Кабели распределительные
Кабели распределительные: классификация, конструкция, применение и выбор
Распределительные кабели представляют собой ключевой элемент систем электроснабжения низкого и среднего напряжения, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии от подстанций и распределительных пунктов к конечным потребителям, вводно-распределительным устройствам зданий и промышленным объектам. Их основная функция – обеспечение надежного и безопасного электроснабжения в стационарных условиях при переменном напряжении до 35 кВ включительно. Отличительной чертой данной категории кабелей является отсутствие требований к повышенной гибкости, так как их прокладка осуществляется, как правило, неподвижно.
Классификация распределительных кабелей
Классификация осуществляется по ряду ключевых технических и конструктивных параметров.
1. По номинальному напряжению (U0/U):
- Кабели на низкое напряжение (НН): До 1 кВ. Наиболее распространенные типы для внутренней и наружной разводки. Пример: 0.66/1 кВ.
- Кабели на среднее напряжение (СН): От 6 кВ до 35 кВ. Используются для магистральных распределительных сетей в городах и на промышленных предприятиях. Примеры: 6/10 кВ, 8.7/15 кВ, 20/35 кВ.
- Алюминиевые (обозначение в маркировке — А): Легче и дешевле медных, имеют больший удельный радиус. Применяются в магистральных сетях, где требуется прокладка длинных участков большого сечения. Требуют большего внимания к качеству контактных соединений из-за склонности к окислению и ползучести.
- Медные (обозначение в маркировке часто опускается или указывается как «М»): Обладают более высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью контактов. Предпочтительны для ответственных объектов, объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности (в составе нераспространяющих горение кабелей), а также для сечений до 16-25 мм².
- Одножильные: Применяются преимущественно в сетях среднего напряжения, а также для заземления. При прокладке на переменном токе необходимо учитывать возникновение вихревых токов и правильно выполнять перекладку.
- Многожильные: Двух-, трех-, четырех- и пятижильные. Четырехжильные кабели (3 фазы + нейтраль) являются стандартом для систем TN-S, TN-C-S. Пятижильные добавляют проводник защитного заземления (PE).
- Форма: Жилы могут быть секторной или сегментной формы для компактности конструкции кабеля.
- «Голые» (без защиты, Г): Имеют только оболочку (например, ВВГ). Для прокладки в кабельных сооружениях, где исключены механические повреждения.
- Броневые:
- Ленточная броня (Б): Стальные оцинкованные ленты. Защита от механических воздействий, грызунов. Кабели ВБбШв, АВБбШв.
- Проволочная броня (К): Оцинкованные стальные проволоки. Защита от растягивающих усилий (прокладка в грунте с нестабильностью, по мостам). Кабели ПвКШв.
- С наружным шлангом: Поверх брони накладывается шланг из ПВХ (В) или полиэтилена (П) для защиты брони от коррозии.
- Токопроводящая жила: Медная или алюминиевая, круглой или секторной формы, может быть компактной или многопроволочной.
- Экран на жиле (для кабелей с изоляцией из СПЭ и ЭПР): Полупроводящей экструдированный слой, выравнивающий электрическое поле и предотвращающий микроскопические частичные разряды в пустотах на границе жила-изоляция.
- Изоляция: Основной слой из сшитого полиэтилена (XLPE) или этилен-пропиленовой резины (EPR) заданной толщины, рассчитанной на рабочее и импульсное напряжение.
- Экран на изоляции: Полупроводящей слой, часто в сочетании с медной лентой или проволоками. Предназначен для отвода емкостных токов и обеспечения симметрии электрического поля. В трехжильных кабелях экраны могут быть общими или индивидуальными.
- Поясная изоляция: В многожильных кабелях – слой изоляции, объединяющий изолированные жилы.
- Заполнитель: Промежутки между жилами заполняются жгутами из ПВХ или мелонаполненной резины для придания кабелю круглой формы.
- Броня (при наличии): Ленты или проволоки.
- Наружная оболочка: Защитный шланг из ПВХ или полиэтилена, обеспечивающий защиту от влаги, химикатов и механических воздействий.
- По допустимому длительному току нагрузки (Iдоп): Сечение должно быть таким, чтобы ток в нормальном режиме не вызывал перегрева изоляции сверх допустимой температуры. Iдоп зависит от материала жилы, типа изоляции, способа прокладки (в земле, воздухе, пучке) и температуры окружающей среды. Данные приведены в ПУЭ и каталогах производителей.
- По потере напряжения: Для удаленных потребителей необходимо проверить, что падение напряжения в кабеле не превышает нормированных значений (обычно ±5% от номинального).
- По термической стойкости к токам короткого замыкания: Сечение должно выдерживать кратковременный нагрев при протекании тока КЗ без недопустимых деформаций. Проверяется по формуле: S ≥ (Iкз
- √t) / K, где K – коэффициент, зависящий от материала жилы.
- Прокладка в земле (траншее): Требуется броня (ленточная для стандартных условий, проволочная при риске растяжения) и коррозионно-стойкая наружная оболочка. Обязательна подсыпка и защита песчаной подушкой и кирпичом/плитами.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, по эстакадам: Возможно применение небронированных кабелей с оболочкой из ПВХ или полиэтилена, стойких к УФ-излучению. Важен класс пожарной опасности (не распространяющие горение – нг(А), нг(В) и т.д.).
- Прокладка в помещениях: Используются небронированные кабели (ВВГ, NYM). Критически важны требования к пожарной безопасности: низкое дымо- и газовыделение (LS), отсутствие галогенов (HF), огнестойкость при групповой прокладке.
- Агрессивная среда: При наличии химических веществ, масел, солей требуется оболочка с соответствующей стойкостью (например, полиэтиленовая).
- А – алюминиевая жила.
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена.
- Б – броня из стальных лент.
- б – без подушки под броней (в данном контексте).
- Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена.
- -1 – исполнение по классу пожарной безопасности (может указывать на нераспространение горения).
- 3х150/25 – три основные жилы сечением 150 мм² и одна нулевая/заземляющая жила сечением 25 мм².
- 6/10 кВ – номинальное напряжение U0/U.
- Переход на изоляцию из СПЭ: Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) практически полностью вытеснили бумажно-пропитанные в новых проектах СН и активно замещают ПВХ на НН благодаря лучшим нагрузочным характеристикам и долговечности.
- Повышение требований к пожарной безопасности: Широкое внедрение кабелей с индексом «нг» (не распространяющие горение при групповой прокладке), «LS» (Low Smoke – пониженное дымогазовыделение), «HF» (Halogen Free – безгалогенные).
- Развитие систем мониторинга: Использование кабелей со встроенными оптическими волокнами для мониторинга температуры и механических напряжений вдоль трассы (системы DTS, DAS).
- Для фазных сечений до 16 мм² (медь) / 25 мм² (алюминий) сечение нулевого рабочего (N) проводника должно быть равным фазному.
- Для фазных сечений от 16 до 35 мм² (медь) / от 25 до 35 мм² (алюминий) – не менее 16 мм².
- Для фазных сечений выше 35 мм² – не менее 50% от сечения фазного проводника.
- Сечение защитного проводника (PE) должно быть не менее значений, указанных в таблице 1.7.5 ПУЭ. Для сечений фазных проводников S ≤ 16 мм² (медь) оно равно S; при 16 < S ≤ 35 мм² – 16 мм²; при S > 35 мм² – не менее S/2.
2. По материалу токопроводящей жилы:
3. По количеству и форме жил:
4. По типу изоляции и материалов оболочек:
Это наиболее важный классификационный признак, определяющий область применения, температурный режим и стоимость.
