Кабель 4 провода

Кабель 4 провода: конструкция, назначение, стандарты и применение

Кабель, содержащий четыре токопроводящие жилы, является одним из наиболее распространенных и востребованных типов кабельно-проводниковой продукции в электроэнергетике, электротехнике и системах автоматизации. Его универсальность обусловлена возможностью организации трехфазных цепей, цепей с нейтралью и защитным проводником, а также сложных систем сигнализации и управления. Конструкция 4-жильного кабеля варьируется в зависимости от области применения, номинального напряжения, условий прокладки и требований к безопасности.

Конструктивные особенности и материалы

Основу любого 4-жильного кабеля составляют четыре изолированные токопроводящие жилы, скрученные вместе. Поверх скрутки (концентрической или пучковой) накладываются общие защитные и экранирующие элементы.

• Токопроводящая жила: Выполняется из меди или алюминия. Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, что делает их предпочтительными для стационарной прокладки внутри помещений и ответственных объектов. Алюминиевые жилы легче и дешевле, применяются в сетях с меньшими требованиями к гибкости (например, воздушные вводы). Сечение жил нормируется и выбирается по расчетному току. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) для стационарного монтажа или многопроволочными (гибкими) для подключения подвижного оборудования.
• Изоляция жил: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, сшитого полиэтилена (XLPE), резины или полимерных композиций без галогенов. Изоляция каждой жилы имеет стандартную цветовую маркировку, что критически важно для правильного монтажа. В трехфазных кабелях это обычно фазы A, B, C (коричневый, черный, серый) и синий (голубой) для нулевой рабочей жилы (N).
• Поясная изоляция: Слой, накладываемый поверх скрученных изолированных жил для придания кабелю круглой формы и дополнительной электрической защиты.
• Экран: Присутствует в кабелях для сетей с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости. Выполняется в виде медной или алюминиевой фольги с дренажным проводником или оплетки из медных луженых проволок. Экранирование снижает влияние внешних помех и ограничивает излучение электромагнитных полей от самого кабеля.
• Защитная оболочка: Внешний слой, защищающий внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ, солнечного излучения и других внешних воздействий. Материал оболочки определяет область применения кабеля: ПВХ (универсальный, для помещений), полиэтилен (для уличной прокладки), резина (для гибких переносок, судовых условий), композиции без галогенов (для объектов с повышенными требованиями к пожарной безопасности).
• Броня: Для прокладки в земле, в условиях риска механических повреждений, кабель может иметь бронепокров. Чаще всего это две стальные оцинкованные ленты (БбШв тип) или стальные проволоки (ПвБШв тип).

Основные типы и марки кабелей на 4 жилы

Выбор конкретной марки определяется проектом, условиями эксплуатации и действующими стандартами (ГОСТ, ТУ, международные IEC, VDE).

Таблица 1. Распространенные марки 4-жильных кабелей и их применение

Марка кабеля	Материал жилы	Назначение и особенности	Область применения
ВВГ 4х…	Медь	Силовой кабель с изоляцией и оболочкой из ПВХ. Без брони. Сечения от 1.5 до 240 мм² и более.	Стационарная прокладка в сухих и влажных помещениях, кабельных каналах, на специальных лотках. Для распределения электроэнергии в сетях 0.66/1 кВ.
АВВГ 4х…	Алюминий	Аналог ВВГ, но с алюминиевыми жилами.	Вводы в здания, распределительные сети, где допустимо применение алюминия. Требует большего сечения при том же токе по сравнению с медью.
ПвВГ 4х… (или XLPE)	Медь	Изоляция жил из сшитого полиэтилена (XLPE). Высокая термостойкость (до +90°C), стойкость к токам короткого замыкания.	Сети с повышенными нагрузками, тропический климат, места с повышенной температурой окружающей среды.
ВБбШв 4х…	Медь	Бронированный кабель. Броня из двух стальных оцинкованных лент, поверх брони — защитный шланг из ПВХ.	Прокладка в земле (траншеях) без дополнительной защиты, в местах с риском механических повреждений.
ПвБбШв 4х…	Медь	Бронированный кабель с изоляцией XLPE. Сочетание высокой термостойкости и механической защиты.	Ответственные подземные линии, нефтегазовые объекты, сети с высокими нагрузками.
КГ 4х…	Медь, гибкая	Кабель гибкий с резиновой изоляцией и оболочкой. Устойчив к многократным изгибам.	Подключение передвижных механизмов, сварочного оборудования, временное энергоснабжение.
NYM 4х…	Медь	Аналог ВВГ, но с дополнительным негорючим резиноподобным заполнителем между жилами, придающим кабелю круглую форму и повышенную пожаробезопасность.	Стационарный монтаж внутри зданий, в том числе в жилых помещениях. Широко распространен в Европе.
ВВГнг(А)-LS 4х…	Медь	Кабель с пониженным дымовыделением и газовыделением (LS) и нераспространением горения (нг(А)) по категории А.	Прокладка в пучках, в многоквартирных домах, общественных зданиях, метро, аэропортах — везде, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.

