Кабель с пластмассовой изоляцией

Кабель с пластмассовой изоляцией: классификация, материалы, области применения и стандарты

Кабель с пластмассовой изоляцией представляет собой электротехническое изделие, токопроводящие жилы которого изолированы полимерными (пластмассовыми) материалами, а общая защитная оболочка также выполнена из полимера. Данный класс кабельно-проводниковой продукции доминирует в низковольтных (до 1 кВ) и среднечастотных сетях, вытеснив бумажно-масляную изоляцию благодаря совокупности эксплуатационных, технологических и экономических преимуществ.

Ключевые материалы изоляции и оболочек

Свойства кабеля определяются химическим составом и структурой применяемых полимеров. Основные материалы делятся на две группы: для изоляции токопроводящих жил и для защитных оболочек.

Материалы для изоляции жил

• Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ, PVC): Наиболее распространенный материал. Представляет собой ПВХ-смолу с добавлением пластификаторов, стабилизаторов и наполнителей. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, не поддерживает горение, устойчив к кислотам, щелочам, атмосферным воздействиям. Недостатки: выделение хлористого водорода и dense smoke при горении; низкая морозостойкость (до -15°C для стандартных составов); старение с потерей пластификатора («высыхание»).
• Сшитый полиэтилен (XLPE, PEX): Полиэтилен, молекулы которого «сшиты» в трехмерную сетку химическим или радиационным способом. Коренным образом улучшает термостойкость (с +70°C до +90°C для долговременной работы) и стойкость к тепловым деформациям. Обладает отличными электрическими характеристиками (низкие диэлектрические потери, высокое удельное сопротивление), стойкостью к растрескиванию. Применяется в силовых кабелях на напряжения 0,66; 1; 6; 10 кВ и выше.
• Полиэтилен (PE): Низкой плотности (LDPE) и высокой плотности (HDPE). Используется как для изоляции (преимущественно в кабелях связи, высокочастотных), так и для наружных оболочек благодаря выдающейся влагостойкости и химической стойкости. Без галогенов, но горюч.
• Полимеры без галогенов, с пониженной пожарной опасностью (LS, LH, FR): Композиции на основе полиолефинов (чаще EVA) с минеральными наполнителями (гидроксид алюминия, магния). При пожаре обладают низким дымовыделением, отсутствием коррозионно-активных газов (галогенов). Применяются в общественных зданиях, метро, тоннелях, местах массового скопления людей.

Материалы для защитных оболочек

• ПВХ-пластикат: Универсальная оболочка для общего применения. Может иметь различные цвета для маркировки, быть маслостойкой, морозостойкой (до -40°C и ниже), нераспространяющей горение (НГ).
• Полиэтилен (PE): Преимущественно для наружной прокладки (кабели связи, силовые для СИП). Высокая стойкость к УФ-излучению, влаге, агрессивным почвам.
• Полиуретан (PUR): Обладает исключительной механической прочностью, стойкостью к истиранию, перегибам, маслам, бензину. Применяется в кабелях для подвижного подключения, в робототехнике.
• Термоэластопласт (TPE/TPR): Сочетает эластичность резины и технологичность переработки пластмасс. Морозостойкий, износостойкий, без галогенов.

Конструкции и классификация кабелей с пластмассовой изоляцией

Конструкция определяется назначением, условиями прокладки и эксплуатации.

По количеству и гибкости жил

• Одножильные: Жесткие, для стационарной прокладки в сетях постоянного тока или переменного тока при частоте до 50 Гц (с особыми условиями монтажа из-за наведения вихревых токов).

Многожильные (2, 3, 4, 5 и более жил): Основной тип для силовых и распределительных сетей. Могут иметь нулевую жилу (N) и жилу защитного заземления (PE), объединенные в разной конфигурации (например, 3+1, 3+2, 4+1).

• Гибкие (классы 3-6 по ГОСТ 22483): Для подключения подвижных механизмов, переносного оборудования. Токопроводящая жила скручена из множества тонких проволок.

По назначению и конструкции

• Силовые кабели на напряжение 0,66; 1; 6; 10 кВ: Имеют изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE) или ПВХ. Содержат экран (для напряжений 6 кВ и выше) из проводящего полимера и/или медных лент, бронепокров (стальные ленты или оцинкованные проволоки) и наружную оболочку из ПВХ или полиэтилена. Примеры: ВВГ, АВВГ, ПвВГ, ПвПГ.
• Кабели для неподвижной прокладки в стационарных установках (монтажные, установочные): Как правило, с ПВХ изоляцией и оболочкой. Могут быть плоскими или круглыми. Примеры: ВВГ, ВВГнг(А), NYM, ПВС.
• Кабели гибкие для подвижного подключения: С многопроволочными жилами высокой гибкости, часто в оболочке из резины или специальных полимеров (PUR). Примеры: КГ, КГ-ХЛ, РПШ.
• Кабели контрольные: Для вторичных цепей управления, сигнализации, измерения. Содержат множество (от 4 до 61 и более) изолированных жил малого сечения под общей оболочкой. Примеры: КВВГ, КВВГэ, АКВВГ.
• Кабели связи и передачи данных: Используют полиэтилен (PE, XLPE) и ПВХ. Имеют сложные конструкции с точными геометрическими параметрами (витые пары, коаксиальные). Примеры: кабели LAN (Cat.5e, Cat.6), коаксиальные кабели (RG-6).

