Кабель АСШв 3-х жильный 10 кВ: конструкция, параметры и область применения

Кабель АСШв 3-х жильный на напряжение 10 кВ представляет собой силовой кабель с алюминиевыми жилами, бумажной пропитанной изоляцией, в свинцовой оболочке, с защитным покровом типа «Шв». Данный тип кабеля является классическим решением для стационарной прокладки в электрических сетях среднего напряжения. Его основное назначение – передача и распределение электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6/10 кВ частотой 50 Гц. Кабель предназначен для эксплуатации в условиях умеренного, холодного и тропического климата, может прокладываться в земле (в траншеях), кабельных каналах, тоннелях, шахтах, а также на открытом воздухе при условии защиты от прямого воздействия солнечного излучения и механических повреждений.

Расшифровка маркировки АСШв

• А – токопроводящая жила из алюминия.
• С – свинцовая оболочка.
• Шв – защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката.
• 3-х жильный – три изолированные жилы в одной оболочке.
• 10 кВ – номинальное напряжение 10000 Вольт.

Конструкция кабеля АСШв 10 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию, обеспечивая долговечность и надежность.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из алюминия марки не ниже АЕ (по ГОСТ 22483). Жилы секторной или сегментной формы, что позволяет оптимизировать диаметр кабеля и сделать его более компактным. Для сечений 50 мм² и более жилы, как правило, секторные. Класс гибкости 1 (однопроволочная) или 2 (многопроволочная) в зависимости от сечения.

2. Фазная изоляция

Выполнена из пропитанной вязким или нестекающим составом кабельной бумаги. Бумажная лента накладывается послойно с определенным шагом, обеспечивая высокую электрическую прочность. Толщина изоляции строго нормирована и зависит от номинального напряжения. Для 10 кВ она составляет, как правило, 3.0 мм. Каждая жила имеет собственную изоляцию.

3. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил накладывается общий слой бумажной изоляции (поясная изоляция), которая дополнительно выравнивает электрическое поле и защищает фазную изоляцию от механических воздействий при скрутке.

4. Заполнитель

Пространство между скрученными жилами заполняется жгутами из бумаги или кабельной пряжей для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Экран (на жиле)

Поверх изоляции каждой жилы накладывается экран из электропроводящей бумаги или полупроводящей ленты. Он служит для выравнивания электрического поля у поверхности жилы, предотвращая возникновение локальных разрядов.

6. Оболочка свинцовая

Герметичная оболочка из свинцового сплава (чаще всего свинец с небольшими добавками сурьмы или олова для повышения механической стойкости). Основные функции: защита изоляции от проникновения влаги, воздуха и других внешних воздействий; обеспечение радиальной герметичности; отвод тепла от токоведущих жил.

7. Защитный покров типа «Шв»

Представляет собой комплексную защиту, наложенную поверх свинцовой оболочки. Конструктивно включает в себя:

• Подушка – слои битума, крепированной бумаги или ПЭТ ленты, наложенные непосредственно на свинцовую оболочку для предотвращения ее коррозии и механической защиты от нижележащих бронепокровов.
• Броня – две стальные оцинкованные ленты, наложенные с зазором так, чтобы верхняя перекрывала зазор нижней. Обеспечивает защиту от механических повреждений (растягивающих усилий, ударов, грызунов).
• Наружный шланг – оболочка из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), стойкого к агрессивным средам, влаге, микроорганизмам. Выполняет функцию защиты брони от коррозии.

Основные технические характеристики и параметры

Таблица 1. Номинальные сечения жил и массогабаритные показатели (примерные)

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм	Масса 1 км кабеля, кг	Максимальный наружный диаметр, мм
3×50	48-52	3500-4000	55
3×70	52-56	4200-4700	60
3×95	56-60	5000-5600	65
3×120	60-64	5800-6500	70
3×150	64-69	6800-7600	75
3×185	69-74	7900-8800	80
3×240	75-80	9500-10500	86

Таблица 2. Электрические параметры (при температуре жилы +20°C)

Параметр	Значение / Метод расчета	Примечание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	6/10	U0 – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное
Максимальное рабочее напряжение Umax, кВ	12
Испытательное напряжение переменным током, кВ	25 (на частоте 50 Гц в течение 10 мин.)	Для новых кабелей после изготовления
Сопротивление изоляции, МОм·км	Не менее 100	При температуре +20°C
Электрическое сопротивление жилы постоянному току, Ом/км	Нормируется ГОСТ в зависимости от сечения	Например, для 120 мм² – не более 0.253
Индуктивность, мГн/км	~0.3 – 0.4	Приблизительное значение
Емкость, мкФ/км	~0.3 – 0.5	Приблизительное значение

Таблица 3. Допустимые длительные токовые нагрузки (при прокладке в земле)

Сечение жил, мм²	Одножильный кабель, А	Трехжильный кабель, А	Примечание: условия прокладки
3×50	165	155	Глубина прокладки 0.7-1.0 м, температура грунта +15°C, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, температура жилы +80°C.
3×70	200	190
3×95	240	225
3×120	275	260
3×150	315	300
3×185	355	340
3×240	410	395

Условия эксплуатации и монтажа

Кабель АСШв 10 кВ рассчитан на длительную эксплуатацию при соблюдении регламентированных условий.

