Кабели силовые 5-жильные на напряжение 1 кВ с пластмассовой изоляцией: конструкция, применение и технические аспекты

Силовые кабели на напряжение до 1 кВ с пластмассовой изоляцией, в частности пятижильные модификации, являются основой современных распределительных сетей 0,4/0,69 кВ. Их массовое применение обусловлено оптимальным сочетанием электротехнических характеристик, механической надежности, простоты монтажа и относительно низкой стоимости. Пятижильная конструкция предназначена для трехфазных систем с глухозаземленной нейтралью, где необходима прокладка полноценного нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников в общей оболочке. Данная статья детально рассматривает конструктивные особенности, нормативную базу, области применения и ключевые параметры этих кабелей.

Конструкция и материалы

Конструкция пятижильного кабеля на 1 кВ представляет собой сложную многослойную систему, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию. Основные компоненты, от центра к периферии:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки по ГОСТ 22483. Может быть однопроволочной (класс 1, сечение до 50 мм²) или многопроволочной (класс 2, гибкой, все сечения). Форма жилы – круглая или секторная (сегментная), что позволяет оптимизировать заполнение внутреннего пространства кабеля, уменьшая его общий диаметр.
• Изоляция жилы: Выполняется из термопластичного поливинилхлорида (ПВХ) различных составов (ПВ-1, ПВ-2) или сшитого полиэтилена (СПЭ). Изоляция каждой жилы имеет стандартную цветовую маркировку: фазы A, B, C – коричневый, черный, серый; нулевой рабочий проводник (N) – синий; защитный проводник (PE) – желто-зеленый.
• Скрутка (уплотнение) изолированных жил: Изолированные жилы скручиваются в единый сердечник. В пятижильных кабелях большого сечения жилы нулевая и заземления могут располагаться в центре скрутки или между фазными жилами. Пространство между жилами часто заполняется промежуточным заполнителем из ПВХ-пластиката или мелонаполненной резины для придания кабелю округлой формы и механической стабильности.
• Поясная изоляция: Может выполняться в виде обмотки из полимерной пленки или экрана, но в базовых модификациях кабелей на 1 кВ часто отсутствует, заменяясь общей оболочкой.
• Экран (опционально): В кабелях для сетей с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости применяется экран в виде медной оплетки или ленты из алюмополимерной фольги.
• Оболочка: Наружный защитный слой из ПВХ-пластиката, полиэтилена или безгалогенных композиций (при низком дымовыделении и газовыделении). Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и определяет область применения кабеля (интерьерная или наружная прокладка).

Нормативная база и маркировка

Производство и технические характеристики кабелей в России и странах Таможенного союза регламентируются, в первую очередь, межгосударственным стандартом ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66, 1 и 3 кВ». Этот документ устанавливает полный перечень требований к конструкции, материалам, электрическим и механическим параметрам. Дополнительно используются отраслевые ТУ и стандарты на конкретные материалы.

Маркировка кабелей осуществляется буквенно-цифровым кодом. Расшифровка на примере кабеля ВВГнг(А)-LS 5х16:

• В – изоляция жил из ПВХ.
• В – оболочка из ПВХ.
• Г – отсутствие защитных покровов («голый»).
• нг(А) – нераспространяющий горение по категории А (наивысшая стойкость к распространению огня при групповой прокладке).
• LS – Low Smoke, пониженное дымовыделение при горении.
• 5х16 – количество жил (5) и номинальное сечение каждой жилы (16 мм²).

Аналогичный кабель с алюминиевыми жилами будет маркироваться как АВВГ. Кабель для прокладки в земле с защитой от механических повреждений в виде брони из стальных оцинкованных лент – ВБбШв.

Основные технические характеристики

Ключевые параметры, определяющие выбор и применение кабеля.