Основные стандарты и маркировка

Производство и испытания кабелей с пластмассовой изоляцией регламентируется национальными и международными стандартами.

• ГОСТ 31996-2012: Силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Основополагающий стандарт в РФ.
• ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332): Требования пожарной безопасности к кабельной продукции.
• ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502): Силовые кабели с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 1 кВ (U_m = 1,2 кВ) и 3 кВ (U_m = 3,6 кВ).
• МЭК 60227 (IEC 60227): Серия стандартов на кабели на номинальное напряжение до 450/750 В.
• МЭК 60502 (IEC 60502): Серия стандартов на силовые кабели с экструдированной изоляцией на напряжения от 1 кВ до 30 кВ.

Маркировка кабеля включает в себя буквенно-цифровой код, наносимый на оболочку, и цветовую маркировку изоляции жил.

Таблица 1. Расшифровка буквенной маркировки силовых кабелей (российская система)

Буква в марке	Значение (рус.)	Значение (англ.)	Позиция в марке
А	Алюминиевая жила	Aluminium conductor	1-я (если нет — медь)
В	ПВХ изоляция	PVC insulation	2-я (после А) или 1-я
В	ПВХ оболочка	PVC sheath	Последняя или предпоследняя
П	Полиэтиленовая изоляция	PE insulation	2-я или 1-я
Пс	Самозатухающий полиэтилен	Self-extinguishing PE	2-я или 1-я
Пв	Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE)	XLPE insulation	2-я или 1-я
нг(A, B, C, D)	Не распространяющий горение по категориям	Flame retardant	После обозначения оболочки
LS	Пониженное дымовыделение (от англ. Low Smoke)	Low Smoke	После обозначения оболочки
FRLS	Огнестойкий с низким дымовыделением	Fire Resistant Low Smoke	После обозначения оболочки
Б	Броня из стальных лент	Steel tape armour	После обозначения изоляции
К	Броня из круглых стальных оцинкованных проволок	Steel wire armour	После обозначения изоляции
Шв	Защитный шланг из ПВХ	PVC oversheath	В конце
Шп	Защитный шланг из полиэтилена	PE oversheath	В конце
Э	Экран общий (для КВВГ и т.п.)	Overall screen	Перед обозначением оболочки

Таблица 2. Цветовая маркировка изоляции жил (по ГОСТ 31947-2012)

Назначение жилы	Цвет изоляции	Допустимая альтернатива
Фазная проводник L1	Коричневый	Черный, серый, красный
Фазная проводник L2	Черный	Коричневый, серый, синий*
Фазная проводник L3	Серый	Коричневый, черный, красный
Нулевой рабочий N	Синий	—
Защитный PE	Желто-зеленый	—
Совмещенный PEN	Желто-зеленый по всей длине с синими метками на концах	Синий по всей длине с желто-зелеными метками на концах

• При условии, что синий цвет не используется для идентификации нейтрального или среднего проводника.

Области применения и условия эксплуатации

Выбор конкретной марки кабеля определяется проектом и нормативными требованиями.

• Внутренняя электропроводка в жилых и общественных зданиях: Применяются кабели с индексом «нг-LS» или «нг-HF» (безгалогенные) для обеспечения пожарной безопасности (малое дымовыделение, отсутствие коррозионных газов). Пример: ВВГнг(А)-LS, NYM.
• Промышленные предприятия, распределительные щиты: Силовые кабели (АВВГ, ВВГ) для питания стационарного оборудования. В зонах с риском механических повреждений – бронированные (ВБШв, АВБШв).
• Прокладка в земле (траншеях): Обязательно применение кабелей с броней (ленточной или проволочной) и наружной оболочкой из полиэтилена (Шп) для защиты от коррозии и влаги. Пример: ПвБШп.
• Взрывоопасные зоны: Кабели с индексом «нг-LS» и дополнительными требованиями по нераспространению горения.
• Подвижное подключение: Гибкие кабели в оболочке из резины, PUR или специального ПВХ (КГ, ПВС, РПШ).
• Объекты инфраструктуры (метро, тоннели, аэропорты): Применяются огнестойкие кабели (с индексом FR, FRLS), сохраняющие работоспособность в течение заданного времени в условиях пожара.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами изоляции

