Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВКШвнг(А)-1 1 кВ 240 мм²: полный технический анализ и область применения

Кабель ВКШвнг(А)-1 1 кВ 240 мм² представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение 1 кВ частоты 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, длительного срока службы и безопасности при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности. Расшифровка маркировки: В – изоляция жил из вулканизированного (сшитого) полиэтилена, К – контрольный кабель (в данной интерпретации – силовой с медными жилами, но в современной классификации чаще относится к конструкции), Шв – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката, нг(А) – нераспространяющий горение по категории А (наивысшая требующаяся по ГОСТ), -1 – класс пожарной безопасности по ГОСТ 31565-2012 (кабельно-проводниковая продукция, требования пожарной безопасности), 1 кВ – номинальное напряжение, 240 мм² – номинальное сечение основной жилы.

Конструктивные элементы кабеля ВКШвнг(А)-1 1 кВ 240 мм²

Конструкция кабеля является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Точное соблюдение технологии производства каждого слоя критически важно для конечных характеристик изделия.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859). Для сечения 240 мм² жила, как правило, многопроволочная, класса 2 по ГОСТ 22483 (скрученная из нескольких проволок). Это обеспечивает необходимую гибкость кабеля. Жила может быть как однопроволочной (при указании в ТУ), но для данного сечения чаще используется многопроволочная конструкция для удобства монтажа.
• Изоляция: Основной изолирующий слой накладывается на каждую жилу экструзионным способом. Материал – сшитый полиэтилен (XLPE). Процесс сшивки (вулканизации) создает трехмерную молекулярную сетку, что резко повышает термостойкость материала (до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании) по сравнению с обычным ПЭ, улучшает механические и диэлектрические характеристики, стойкость к растрескиванию.
• Поясная изоляция: Поверх изолированных жил, скрученных в сердечник, накладывается общий экран в виде поясной изоляции, часто из того же сшитого полиэтилена или специальных полимерных композиций. Она служит для придания сердечнику округлой формы и дополнительной электрической защиты.
• Экран: Кабель обязательно содержит экран, предназначенный для выравнивания электрического поля вокруг жил и защиты от внешних электромагнитных помех. Обычно выполнен в виде медной ленты, наложенной продольно или спирально, или в виде оплетки из медных проволок. Для кабеля на 1 кВ экран, как правило, выполнен в виде медной ленты.
• Разделительный слой: Между экраном и внешней оболочкой может находиться слой из полимерной пленки или талька для предотвращения адгезии и облегчения разделки кабеля.
• Защитная оболочка: Внешний слой, предохраняющий все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических воздействий. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ нг). Именно этот материал обеспечивает свойство нераспространения горения (нг) по категории А. Оболочка имеет характерную окраску, чаще всего черную.

Технические характеристики и параметры

Параметры кабеля регламентируются межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ». Для кабеля с индексом «нг(А)» дополнительно применяется ГОСТ 31565-2012.

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение U0/U, кВ	0.66/1
Количество и сечение жил	1х240, 2х240, 3х240, 3х240+1х120, 4х240, 5х240 (наиболее распространены 3 и 4-жильные)
Материал и конструкция жилы	Медь, многопроволочная (реже однопроволочная), класс 1 или 2
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	Поливинилхлоридный пластикат пониженной пожарной опасности (ПВХ нг)
Длительно допустимая температура нагрева жил	+90°C
Максимальная температура жил при КЗ (до 5 сек)	+250°C
Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева	-15°C
Минимальный радиус изгиба при прокладке	7.5 наружных диаметров кабеля (для многопроволочных жил)
Строительная длина	Не менее 150 м для сечений от 70 мм²
Срок службы	Не менее 30 лет

Электрические характеристики

Электрические параметры являются ключевыми для правильного выбора и эксплуатации кабеля. Для сечения 240 мм² они имеют следующие значения (при температуре жилы +90°C):

Параметр	Условия	Значение (ориентировочно)
Электрическое сопротивление жилы постоянному току, Ом/км, не более	При +20°C	0.0754 (для медной жилы)
Допустимый длительный ток нагрузки, А	Прокладка в воздухе (кабель на кабельной конструкции)	~ 500-520 А (зависит от условий: температуры окружающей среды, количества рядом проложенных кабелей, способа прокладки)
Ток короткого замыкания, кА	Длительность до 5 секунд	Расчетный, зависит от параметров сети. Кабель выдерживает плотность тока до 143 А/мм².
Испытательное переменное напряжение, кВ	Промышленная частота, 5 мин.	3.5
Емкость, мкФ/км	Для одножильного кабеля	~0.3-0.4

Пожарная безопасность: индекс «нг(А)» и «-1»

Индексы «нг(А)» и «-1» являются критически важными для прокладки кабелей в зданиях и сооружениях, особенно в местах с массовым пребыванием людей. Они определяются по ГОСТ 31565-2012.