| Тип изоляции (Маркировка) | Материал | Диапазон напряжений | Темп. режим, °C (длит./макс.) | Основные преимущества | Типовые области применения |
|---|---|---|---|---|---|
| ПВХ (В) | Поливинилхлоридный пластикат | До 35 кВ | 70 / 90 | Низкая стоимость, гибкость, негорючесть, стойкость к влаге, маслам, кислотам. | Внутренняя прокладка в зданиях, кабельные каналы, трубы. Кабели ВВГ, АВВГ. |
| СПЭ (Пв, XLPE) | Сшитый полиэтилен | До 500 кВ (для распред. сетей до 35 кВ) | 90 / 130-250 | Высокая термостойкость, большая допустимая токовая нагрузка, низкие диэлектрические потери, стойкость к влаге. | Магистральные сети СН, ответственные объекты, наружная прокладка. Кабели ПвВГ, АПвВГ, ПвП. |
| Бумажная пропитанная (Ц) | Бумажная лента, пропитанная вязким или масло-канифольным составом | До 35 кВ (исторически до 500 кВ) | 70-80 / — | Высокая электрическая прочность, длительный опыт применения. Требует герметичной оболочки. | Старые сети, специальные применения. Кабели АСБ, СБ. |
| Резиновая (Р, НР) | Натуральная или синтетическая (бутил-каучуковая, этилен-пропиленовая — ЭПР) резина | До 10 кВ | 60-85 / 150-250 | Высокая гибкость и стойкость к многократным изгибам. | Подвижные вводы, установки с вибрацией, сложные трассы. Кабели КГ, КРПТ. |
5. По наличию и типу защитных покровов:
Конструкция распределительного кабеля на среднее напряжение (6-35 кВ)
Конструкция кабеля на СН является многослойной и обеспечивает высокую электрическую прочность и надежность.
Ключевые технические параметры и выбор
1. Сечение жилы
Выбирается по двум основным критериям:
2. Условия прокладки и эксплуатации
Определяют требуемую конструкцию кабеля:
Маркировка и обозначения
Согласно ГОСТ и ТУ, маркировка кабеля включает в себя буквы и цифры. Пример расшифровки АПвБбШп-1 3х150/25-6/10 кВ:
Тенденции и современные требования
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Что предпочтительнее для новой распределительной сети 10 кВ: кабель с бумажной изоляцией или с изоляцией из СПЭ?
Однозначно кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE). Он не требует сложных концевых муфт с поддержанием уровня масла, допускает большую разность уровней при прокладке, имеет более высокую допустимую температуру жилы (90°C против 70-80°C), что позволяет увеличить пропускную способность или использовать меньшее сечение. СПЭ-кабели более экологичны и ремонтопригодны.
2. Как правильно выбрать сечение нулевой (N) и защитного (PE) проводников в четырех- и пятижильных кабелях 0.4 кВ?
Сечение выбирается в соответствии с ПУЭ гл. 1.3 и 7.1:
3. Можно ли прокладывать бронированный кабель АВБбШв напрямую в земле без защиты?
Да, кабель с броней из стальных лент и наружным полиэтиленовым шлангом (Шв) предназначен для прокладки в земле без дополнительных защитных труб. Однако для защиты от механических повреждений при раскопках и обозначения трассы сверху кабеля укладывается сигнальная лента, а на глубине 0,7-1,0 м рекомендуется защита кирпичом или бетонными плитами в соответствии с ПУЭ.
4. В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и NYM?
Оба кабеля – медные с ПВХ изоляцией и оболочкой на напряжение до 0.66/1 кВ. Ключевое отличие – наличие у кабеля NYM (производимого по немецкому стандарту DIN VDE 0250) дополнительной промежуточной герметизирующей оболочки из мелонаполненной резины между изолированными жилами и наружной оболочкой. Это повышает его надежность при монтаже (меньше риск повреждения изоляции) и несколько улучшает пожароопасные характеристики. Кабель ВВГ (по ГОСТ) такой оболочки не имеет. NYM, как правило, круглой формы, ВВГ может быть как круглым, так и плоским.
5. Какой кабель использовать для групповой прокладки в лотках и коробах по современным нормам?
Для групповой прокладки внутри зданий согласно требованиям пожарной безопасности (СП 6.13130, ФЗ-123) необходимо применять кабели, не распространяющие горение при групповой прокладке. Минимальное требование – кабели с индексом «нг» (например, ВВГнг). Для помещений с массовым пребыванием людей, высотных зданий, метро и т.д. требуются кабели с пониженным дымогазовыделением: «нг-LS» (ВВГнг-LS). Для особо ответственных объектов – безгалогенные кабели «нг-HF» с низкой токсичностью продуктов горения.
6. Что означает маркировка «Ож» на кабеле?
Маркировка «Ож» (в составе, например, ПвПнг(А)-Ож) указывает на то, что кабель является одножильным. Это важное указание для кабелей среднего напряжения, так как правила прокладки и монтажа концевых муфт для одножильных и трехжильных кабелей различаются.