Кабель силовой с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ): полный технический обзор
Силовой кабель с ПВХ изоляцией и оболочкой представляет собой класс кабельно-проводниковой продукции, предназначенной для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Его ключевая особенность — использование поливинилхлоридных композиций для изоляции токопроводящих жил и защитной оболочки. Данный тип кабеля является одним из наиболее распространенных в сетях напряжением до 35 кВ включительно, что обусловлено оптимальным балансом электротехнических характеристик, стоимости и удобства монтажа.
Конструктивные элементы и материалы
Конструкция силового кабеля ПВХ является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из меди или алюминия. Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к излому, в то время как алюминиевые обеспечивают экономию в массе и стоимости. Жилы могут быть однопроволочными (класс 1 по ГОСТ 22483) для жестких монтажей или многопроволочными (классы 2, 3, 4, 5) для повышенной гибкости.
- Изоляция: Наносится экструзионным способом на каждую жилу. Используется специальный ПВХ пластикат, содержащий поливинилхлоридную смолу, пластификаторы, стабилизаторы, наполнители и красители. Состав рецептуры определяет ключевые параметры: электрическую прочность, сопротивление изгибу, температурный диапазон эксплуатации, стойкость к старению.
- Заполнитель: Пространство между изолированными жилами заполняется ПВХ-компаундом или жгутами из негигроскопичных материалов для придания кабелю правильной круглой формы и механической стабильности.
- Поясная изоляция: В кабелях на напряжение 3 кВ и выше поверх скрученных изолированных жил накладывается слой изоляционной ленты или экструдированного ПВХ. Это необходимо для повышения электрической прочности и выравнивания электрического поля.
- Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): Выполняется из электропроводящего ПВХ или полупроводящих лент в сочетании с медными проволоками или лентами. Экранирование предназначено для защиты от воздействия электромагнитных помех и обеспечения симметричности электрического поля вокруг жилы.
- Оболочка: Наружный защитный слой из ПВХ-пластиката, наносимый экструзией. Оболочка обеспечивает защиту от механических повреждений, агрессивных сред (масел, кислот, щелочей), влаги и ультрафиолетового излучения. Цвет оболочки, как правило, черный, реже серый.
- По материалу жилы: «А» — алюминий (отсутствие буквы в начале марки — медь).
- По материалу изоляции и оболочки: «В» — ПВХ изоляция, «В» — ПВХ оболочка (вторая буква в маркировке).
- По типу защиты: «Б» — бронированный стальными лентами, «Бн» — бронированный с негорючей оболочкой, «Бб» — бронированный без подушки, «К» — бронированный круглыми оцинкованными проволоками. Отсутствие буквы — кабель без брони.
- По пожарной безопасности: «нг(A)-LS» — не распространяющий горение по категории А с пониженным дымовыделением и газовыделением, «нг(A)-HF» — не выделяющий коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и т.д.
- Прокладки стационарных силовых линий в промышленных зданиях и гражданских сооружениях.
- Электроснабжения оборудования, станков, силовых распределительных щитов.
- Прокладки в кабельных лотках, коробах, по стенам и конструкциям.
- Для бронированных марок (ВБбШв, ВБШв) — прокладки в земле (траншеях) при условии отсутствия значительных растягивающих усилий и агрессивности грунтов.
- Прокладки в коллекторах, туннелях и шахтах при использовании исполнений «нг».
- Прокладка в земле для марок без броневой защиты (ВВГ, ВВГнг-LS) запрещена.
- Не рекомендуется для прокладки по фасадам зданий без дополнительной защиты от УФ-излучения (специальные УФ-стойкие оболочки или короба).
- Запрещена прокладка одиночных кабелей в расплавленном металле, под непосредственным воздействием сильных ударов и вибраций (требуется специальное исполнение).
- Не применяется в цепях аварийного питания и системах безопасности, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара более 180 минут (требуются огнестойкие кабели).
- Распространение горения (О1, О2, О3, О4): Кабели без индекса «нг» могут распространять горение при групповой прокладке. Кабели «нг» испытываются в пучке и не должны распространять горение.
- Дымообразование (Д1, Д2, Д3): Индекс «LS» (Low Smoke) соответствует низкому дымообразованию (Д2).