Преимущества:

• Высокая технологичность производства: Процесс экструзии позволяет получать изоляцию с стабильными параметрами на высоких скоростях.
• Отсутствие гигроскопичности: Не требуют герметичных металлических оболочек для защиты от влаги, в отличие от бумажной изоляции.
• Химическая стойкость: Устойчивость к маслам, кислотам, щелочам (зависит от конкретного полимера).
• Меньший вес и радиус изгиба по сравнению с кабелями в свинцовой оболочке.
• Широкая вариативность свойств: Возможность модификации составов для придания специфических свойств (огнестойкость, морозостойкость, низкое дымовыделение).
• Экономическая эффективность.

Недостатки:

• Старение полимеров: Под воздействием тепла, солнечного УФ-излучения, агрессивных сред происходит деструкция полимера, приводящая к потере эластичности и растрескиванию.
• Ограниченная термостойкость: Даже сшитый полиэтилен (XLPE) имеет максимальную допустимую температуру при перегрузке +250°C, в то время как минеральная изоляция выдерживает +1000°C.
• Выделение токсичных продуктов при горении: Особенно характерно для ПВХ. Требует применения специальных составов в людных местах.
• Склонность к распространению горения при групповой прокладке у обычных марок, что нивелируется применением нераспространяющих горение исполнений (нг).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и ВВГнг?

Кабель ВВГ с обычным ПВХ-пластикатом в условиях групповой прокладки (пучком) способствует распространению пламени. Кабель ВВГнг (не распространяющий горение) изготовлен из специального ПВХ-компаунда с огнегасящими добавками, который при одиночном испытании по ГОСТ 12176 (МЭК 60332-1) горит, но при групповой прокладке (испытание по ГОСТ 12177 (МЭК 60332-3)) не распространяет горение. Это обязательное требование для современных электромонтажных работ внутри зданий.

Когда следует применять кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), а когда из ПВХ?

Кабель с изоляцией XLPE (например, ПвВГ) применяется при повышенных требованиях к термостойкости (длительно допустимая температура +90°C против +70°C у ПВХ), в сетях на напряжение 6 кВ и выше, а также при больших нагрузках, где важна стойкость к токам короткого замыкания. ПВХ-изоляция (ВВГ) экономически целесообразна для стационарной прокладки в сетях до 1 кВ, где нет экстремальных тепловых нагрузок.

Что означают категории «нг(А)», «нг(В)», «нг(С)», «нг(D)»?

Это классификация по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ 31565-2012 (аналогично МЭК 60332-3). Категория А – наивысшая, предъявляет самые строгие требования: испытание пламенем в течение 40 минут, при этом горение не должно распространяться на длину более 2.5 м от источника. Категории B, C, D предполагают менее длительное испытание (20, 15 и 1.5 минуты соответственно). Для общественных зданий, как правило, требуется категория А.

Можно ли прокладывать кабель ВВГ на улице?

Кабель ВВГ в обычном исполнении предназначен для внутренней прокладки или в наружных электроустановках при условии защиты от прямого воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков. Для открытой прокладки по фасадам, на опорах необходимо применять кабели с устойчивой к УФ-излучению оболочкой, например, из светостабилизированного полиэтилена (кабели типа СИП, ВВГ-ХЛ с морозостойким ПВХ) или размещать их в гофротрубах, лотках, защищающих от ультрафиолета.

В чем разница между кабелем и проводом в пластиковой изоляции?

Ключевое отличие – в наличии защитной герметизирующей оболочки. Провод (например, ПВ-1, ППВ) имеет изоляцию на каждой жиле, но не имеет общей внешней оболочки, защищающей от внешних воздействий. Кабель (ВВГ, NYM) всегда имеет эту оболочку, которая может также выполнять функцию защиты от механических повреждений, влаги, агрессивных сред. Кабель предназначен для более тяжелых условий эксплуатации.

Как расшифровать маркировку, например, АПвБбШп-1 3х120-10?

• А – алюминиевая токопроводящая жила.
• Пв – изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE).
• Б – броня из стальных лент.
• б – без подушки под броней (отсутствие обозначения «б» означает наличие подушки).
• Шп – защитный шланг (оболочка) из полиэтилена.
• -1 – класс пожароопасности по ГОСТ 31565 (не распространяющий горение при одиночной прокладке).
• 3х120 – три жилы сечением 120 мм² каждая.
• -10 – номинальное напряжение 10 кВ.

Итог: Силовой кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами без подушки, в полиэтиленовой оболочке, на напряжение 10 кВ.