• нг(А) – означает, что при групповой прокладке (в пучках) кабель не распространяет горение. Категория «А» – наивысшая, присваивается при испытании пучка из 7-ми образцов общей мощностью горения 7х3.5 = 24.5 кВт. Кабель должен выдержать испытание без распространения пламени на верхнюю часть камеры.
• -1 – класс пожарной безопасности, который включает в себя комплекс свойств:
  • Нераспространение горения при групповой прокладке (уже обеспечено индексом «нг(А)»).
  • Низкое дымо- и газовыделение (индекс может дополняться «LS» – Low Smoke).
  • Низкая кислотность продуктов горения (индекс может дополняться «HF» – Halogen Free, но для ПВХ оболочки это не применяется; безгалогенные кабели имеют индексы «ПвПнг(А)-HF» и др.).
  • Огнестойкость (индекс может дополняться «FR» – Fire Resistance). Кабель с индексом «-1» не является огнестойким по умолчанию. Для обеспечения работы в условиях пожара требуется кабель с индексом, например, «нг(А)-FRLS».

Таким образом, ВКШвнг(А)-1 обеспечивает нераспространение горения при групповой прокладке, но для объектов с особыми требованиями к задымлению и огнестойкости необходимо рассматривать кабели с дополнительными индексами (LS, FR).

Области применения и способы прокладки

Кабель ВКШвнг(А)-1 240 мм² применяется для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Основные области применения:

• Промышленные предприятия: питание мощного оборудования (трансформаторы, насосы, вентиляционные установки, компрессоры).
• Объекты инфраструктуры: кабельные линии в тоннелях, коллекторах, на мостах, в метрополитене.
• Коммерческая и жилая недвижимость: вводы в здания, магистральные линии распределения электроэнергии по этажам, питание центральных холлов и инженерных систем.
• Энергетика: соединения в распределительных устройствах (РУ) напряжением 0.4-1 кВ, линии от трансформаторов к РУ.

Способы прокладки:

• В кабельных сооружениях (лотках, коробах, на кабельных конструкциях).
• В помещениях и туннелях.
• На открытом воздухе при условии защиты от прямого солнечного излучения (под навесами) и при отсутствии риска механических повреждений. Для прямой прокладки в земле кабель ВКШвнг(А) не предназначен, так как не имеет броневой защиты. Для подземной прокладки требуется кабель с броней, например, ВКБШвнг(А).

Сравнение с аналогами и выбор кабеля

Кабель ВКШвнг(А) часто сравнивают с другими типами кабелей на 1 кВ. Ключевые отличия:

• ВВГнг(А)-1 кВ 240 мм²: Имеет изоляцию и оболочку из ПВХ. Главное отличие – более низкая допустимая температура жилы (+70°C). Кабель дешевле, но менее термостоек и имеет худшие диэлектрические потери. Подходит для большинства задач, но для мощных линий с высокими нагрузками предпочтительнее XLPE.
• ПвПнг(А)-1 кВ 240 мм²: Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена и оболочкой из полимеров без галогенов (обычно полиолефины). Не выделяет едких галогенсодержащих газов при пожаре (индекс HF). Применяется на объектах с повышенными требованиями к безопасности людей (метро, аэропорты, больницы).
• АВВГнг(А)-1 кВ 240 мм²: Алюминиевый аналог. Дешевле, легче, но имеет худшую проводимость, склонность к окислению контактов и меньшую механическую прочность жилы. Требует большего сечения для той же пропускной способности.

Критерии выбора: Напряжение сети, длительно допустимый ток с учетом условий прокладки, требования пожарной безопасности (категория помещения, групповой прокладки), необходимость стойкости к внешним воздействиям (броня, УФ-стойкость), бюджет проекта.