- Токсичность продуктов горения (Т1, Т2, Т3, Т4): «LS» также подразумевает пониженную токсичность (Т2).
- Коррозионная активность дыма (А1, А2, А3): Индекс «HF» (Halogen Free) означает отсутствие галогенов и коррозионно-активных газов.
- Прокладка при отрицательных температурах требует предварительного прогрева кабеля в отапливаемом помещении. Без прогрева допустима прокладка при температуре не ниже -15°C.
- Строгое соблюдение минимального радиуса изгиба для предотвращения повреждения изоляции и оболочки.
- При прокладке в лотках группами необходимо учитывать коэффициенты снижения токовой нагрузки в зависимости от количества кабелей в пучке и их взаимного расположения.
- Для бронированных кабелей, прокладываемых в земле, обязательна подготовка песчаной подушки, защита кирпичом или сигнальной лентой, составление исполнительной схемы трассы.
- Концы кабелей должны быть защищены от попадания влаги герметизирующими колпачками или концевыми заглушками.
- Материал изоляции: ПВХ — термопласт, СПЭ — термореактивный материал.
- Температура длительной эксплуатации: +70°C для ПВХ, +90°C для СПЭ.
- Токовая нагрузка: При одинаковом сечении кабель СПЭ может передавать на 20-30% больше мощности.
- Стойкость к токам КЗ: У СПЭ значительно выше.
- Стоимость: Кабели СПЭ (типа ПвВГ) дороже.
- Область применения: ПВХ доминирует в сетях до 1 кВ, СПЭ — в сетях среднего напряжения (6-35 кВ и выше).
Классификация и маркировка
Силовые кабели с ПВХ изоляцией классифицируются по нескольким ключевым признакам, что отражено в их буквенно-цифровой маркировке по ГОСТ 53769-2010 (и аналогичным ТУ).
Пример маркировки: ВВГнг(А)-LS 0,66 кВ 3х95 — кабель с медными жилами, ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой, не распространяющий горение по категории А, с низким дымовыделением, на напряжение 0,66 кВ, трехжильный, сечением жилы 95 мм².
Основные технические характеристики
Таблица 1. Ключевые параметры силовых кабелей ПВХ
| Параметр | Значение / Описание | Нормативный документ |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U | 0,66 / 1 кВ; 6 / 10 кВ; 20 / 35 кВ | ГОСТ 53769-2010 |
| Температурный диапазон эксплуатации | От -50°C до +50°C (для монтажа без предварительного подогрева: не ниже -15°C) | ГОСТ 53769-2010 |
| Допустимая температура нагрева жил при длительной эксплуатации | +70°C | ГОСТ 31996-2012 |
| Максимальная температура жил при коротком замыкании | +160°C (продолжительность до 4 сек.) | ГОСТ 31996-2012 |
| Строительная длина | Не менее 100 м для сечений до 16 мм², не менее 125 м для сечений 25 мм² и выше | ГОСТ 53769-2010 |
| Минимальный радиус изгиба при монтаже | 7,5 наружных диаметров для одножильных кабелей; 10 наружных диаметров для многожильных кабелей | ГОСТ 53769-2010 |
| Срок службы | Не менее 30 лет | ГОСТ 53769-2010 |
Таблица 2. Сравнение основных марок кабелей
| Марка кабеля | Расшифровка | Основная область применения | Особенности |
|---|---|---|---|
| ВВГ | Винил-Винил-Голый | Стационарная прокладка внутри помещений, в кабельных каналах, по стенам. Сухие и влажные помещения. | Базовая модель без брони. |
| ВВГнг(А)-LS | ВВГ негорючий (кат. А), с низким дымовыделением | Прокладка в зданиях и коллекторах группой (пучками). Объекты с массовым пребыванием людей. | Не распространяет горение при групповой прокладке, ограниченное дымовыделение. |
| АВВГ | Алюминий-Винил-Винил-Голый | Аналогична ВВГ, но для проектов с ограниченным бюджетом. Ввод в здания, распределительные щиты. | Алюминиевая жила, требует осторожности при монтаже (хрупкость, ползучесть). |
| ВБбШв | Винил-Броня-Без подушки-Шланг виниловый | Прокладка в земле (траншеях), в агрессивных средах, с защитой от механических повреждений. | Броня из стальных лент, виниловая оболочка поверх брони. |
| ПвВГ | Изоляция из сшитого полиэтилена, оболочка ПВХ | Сети на 6-35 кВ. Линии с высокими требованиями к токовой нагрузке и надежности. | Более высокая допустимая температура жилы (+90°C), стойкость к токам КЗ. |
Области применения и ограничения
Силовые кабели ПВХ применяются для:
Ограничения и недопустимые условия применения:
Требования пожарной безопасности
Современные стандарты (ФЗ-123, СП 6.13130) предъявляют жесткие требования к кабельной продукции в части пожарной опасности. Классификация осуществляется по следующим показателям:
Выбор конкретного исполнения (например, ВВГнг(А)-LS или ВВГнг(А)-HF) осуществляется на основе категории помещения и требований проекта.