Таблица 1. Допустимые длительные токовые нагрузки для пятижильных кабелей с изоляцией из ПВХ и СПЭ (выдержка из ПУЭ 7 изд., ГОСТ 31996-2012)

Сечение жилы, мм²	Медные жилы, А	Алюминиевые жилы, А	Сопротивление постоянному току медной жилы при 20°C, Ом/км, не более
4	32	25	4.61
6	40	31	3.08
10	55	42	1.83
16	70	55	1.15
25	95	73	0.727
35	115	90	0.524
50	140	110	0.387
70	170	135	0.268
95	210	165	0.193
120	245	190	0.153

Примечание: Токовые нагрузки приведены для прокладки в земле (в траншее) для одного кабеля при температуре земли +15°C. Для других условий прокладки (в воздухе, в лотках) применяются поправочные коэффициенты согласно ПУЭ Глава 1.3.

Таблица 2. Область применения в зависимости от марки кабеля

Марка кабеля	Материал жилы	Ключевые свойства	Основные области прокладки
ВВГ, АВВГ	Cu, Al	Базовая огнестойкость	Одиночная прокладка в сухих и влажных помещениях, каналах, туннелях. Не для групповой прокладки в пучках.
ВВГнг(А)-LS	Cu	Нераспространение горения, пониженное дымовыделение	Групповая прокладка в зданиях и сооружениях, на электростанциях, в метро, общественных зданиях (категория А).
ПвВГ, ПвПГ	Cu	Изоляция из сшитого полиэтилена, повышенная термостойкость (длительно до +90°C)	Сети с повышенными требованиями к нагрузочной способности, в т.ч. на объектах энергетики.
ВБбШв, АВБбШв	Cu, Al	Броня из стальных лент, защитный шланг из ПВХ	Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в местах с риском механических повреждений.
КГВВнг-LS	Cu (гибкая)	Гибкие жилы (класс 5), нераспространение горения	Подвижные подключения, сложные трассы с малыми радиусами изгиба, распределительные щиты (РУ).

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретной марки и сечения пятижильного кабеля осуществляется на основе комплексного анализа условий эксплуатации и расчетных параметров сети.

• Определение номинального тока и сечения: Основной критерий – расчетный длительный ток нагрузки с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды. Сечение выбирается по таблицам ПУЭ так, чтобы допустимый ток для кабеля был не меньше расчетного. Дополнительно выполняется проверка на потерю напряжения (для протяженных линий) и на соответствие токам короткого замыкания (термическая стойкость).
• Выбор материала жилы: Медные кабели имеют меньшие габариты и массу при равном сечении, более высокую проводимость, стойкость к излому, но большую стоимость. Алюминиевые кабели требуют большего сечения для той же мощности, критичны к качеству контактных соединений (склонность к окислению), но экономически выгодны для магистральных линий с большими сечениями.
• Условия прокладки и пожарная безопасность: Для одиночной прокладки в кабельных сооружениях допустимо применение ВВГ. Для групповой прокладки в лотках, пучках, этажных распределительных щитах обязательны кабели с индексом «нг» (не распространяющие горение) соответствующей категории (А, В, С). В общественных зданиях, метро, аэропортах – с индексом «LS» и «нг(А)-LS». Для прокладки в земле – бронированные марки (ВБбШв).
• Требования к гибкости: Для стационарной прокладки достаточно жил 1 или 2 класса гибкости. Для подключения к подвижным механизмам или внутри шкафов с плотной компоновкой применяют кабели с гибкими жилами (класс 5, марки КГВВнг и аналоги).

Особенности монтажа: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке для кабелей с многопроволочными жилами составляет 7,5 наружных диаметров, с однопроволочными – 10 диаметров. При прокладке в земле кабель укладывается на песчаную подушку, защищается сигнальной лентой или плитами. При переходе из земли в здание устанавливается концевая муфта. Соединение и ответвление жил производится с помощью обжимных гильз, болтовых сжимов или сварки с обязательной последующей изоляцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВВГнг и ВВГнг-LS?