Системы заземления и цветовая маркировка жил в 4-жильном кабеле

В современных электроустановках 4-жильный кабель чаще всего используется для организации трехфазных цепей с системой заземления TN-S или TN-C-S, где требуется отдельный нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники. Однако, в зависимости от системы, функции могут объединяться.

• Система TN-C (устаревшая): В кабеле 4 жилы выполняют функции трех фаз (L1, L2, L3) и совмещенного нулевого рабочего и защитного проводника (PEN). Цветовая маркировка: три фазы (коричневый, черный, серый), PEN — голубой с желто-зелеными метками на концах или наоборот.
• Система TN-S (современная): Для этой системы требуется 5 жил (3 фазы, N, PE). Кабель на 4 жилы в чистом виде TN-S не обеспечивает. Он может использоваться в части сети, где разделение PEN уже произошло, и требуется, например, три фазы и N, а PE идет отдельно.
• Система TN-C-S (наиболее распространенная): В кабеле 4 жилы часто используются как: три фазных проводника (L1, L2, L3) и нулевой рабочий (N). Защитный проводник (PE) в этом случае может быть проложен отдельно, либо использоваться в качестве PEN до точки разделения. После точки разделения (главная заземляющая шина) функции N и PE разделяются, и их объединение запрещено.

Стандартная цветовая маркировка по ГОСТ 31947-2012 (и международным нормам):

• Желто-зеленый: Защитный проводник PE (земля).
• Голубой (синий): Нулевой рабочий проводник N.
• Коричневый, черный, серый: Фазные проводники L1, L2, L3.

В 4-жильном кабеле, где нет отдельного PE, четвертая жила (голубая) выполняет функцию N. Фазные жилы маркируются коричневым, черным и серым. Если в 4-жильном кабеле используется PEN-проводник, он должен быть обозначен голубым цветом с желто-зелеными полосами на концах.

Расчет сечения и выбор кабеля на 4 жилы

Выбор сечения жил является критически важным этапом проектирования. Он основывается на нескольких ключевых критериях:

• Длительно допустимый ток нагрузки (I_доп): Основной параметр. Сечение выбирается так, чтобы I_доп для данного кабеля (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества кабелей в пучке) был больше расчетного тока нагрузки (I_р). Данные приведены в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и справочниках.
• Потеря напряжения (ΔU): Для протяженных линий необходимо проверить, чтобы падение напряжения на кабеле от начала до конца линии не превышало нормированных значений (обычно 5% для силовых нагрузок).
• Термическая стойкость к токам короткого замыкания (I_кз): Сечение должно быть достаточным, чтобы выдержать нагрев при протекании тока КЗ до срабатывания защиты.
• Условия прокладки: Поправочные коэффициенты на температуру земли или воздуха, на групповую прокладку.
• Способ прокладки: В земле, в воздухе, в трубах, на лотках.

Таблица 2. Пример выбора сечения медного 4-жильного кабеля ВВГ при прокладке в воздухе (при температуре воздуха +25°C)

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А (для кабеля)	Примерная мощность трехфазной нагрузки при 380В, кВт (cos φ=0.8)
4 x 1.5	29	~15.3
4 x 2.5	38	~20.0
4 x 4	50	~26.3
4 x 6	60	~31.6
4 x 10	80	~42.1
4 x 16	105	~55.3
4 x 25	135	~71.1
4 x 35	165	~86.9

Области применения четырехжильных кабелей

• Распределительные сети 0.4/0.23 кВ: Подача питания от трансформаторной подстанции к вводно-распределительным устройствам (ВРУ) жилых, коммерческих и промышленных зданий.
• Питание трехфазных электродвигателей: Подключение станков, насосов, вентиляторов, промышленного оборудования. Четвертая жила используется для рабочего нуля, если у двигателя есть цепи управления на 220В, или в системах с глухозаземленной нейтралью.
• Вводы в индивидуальные жилые дома и коттеджи: При выделенной трехфазной мощности кабель 4х жил (3 фазы + N) является стандартным решением для воздушного или подземного ввода.
• Питание освещения: Для трехфазного распределения нагрузки в системах освещения больших помещений, улиц, стадионов.
• Системы автоматизации и АСУ ТП: 4-жильные кабели с экраном (например, типа LiYCY) используются для передачи аналоговых и цифровых сигналов, питания датчиков и исполнительных механизмов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель 4х4 от 4х4 мм²?

Это одно и то же. Обозначение «4х4» подразумевает, что в кабеле четыре жилы, каждая сечением 4 квадратных миллиметра.

Можно ли использовать 4-жильный кабель для однофазной сети?

Да, технически можно. При этом две жилы могут быть использованы как фаза и ноль, а две другие — как фаза и ноль для другой линии, если они защищены отдельными аппаратами. Однако, с точки зрения экономии материалов и правил цветовой маркировки, для двух отдельных однофазных линий чаще используют два отдельных кабеля или один многожильный, но с четным числом жил, предназначенный для таких целей. