Кабели силовые 4-х жильные с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые 4-х жильные с пластмассовой изоляцией: конструкция, стандарты, применение

Четырехжильные силовые кабели с пластмассовой изоляцией представляют собой основную группу кабельной продукции для распределения и передачи электрической энергии в стационарных установках на напряжение до 35 кВ включительно. Их ключевое отличие – наличие четырех токопроводящих жил: трех для питания трехфазной системы и одной для нейтрального проводника (рабочего нуля). Изоляция и оболочка из полимерных материалов обеспечивают оптимальный баланс электротехнических характеристик, механической прочности, стойкости к внешним воздействиям и экономической эффективности.

Конструктивные элементы и материалы

Конструкция четырехжильного кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Медь обладает более высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеет большую стоимость. Алюминий легче и дешевле, но требует большего сечения для той же токовой нагрузки и склонен к ползучести и образованию оксидной пленки.

    • Класс гибкости: Для стационарной прокладки применяются жилы класса 1 (однопроволочные) или 2 (многопроволочные). Кабели повышенной гибкости (классы 3-6) используются в условиях частых изгибов.
    • Форма: Жилы могут быть круглой или секторной (сегментной) формы. Секторные жилы позволяют уменьшить общий диаметр кабеля и более рационально использовать пространство в изоляции и оболочке.

    2. Изоляция

    Основная электрическая изоляция жил выполняется из полимерных материалов:

    • Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ, PVC): Наиболее распространенный материал для кабелей на напряжение до 3 кВ. Обладает хорошими изоляционными свойствами, не поддерживает горение, стойкий к кислотам и щелочам. Недостатки: выделение хлористого водорода при горении и потеря эластичности при низких температурах.
    • Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE): Является стандартом для кабелей на напряжение 6 кВ и выше, а также все чаще применяется на 0,66/1 кВ. Обладает превосходными диэлектрическими характеристиками, высокой термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C против +70°C для ПВХ), стойкостью к тепловым перегрузкам и коротким замыканиям. Кабели с изоляцией из СПЭ имеют меньший вес и диаметр при равных параметрах.
    • Полиэтилен (ПЭ, PE): Применяется реже, обладает хорошими диэлектрическими свойствами, но поддерживает горение.

    3. Нулевая жила

    Четвертая жила может быть равного или уменьшенного сечения (обозначается, например, 3×120+1×70). Ее сечение нормируется стандартами (ПУЭ, ГОСТ) и зависит от сечения основных фазных жил. В кабелях на напряжение выше 1 кВ нулевая жила часто имеет изоляцию, равную по толщине изоляции фазных жил.

    4. Поясная изоляция

    В многожильных кабелях поверх скрученных изолированных жил может накладываться слой поясной изоляции (обычно из ПВХ или полиэтилена) для придания кабелю круглой формы и дополнительной электрической защиты.

    5. Экран (для кабелей на 6 кВ и выше)

    Кабели на среднее напряжение обязательно имеют экран по каждой жиле и/или общий экран поверх изолированных жил. Экран выполняется из электропроводящего материала (полупроводящий сшитый полиэтилен, медная или алюминиевая лента, проводящая бумага) и служит для выравнивания электрического поля, предотвращения поверхностных разрядов и защиты от внешних электромагнитных помех.

    6. Оболочка

    Наружный защитный слой, предохраняющий изоляцию от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения.

    • ПВХ пластикат: Наиболее распространенный материал. Существуют различные исполнения: обычный, маслостойкий, морозостойкий (не распространяющий горение — нг), пониженной пожарной опасности (нг-LS), безгалогенный (нг-HF).
    • Полиэтилен (PE): Обладает высокой стойкостью к влаге и агрессивным средам, но горит. Часто применяется для кабелей наружной прокладки.
    • Шланговые композиции: Для специальных условий (повышенная механическая защита).

    7. Броня и наружные покровы

    Для прокладки в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений кабель может бронироваться:

    • Стальные ленты (Бл): Две стальные ленты, наложенные повивно. Защищает от повреждений при продавливании.
    • Оцинкованные стальные проволоки (Бп, К): Защищает от растягивающих усилий (например, на крутых склонах).
    • Поверх брони накладывается защитный шланг из ПВХ или полиэтилена для защиты от коррозии.

    Основные типы кабелей и их маркировка

    Маркировка кабелей в России осуществляется по ГОСТ 31996-2012 и более ранним стандартам. Она включает буквы, обозначающие материал жилы, изоляции, оболочки, тип защиты, и цифры – количество и сечение жил, номинальное напряжение.

    Таблица 1. Расшифровка буквенной маркировки силовых кабелей
    БукваПозицияЗначениеПример
    АПерваяМатериал жилы (А – алюминий). Отсутствие «А» означает медь.ВВГ – медная, АВВГ – алюминиевая
    ВВтораяМатериал изоляции жил (В – ПВХ)ВВГ
    ВТретьяМатериал оболочки (В – ПВХ)ВВГ
    ПВтораяМатериал изоляции жил (П – полиэтилен)ПвВГ
    ПвВтораяМатериал изоляции жил (Пв – сшитый полиэтилен)ПвВГ, АПвВГ
    нгДополнит.Не распространяющий горениеВВГнг(А)
    LSДополнит.Пониженное дымовыделение (Low Smoke)ВВГнг-LS
    HFДополнит.Безгалогенный (Halogen Free)ПвПнг-HF
    БДополнит.Броня из стальных лентВБбШв
    КДополнит.Броня из круглых стальных оцинкованных проволокПвКШв
    ШвДополнит.Защитный шланг из ПВХВБбШв
    ШпДополнит.Защитный шланг из полиэтиленаПвБбШп
    Таблица 2. Наиболее распространенные марки 4-х жильных кабелей
    Марка кабеляМатериал жилыИзоляцияОболочка / ЗащитаОсновная область применения
    ВВГ, ВВГнг(А)Медь/АлюминийПВХПВХПрокладка в сухих и влажных помещениях, кабельных каналах, на специальных лотках. Не для прокладки в земле.
    ПвВГ, ПвВГнг(А)Медь/АлюминийСПЭПВХАналогично ВВГ, но с более высокой допустимой температурой и токовой нагрузкой. Предпочтителен для новых проектов.
    ВБбШв, ВБбШвнг(А)Медь/АлюминийПВХБроня из стальных лент + ПВХ шлангПрокладка в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений, включая агрессивные грунты.
    ПвБбШв, ПвБбШвнг(А)Медь/АлюминийСПЭБроня из стальных лент + ПВХ шлангТо же, что ВБбШв, но с улучшенными электротехническими параметрами изоляции.
    ПвП, ПвПнг(А)-HFМедьСПЭПолиэтилен или безгалогенная композицияДля объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности (метро, тоннели, ТЦ, больницы). Часто с медным экраном.

    Ключевые технические параметры и выбор сечения

    Номинальное напряжение

    Указывается в кВ и обозначает линейное (междуфазное) напряжение, на которое рассчитан кабель. Стандартные ряды: 0,66/1 кВ; 6/10 кВ; 20/35 кВ. Первое значение – напряжение между жилой и землей/экраном, второе – междуфазное.

    Сечение жил

    Определяется по допустимому длительному току нагрузки с учетом условий прокладки (температура окружающей среды, количество кабелей в пучке, наличие теплоизоляции) и по потере напряжения. Выбор сечения регламентируется ПУЭ (Глава 1.3).

    Таблица 3. Примерные допустимые токовые нагрузки для 4-жильных кабелей с медными жилами с изоляцией из ПВХ/СПЭ (0,66/1 кВ) при прокладке в воздухе (температура окружающего воздуха +25°C)
    Сечение жилы, мм²Допустимый ток, А (для кабелей с изоляцией ПВХ, 70°C)Допустимый ток, А (для кабелей с изоляцией СПЭ, 90°C)
    44150
    65365
    107390
    16101125
    25138170
    35170210
    50215265
    70270330
    95330400
    120385465

    Примечание: Данные носят справочный характер. Для точного расчета необходимо использовать актуальные таблицы ПУЭ, ГОСТ или данные производителя с учетом всех поправочных коэффициентов.

    Условия прокладки и эксплуатации

    • Температурный диапазон: Для кабелей с ПВХ изоляцией обычно от -50°C до +50°C (монтаж без предварительного прогрева не ниже -15°C). Для кабелей с СПЭ изоляцией монтаж возможен при более низких температурах.
    • Радиус изгиба: Нормируется в зависимости от диаметра кабеля и конструкции жил. Для однопроволочных жил – не менее 10 наружных диаметров, для многопроволочных – не менее 7.5.
    • Пожарная безопасность: Классификация по ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332): не распространяющие горение (нг), с пониженным дымовыделением (нг-LS), огнестойкие (FR).

