХ пониженной горючести.
— АПвП – с изоляцией и оболочкой из полиэтилена.
Выбор конкретной марки зависит от условий прокладки (помещение, тоннель, земля) и требований пожарной безопасности.

Какой срок службы у кабеля АПвВ 6 кВ?

Номинальный срок службы кабеля АПвВ, при соблюдении условий транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации, установленный ГОСТ и ТУ, составляет не менее 30 лет. Фактический ресурс может быть значительно больше. Ключевыми факторами, сокращающими срок службы, являются: длительные перегрузки по току, работа в условиях повышенной температуры окружающей среды, механические повреждения, некачественный монтаж муфт, коррозия экрана.