Кабели ВВГнг (не распространяющие горение) при групповой прокладке не поддерживают горение, но при воздействии открытого пламени выделяют большое количество плотного дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов (хлористый водород). Кабели ВВГнг-LS (Low Smoke) помимо нераспространения горения характеризуются пониженным дымовыделением и пониженной газовыделением при пожаре, что критически важно для безопасности людей при эвакуации и сохранности электронного оборудования в зданиях.

Можно ли использовать пятижильный кабель ВВГ для прокладки в земле?

Прямая прокладка кабелей марок ВВГ, ВВГнг в земле (траншее) без дополнительной защиты запрещена. Отсутствие броневой защиты делает их уязвимыми для механических повреждений при подвижках грунта, земляных работах, давлении камней. Для прокладки в земле необходимо применять кабели в броне из стальных оцинкованных лент, такие как ВБбШв, или помещать кабель ВВГ в защитную трубу (ПНД, металлическую) или короб, что часто экономически менее целесообразно.

Как правильно выбрать сечение нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников в пятижильном кабеле?

Согласно ПУЭ (п. 1.3.183, ГОСТ 31996-2012):

• Сечение нулевого рабочего проводника (N) в трехфазных сетях с несимметричной нагрузкой, содержащих преимущественно нелинейные нагрузки (офисы, IT-оборудование), должно быть равно сечению фазных жил. В остальных случаях допускается применение жилы N с сечением до 50% от сечения фазной жилы, но не менее 16 мм² по меди или 25 мм² по алюминию.
• Сечение нулевого защитного проводника (PE) должно быть не менее значений, указанных в таблице 1.7.5 ПУЭ. Для фазных жил сечением до 16 мм² сечение PE равно сечению фазной. От 16 до 35 мм² – 16 мм². Свыше 35 мм² – не менее 50% сечения фазной жилы. В стандартных пятижильных кабелях сечение всех жил, включая N и PE, как правило, одинаково, что упрощает выбор и соответствует самым строгим требованиям.

Что означает маркировка «ож» в обозначении кабеля, например, ВВГнг(А)-LS 5х16-1?

Обозначение «ож» или цифра «1» в конце маркировки указывает на класс гибкости жилы. «ож» или «1» – жила однопроволочная (монолитная), класс 1 по ГОСТ 22483. Цифра «2» или «мн» – жила многопроволочная, класс 2. Многопроволочные жилы более гибкие, что облегчает монтаж на сложных трассах, но имеют несколько больший наружный диаметр. Для стационарной прокладки в зданиях часто применяют однопроволочные жилы.

Каков срок службы кабеля ВВГ и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабелей ВВГ, установленный ГОСТ 31996-2012, составляет 30 лет. Фактический срок эксплуатации определяется условиями прокладки и режимом работы. Критическими факторами, сокращающими ресурс, являются: длительные перегрузки по току, приводящие к перегреву изоляции; работа в средах с высокой температурой (вблизи нагревательного оборудования); воздействие агрессивных химических веществ, УФ-излучения (для кабелей без УФ-стабилизаторов); механические вибрации; неправильный монтаж (заниженный радиус изгиба). Регулярный тепловизионный контроль соединений и проверка состояния изоляции мегомметром позволяют продлить срок безопасной эксплуатации.

Заключение

Пятижильные силовые кабели на 1 кВ с пластмассовой изоляцией представляют собой универсальное и технически совершенное решение для построения распределительных сетей низкого напряжения. Широкий ассортимент марок, от базовых ВВГ до специализированных огнестойких и бронированных модификаций, позволяет точно подобрать продукт под конкретные задачи проектировщика и монтажника. Корректный выбор сечения, материала жилы и типа исполнения, основанный на требованиях ПУЭ и условий эксплуатации, является залогом долговечной, безопасной и экономически эффективной работы кабельной линии на протяжении всего ее жизненного цикла. Постоянное развитие полимерных композиций, ужесточение требований пожарной безопасности и экологичности продолжают стимулировать совершенствование данного класса кабельной продукции.