• Температурный режим: Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации: +80°C. Кратковременно (не более 8 часов в сутки) допускается нагрев до +90°C. Максимальная температура при коротком замыкании (до 4 сек): +200°C. Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже 0°C.
• Допустимые усилия при монтаже: Растягивающее усилие не должно превышать 50 Н/мм² сечения всех жил. Для кабеля 3×240 мм², например, это примерно 36000 Н (3.6 тс). Радиус изгиба при прокладке: не менее 25 наружных диаметров кабеля для многожильных кабелей с сечением жил до 50 мм² и не менее 20 наружных диаметров для сечений 70 мм² и более.
• Особенности монтажа: При прокладке в траншеях необходима песчаная подушка толщиной не менее 100 мм. После укладки кабель засыпается мягким грунтом или песком без камней на 200 мм, затем укладывается сигнальная лента и производится полная засыпка. При пересечении с другими коммуникациями или дорогами кабель должен быть защищен трубами или блоками. Обязательна проверка целостности и герметичности свинцовой оболочки перед монтажом.
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт (соединительных, концевых). Для герметизации среза кабеля и монтажа муфт используется битумная или эпоксидная мастика, а также термоусаживаемые или холодноусаживаемые материалы. Особое внимание уделяется заземлению брони и свинцовой оболочки.

Преимущества и недостатки кабеля АСШв

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность (срок службы 30-40 лет при соблюдении условий).
• Отличные диэлектрические свойства бумажно-масляной изоляции, стойкость к частичным разрядам.
• Абсолютная герметичность благодаря свинцовой оболочке, что исключает проникновение влаги и окисление изоляции.
• Хорошая теплоотдача, позволяющая использовать высокие токовые нагрузки.
• Механическая прочность, обеспечиваемая стальной ленточной броней.
• Стойкость наружного шланга к агрессивным грунтам, гниению.

Недостатки:

• Большая масса и габариты по сравнению с современными кабелями с пластмассовой изоляцией (например, АПвПг).
• Сложность монтажа из-за жесткости, необходимости подогрева при низких температурах и тщательной герметизации муфт.
• Ограничение по разности уровней прокладки из-за возможности стекания пропиточного состава (для кабелей с вязкой пропиткой это ограничение снято).
• Пожароопасность бумажно-масляной изоляции при нарушении режимов работы и отсутствии дополнительной противопожарной защиты.
• Требовательность к качеству монтажа муфт – некачественный монтаж приводит к попаданию влаги и выходу кабеля из строя.

Область применения и альтернативы

Кабель АСШв традиционно применяется для питания промышленных предприятий, городских распределительных сетей 6-10 кВ, объектов инфраструктуры, шахт, насосных станций. Он оптимален для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью и в местах с риском механических повреждений благодаря надежной броне.

Основной современной альтернативой является кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), например, марки АПвПг (алюминиевая жила, изоляция из сшитого полиэтилена, защитная оболочка из полиэтилена, броня). Его преимущества: меньший вес и радиус изгиба, простота монтажа, отсутствие ограничений по разности уровней, более высокая допустимая температура жилы (+90°C). Однако кабель АСШв сохраняет преимущества в условиях длительных перегрузок, в известных и отработанных схемах обслуживания, а также часто оказывается более экономичным решением для проектов, не требующих высокой гибкости.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель АСШв от ААШв?

Буква «С» в маркировке АСШв означает наличие свинцовой оболочки. В кабеле ААШв вместо «С» стоит вторая «А», что обозначает алюминиевую оболочку. Алюминиевая оболочка легче и дешевле, но менее пластична и более подвержена коррозии в некоторых грунтах. Свинцовая оболочка обеспечивает лучшую герметичность и коррозионную стойкость, а также легче поддается пайке при монтаже муфт.

Можно ли прокладывать кабель АСШв 10 кВ в воздухе (по эстакадам, стенам зданий)?

Да, можно, но с учетом следующих условий: кабель должен быть защищен от прямых солнечных лучей (например, в лотках с крышками или коробах), должна быть обеспечена его защита от механических повреждений. Необходимо учитывать большую массу кабеля и обеспечить надежное крепление. Также важно помнить о пожарной опасности и, при необходимости, применять кабель с огнезащитным покрытием или прокладывать его с соблюдением дополнительных противопожарных мер.

Что означает «нестекающая пропитка» и почему это важно?

Кабели с бумажной изоляцией пропитываются специальным маслоканифольным или синтетическим составом. Вязкая (нестекающая) пропитка модифицирована добавками, которые предотвращают стекание пропиточного состава при нагреве кабеля или при прокладке на трассах с большим перепадом высот (более 15-25 метров). Это критически важно для сохранения диэлектрических свойств изоляции по всей длине линии.

Как правильно выбрать сечение кабеля АСШв 10 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям:

1. По допустимому длительному току нагрузки (см. Таблицу 3). Расчетный ток в линии должен быть меньше допустимого с учетом поправочных коэффициентов на количество работающих кабелей в одной траншее, температуру грунта и его удельное тепловое сопротивление.
2. По потере напряжения. Для сетей 10 кВ этот критерий, как правило, не является определяющим, но подлежит проверке на длинных линиях.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания. Сечение должно быть таким, чтобы при прохождении расчетного тока КЗ в течение заданного времени (обычно 0,5-4 с) температура жилы не превысила +200°C.

Окончательный выбор согласуется с проектными нормами (ПУЭ, СП) и выполняется проектными организациями.

Требуется ли заземление брони и свинцовой оболочки кабеля АСШв?

Да, это обязательное требование Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ). Броня и металлическая (свинцовая) оболочка должны быть заземлены с двух концов кабельной линии. Это делается для обеспечения электробезопасности (снятие потенциала при повреждении изоляции) и для правильной работы устройств релейной защиты, реагирующих на замыкания на землю. Заземление осуществляется через концевые и соединительные муфты.

Какой срок службы у кабеля АСШв 10 кВ?

Номинальный срок службы, заявленный производителями и нормируемый стандартами, составляет 30 лет. Фактический срок эксплуатации может достигать 40-50 лет и более при соблюдении условий прокладки, эксплуатации в рамках номинальных токовых нагрузок и температурных режимов, а также при проведении плановых испытаний и обслуживания.