Кабель АПвВ 6 кВ

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

Кабель марки АПвВ на напряжение 6 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в поливинилхлоридной оболочке. Данный тип кабеля является современной и высокоэффективной заменой классическим кабелям с бумажно-пропитанной изоляцией (типа ААБл, АСБ) в сетях среднего напряжения. Его конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, долгий срок службы и простоту монтажа.

Расшифровка маркировки АПвВ

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• П – изоляция жил из сшитого (полимеризованного) полиэтилена.
• в – оболочка из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката.
• В – отсутствие защитного покрова (брони). Кабель предназначен для стационарной прокладки в условиях, где отсутствуют механические воздействия, растягивающие усилия и риск повреждения грызунами.
• 6 кВ – номинальное напряжение сети, на которое рассчитан кабель. Рабочее напряжение составляет 6/10 кВ (между фазой и землей / между фазами).

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 АВЕ, А97, А99 по ГОСТ 22483), круглой или секторной (сегментной) формы. Секторные жилы применяются в кабелях большого сечения для компактности и экономии материалов. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для сечений до 240-300 мм² и многопроволочными для всех сечений, согласно ГОСТ 22483. Класс гибкости – 1 или 2.

2. Экран на жиле (полупроводящий экран)

Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Представляет собой слой из полупроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей термоэластичной композиции. Его ключевые функции:

• Выравнивание электрического поля и устранение микроскопических воздушных включений между жилой и изоляцией.
• Сглаживание поверхностных неровностей жилы для предотвращения локальных концентраций электрического напряжения (исключение коронирования).

3. Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)

Основной диэлектрический барьер. Изготавливается методом экструзии с последующим сшиванием (вулканизацией) молекул полиэтилена под воздействием высокой температуры и давления. Этот процесс превращает термопластичный полиэтилен в термореактивный материал, обладающий исключительными свойствами:

• Высокая рабочая температура: длительно до +90°C, в аварийном режиме до +130°C, при коротком замыкании до +250°C.
• Стабильность диэлектрических свойств во всем диапазоне рабочих температур.
• Высокая стойкость к тепловому старению и трекингу.
• Низкое влагопоглощение.

Толщина изоляции строго нормирована ГОСТ 15150 и ТУ 16-705.500-2006.

4. Экран на изоляции (полупроводящий экран)

Аналогичен экрану на жиле. Наносится поверх изоляции. Обеспечивает равномерное распределение электрического поля по окружности изоляции и подготавливает поверхность для наложения металлического экрана.

5. Металлический экран

Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в виде оплетки из медных проволок. В кабелях АПвВ, как правило, используется лента из медных или алюминиевых сплавов. Основные функции:

• Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
• Обеспечение симметрии электрического поля.
• Создание пути для тока короткого замыкания и тока утечки (замыкания на землю).
• В некоторых конструкциях выполняет функцию нулевой жилы (N) или жилы защитного заземления (PE).

6. Поясная изоляция

Лента из электроизоляционного материала (например, ПЭТФ), наложенная поверх скрученных изолированных жил. Предназначена для фиксации скрутки и дополнительной изоляции жил от оболочки.

7. Оболочка

Внешний защитный слой из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Выполняет функции:

• Защита от механических повреждений умеренного характера.
• Защита от воздействия влаги, масел, солнечного излучения, химических веществ.
• Защита от распространения пламени (при использовании нераспространяющих горение ПВХ-компаундов).

Цвет оболочки, как правило, черный.

Технические характеристики и условия эксплуатации

Основные электрические параметры

Кабель рассчитан на работу в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 6/10 кВ. Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц после монтажа составляет 15 кВ продолжительностью 10 мин. Допустимые токовые нагрузки определяются по ПУЭ 7-го издания и зависят от способа прокладки и сечения.

Таблица 1. Примерные длительно допустимые токи нагрузки для кабеля АПвВ 6 кВ (одножильного) при прокладке в воздухе (температура воздуха +25°C, жилы +90°C)

Сечение жилы, мм²	Допустимый ток, А
25	130
35	160
50	195
70	240
95	290
120	335
150	380
185	435
240	510

Примечание: Точные значения необходимо брать из актуальных редакций ПУЭ или расчетных таблиц производителя с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру окружающей среды, групповую прокладку и т.д.).

Механические и климатические характеристики

• Диапазон рабочих температур: от -50°C до +50°C.
• Температура монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C.
• Допустимая температура нагрева жил: длительно +90°C, кратковременно (не более 100 ч/год) +130°C, при КЗ (до 4 с) +250°C.
• Минимальный радиус изгиба при монтаже: 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с секторными жилами и 10 диаметров для многопроволочных круглых жил.
• Срок службы: не менее 30 лет.
• Стойкость к распространению горения: Кабели с индексом «нг(А)-LS» (не распространяющие горение, с пониженным дымо- и газовыделением) могут прокладываться в помещениях и групповых установках категорий А и Б по пожарной безопасности.