Монтаж и эксплуатация

При монтаже кабеля ВКШвнг(А)-1 240 мм² необходимо соблюдать следующие правила:

• Прокладка должна производиться при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель требует предварительного прогрева в отапливаемом помещении.
• Минимальный радиус изгиба – 15 диаметров кабеля для одножильных версий и 7.5 диаметров для многожильных.
• При групповой прокладке необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки, которые зависят от количества кабелей в пучке, способа прокладки и температуры окружающей среды.
• Крепление кабеля на кабельных конструкциях должно осуществляться с помощью хомутов или стяжек, не повреждающих оболочку.
• Концы кабеля перед подключением должны быть заделаны с помощью кабельных муфт (концевых или соединительных) для обеспечения герметичности, сохранения свойств изоляции и экрана.
• После прокладки кабель должен быть подвергнут приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением 3.5 кВ частотой 50 Гц в течение 5 минут.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем принципиально отличается изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE) от ПВХ изоляции?

Сшитый полиэтилен обладает значительно более высокой термостойкостью: +90°C против +70°C для ПВХ в длительном режиме. Это позволяет пропускать через кабель больше тока при том же сечении или использовать меньшее сечение при той же мощности. XLPE имеет лучшие диэлектрические характеристики, меньшие диэлектрические потери, большую стойкость к тепловому старению и растрескиванию. Кабель с XLPE более надежен для ответственных и нагруженных линий.

Можно ли прокладывать кабель ВКШвнг(А)-1 в земле (траншее)?

Нет, без дополнительной защиты – нельзя. Кабель не имеет броневого покрова (стальной ленты или проволоки), который защищает от механических повреждений при осадке грунта, раскопках и т.д. Для прокладки в земле необходимо использовать кабели с индексом «Б» (броня), например, ВКБШвнг(А) или ПвБШвнг(А). Альтернатива – прокладка в трубах или защитных коробах, но это менее надежно и регламентируется проектом.

Что означает цифра «1» в маркировке ВКШвнг(А)-1?

Цифра «1» обозначает класс пожарной безопасности по ГОСТ 31565-2012. Кабель класса 1 соответствует требованиям по нераспространению горения при групповой прокладке, а также по дымо- и газовыделению (с низким уровнем). Это стандартный уровень для большинства общественных и производственных зданий. Существуют также классы 1а, 2, 3, 4, 5, которые предъявляют более строгие или, наоборот, смягченные требования.

Какой токовый нагрузки можно ожидать от кабеля 3х240 мм² при прокладке в лотке?

Длительно допустимый ток для кабеля ВКШвнг(А)-1 3х240 мм² при прокладке на воздухе (в лотке, на конструкции) одиночно при температуре окружающего воздуха +25°C составляет примерно 500-520 А. Однако этот ток снижается при:

• Повышении температуры воздуха (коэффициент 0.96 при +35°C, 0.88 при +40°C).
• Групповой прокладке (например, коэффициент 0.85 для 5-6 кабелей в одном пучке).

Точный расчет должен производиться проектировщиком согласно ПУЭ 7 изд., гл. 1.3, с учетом всех поправочных коэффициентов.

В чем разница между ВКШвнг(А) и ПвВГнг(А)? Оба на 1 кВ, оба с медными жилами.

Ключевое отличие – материал изоляции жил. У ВКШвнг(А) – сшитый полиэтилен (обозначается «В» или «Пв» в начале марки), у ПвВГнг(А) – вулканизированный полиэтилен, что по сути то же самое. Однако буква «К» в маркировке ВКШвнг является устаревшей и может трактоваться производителями по-разному. Более современная и корректная маркировка для кабеля с изоляцией из XLPE и ПВХ-оболочкой – ПвВГнг(А)-1. Поэтому ВКШвнг(А) и ПвВГнг(А) часто являются аналогами от разных заводов-изготовителей. Необходимо сверяться с техническими условиями (ТУ) или сертификатом на конкретное изделие.

Требуется ли заземление экрана у данного кабеля?

Да, обязательно. Медный экран (или броня, если она есть) должен быть заземлен с двух сторон кабельной линии. Это необходимо для обеспечения безопасности персонала (снятие напряжения с экрана при повреждении), выравнивания потенциалов и нормальной работы устройств релейной защиты, использующих токи нулевой последовательности. Заземление выполняется через специальные контактные лепестки в кабельных муфтах.