Монтаж и эксплуатация
При монтаже силовых кабелей ПВХ необходимо соблюдать следующие правила:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и ВВГнг-LS?
Кабель ВВГ в базовом исполнении не имеет стойкости к распространению горения при групповой прокладке. При возникновении пожара он может поддерживать горение. Кабель ВВГнг(А)-LS использует в изоляции и оболочке ПВХ-композиции с огнегасящими добавками, что позволяет ему не распространять горение при прокладке пучками (категория А — наиболее строгая). Кроме того, индекс «LS» гарантирует низкое дымо- и газовыделение, что критически важно для эвакуации людей и работы пожарных.
Можно ли прокладывать кабель ВВГнг-LS в земле?
Нет, нельзя. Индекс «нг-LS» характеризует только свойства пожарной безопасности, но не обеспечивает защиту от механических повреждений в грунте. Для прокладки в земле необходимо использовать кабели с броневой защитой, например, ВБбШвнг(А)-LS, где «Б» указывает на наличие брони из стальных оцинкованных лент.
Что означает маркировка 0,66/1 кВ и 6/10 кВ?
Это номинальное напряжение кабеля. Первое значение (U0) — это напряжение между жилой и землей (экраном/броней). Второе значение (U) — напряжение между жилами. Кабель 0,66/1 кВ может эксплуатироваться в сети с линейным напряжением до 1000 В и фазным до 660 В. Кабель 6/10 кВ предназначен для сетей 10 кВ. Использование кабеля с меньшим номинальным напряжением, чем в сети, категорически запрещено и приведет к пробою изоляции.
Почему медный кабель предпочтительнее алюминиевого, несмотря на более высокую стоимость?
Медь обладает примерно в 1,7 раз большей проводимостью, чем алюминий. При одинаковом сечении медный кабель может пропускать больший ток, имеет меньшее падение напряжения. Медные жилы более пластичны, не ломаются при частых перегибах, обладают лучшей стойкостью к ползучести и окислению в местах контакта. Алюминиевые контакты со временем ослабевают, требуют регулярной подтяжки и применения специальной контактной пасты.
Как правильно выбрать сечение силового кабеля ПВХ?
Выбор сечения производится по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки и по потере напряжения. Исходными данными являются полная мощность нагрузки (кВА), напряжение сети (В), способ прокладки (в воздухе, в земле, группой), температура окружающей среды, материал жилы. Расчет ведется согласно ПУЭ (глава 1.3) с использованием таблиц допустимых токовых нагрузок. Для ответственных линий необходим также расчет по токам короткого замыкания на термическую стойкость.
Чем кабель ПВХ отличается от кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?
Ключевые отличия:
Требуется ли дополнительная защита для кабеля ВВГ при открытой прокладке по фасаду здания?
Да, требуется. Стандартная ПВХ оболочка подвержена деградации под воздействием ультрафиолетового излучения, что со временем приводит к растрескиванию и потере механических и защитных свойств. Для открытой прокладки на солнце необходимо использовать кабели с УФ-стабилизированной оболочкой (специальная маркировка) или защищать кабель в гофротрубе, металлорукаве или кабель-канале.
Комментарии