Области применения кабеля АПвВ 6 кВ

Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные сферы применения:

• Распределительные сети 6 кВ промышленных предприятий (питание мощных электродвигателей, трансформаторов, распределительных устройств).
• Кабельные линии в городских и поселковых электрических сетях.
• Питание объектов инфраструктуры (насосные станции, котельные, очистные сооружения).
• Прокладка в кабельных сооружениях: туннелях, коллекторах, эстакадах, по стенам зданий.
• Прокладка в сухих и влажных производственных помещениях.
• Прокладка в земле (в траншеях) при условии отсутствия механических нагрузок, растяжения и риска повреждения грызунами. Для прокладки в земле с повышенными механическими рисками рекомендуется использовать бронированные модификации – АПвБбШв или АПвП.

Преимущества и недостатки по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Отсутствие миграции пропитки и старения бумаги.
• Безопасность: Отсутствие риска возгорания пропитывающего состава.
• Простота монтажа и эксплуатации: Меньший вес, большая гибкость, отсутствие ограничений по перепаду уровней при прокладке.
• Высокая допустимая температура: Большая пропускная способность по току.
• Удобство монтажа концевых и соединительных муфт: Технология монтажа менее трудоемка.
• Устойчивость к влаге: СПЭ практически не впитывает влагу, что снижает риск водных древовидных образований.

Недостатки:

• Чувствительность к точечным механическим повреждениям: При повреждении оболочки и попадании влаги на экран возможна водная эрозия изоляции.
• Более высокая стоимость: По сравнению с кабелями ААБл на аналогичное сечение.
• Требовательность к качеству монтажа: Необходимость тщательной зачистки и изоляции экранов, использование специального инструмента и материалов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кабеля АПвВ требует соблюдения ряда правил:

• Прокладка должна осуществляться с соблюдением минимальных радиусов изгиба.
• При низких температурах кабель требует подогрева или отогрева в теплом помещении.
• При разделке конца кабеля необходимо обеспечить плавный переход электрического поля с помощью специальных полупроводящих лент или составов, входящих в комплект муфт.
• Металлические экраны всех трех жил должны быть надежно соединены между собой и заземлены с двух сторон линии (если иное не предусмотрено схемой сети с односторонним заземлением).
• При прокладке в лотках и коробах необходимо учитывать требования пожарной безопасности и использовать кабели с индексом «нг(А)-LS».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВ и АПвП?

Основное отличие – в материале внешней оболочки. У АПвВ оболочка из ПВХ, у АПвП – из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка (АПвП) обладает более высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам, но менее устойчива к механическим воздействиям и распространению пламени. АПвП часто применяется для прокладки в земле (в траншеях).

Можно ли прокладывать кабель АПвВ в земле (траншее)?

Да, можно, но с существенными оговорками. Прокладка допускается в местностях, не подверженных деформациям грунта, при отсутствии растягивающих усилий и риска повреждения грызунами. Рекомендуется прокладка в трубах ПНД или защитных коробах. При высоких рисках механических повреждений необходимо применять бронированные кабели (АПвБбШв).

Как правильно выбрать сечение кабеля АПвВ 6 кВ?

Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:

1. По длительно допустимому току нагрузки (нагреву).
2. По экономической плотности тока (для линий с большим числом часов использования максимума нагрузки).
3. По допустимой потере напряжения (для протяженных линий).
4. По току короткого замыкания (проверка термической стойкости).

Окончательное сечение принимается по наибольшему значению, полученному при расчетах по этим критериям.

Нужно ли заземлять экраны кабеля АПвВ с двух сторон?

В подавляющем большинстве случаев в сетях 6-10 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью экраны рекомендуется заземлять с двух сторон линии. Это обеспечивает нулевой потенциал экрана, снижает электромагнитные помехи и создает путь для тока замыкания на землю. В сетях с эффективно заземленной нейтралью (110 кВ и выше) часто применяется одностороннее заземление для предотвращения циркуляции токов по экранам. Точное решение должно быть зафиксировано в проектной документации.

Что означает маркировка «АПвВнг(А)-LS»?

Это расширенная маркировка, указывающая на улучшенные пожаробезопасные свойства:

• нг(А) – не распространяющие горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткие требования).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре.

Такой кабель разрешен для прокладки в помещениях и коллекторах с массовой установкой кабелей, а также в зданиях с массовым пребыванием людей.

Какой срок службы у кабеля АПвВ 6 кВ?

Гарантийный срок эксплуатации, устанавливаемый производителями, обычно составляет 5 лет. Однако расчетный (нормативный) срок службы при соблюдении условий эксплуатации, монтажа и транспортировки составляет не менее 30 лет. Фактический срок может превышать 40-50 лет.

Заключение

Кабель АПвВ 6 кВ является современным, технологичным и надежным решением для строительства и модернизации кабельных линий среднего напряжения. Его преимущества, такие как высокая пропускная способность, долгий срок службы, удобство монтажа и безопасность, делают его предпочтительным выбором для большинства проектов. Критически важным для реализации этих преимуществ является строгое соблюдение правил выбора, монтажа и эксплуатации, предъявляемых к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена. Правильный подбор модификации кабеля (с учетом необходимости бронирования, стойкости к горению и т.д.) в соответствии с условиями прокладки является залогом создания долговечной и безотказной кабельной линии.