    Области применения

    • Вводно-распределительные устройства (ВРУ) и главные распределительные щиты (ГРЩ): Подключение трансформаторов, распределение энергии по этажам и зонам.
    • Питание силовых и осветительных сетей: В промышленных цехах, административных и жилых зданиях.
    • Прокладка в земле (бронированные марки): Подвод питания к отдельным зданиям, распределительным пунктам, уличному освещению.
    • Кабельные линии на промышленных предприятиях: Прокладка по эстакадам, в лотках, каналах.
    • Объекты инфраструктуры: Вокзалы, аэропорты, метрополитен, торговые центры (с применением кабелей пониженной пожарной опасности нг-LS, нг-HF).

    Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

    В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и ПвВГ?

    Ключевое отличие – материал изоляции токопроводящих жил. ВВГ использует ПВХ пластикат с максимальной допустимой температурой жилы +70°C. ПвВГ использует сшитый полиэтилен (СПЭ) с допустимой температурой +90°C. Это позволяет для одного и того же сечения жилы пропускать больший ток (примерно на 20-30%), а также повышает стойкость к коротким замыканиям. Кабели с изоляцией из СПЭ считаются более современными и надежными.

    Когда необходимо применять кабель с броней (например, ВБбШв)?

    Бронированный кабель обязателен при прокладке непосредственно в земле (траншее) без дополнительных защитных труб или коробов. Также он применяется при прокладке открыто в условиях высокого риска механических повреждений (цеха, строительные площадки), в местах, где возможны случайные удары, падение тяжелых предметов, воздействие грызунов.

    Что означают индексы (А), (В), (С), (D) в маркировке нг?

    Это категория по нераспространению горения по ГОСТ 33259 (МЭК 60332-3-22). Она определяет объем горючей массы в испытательной установке (лотке) при котором кабель не распространяет горение. Категория (А) – наивысшая, допускает наибольшее содержание горючего материала (более 7 л/м). Далее по убыванию – (В), (С), (D). Для групповой прокладки в зданиях обычно требуется категория не ниже (В) или (А).

    Как правильно выбрать сечение нулевой жилы (нейтрали)?

    Сечение нулевой рабочей жилы (N) в четырехжильных кабелях на напряжение до 1 кВ с изоляцией из ПВХ или СПЭ должно выбираться в соответствии с ПУЭ п.1.3.19. Для кабелей с фазными жилами сечением до 16 мм² включительно, сечение нулевой жилы должно быть равным. Для сечений фазных жил от 25 мм² и выше допускается применение нулевой жилы уменьшенного сечения, но не менее 50% сечения фазной жилы. Точные значения указаны в ГОСТ 31996-2012. Для цепей с преобладанием нелинейных нагрузок (например, с большим количеством IT-оборудования) рекомендуется применять кабели с полным сечением нулевой жилы.

    Можно ли использовать кабель ВВГ для прокладки на улице?

    Кабель ВВГ в обычном исполнении не предназначен для прокладки на открытом воздухе под воздействием прямых солнечных лучей, так как ультрафиолетовое излучение приводит к постепенному разрушению ПВХ оболочки. Для открытой наружной прокладки следует применять кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, ПвП) или прокладывать ВВГ в защитных трубах/коробах.

    В чем разница между экранированным и неэкранированным кабелем? Когда нужен экран?

    Экран (обычно из медной ленты или проволоки) служит для защиты от электромагнитных помех. Экранированные кабели (маркировка «Э», например, ПвВГЭ) необходимы:

    • Для питания чувствительного электронного оборудования.
    • В сетях с высоким уровнем высших гармоник.
    • При параллельной прокладке с силовыми кабелями высокого напряжения.
    • В зданиях с мощными источниками электромагнитных излучений.
    • Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше – экран является обязательным элементом конструкции.

Заключение

Выбор четырехжильного силового кабеля с пластмассовой изоляцией является комплексной инженерной задачей. Он должен основываться на анализе условий прокладки (воздух, земля, помещение), требований к пожарной безопасности, величины и характера нагрузки, а также экономической целесообразности. Приоритет следует отдавать кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) как более современному и надежному решению. Строгое соблюдение правил выбора сечения, условий монтажа и эксплуатации, предписанных ПУЭ, ГОСТ и технической документацией производителя, является залогом долговечной и безопасной работы кабельной линии.

Войти

Зарегистрироваться

Сбросить пароль

Пожалуйста, введите ваше имя пользователя или эл. адрес, вы получите письмо со ссылкой для сброса пароля.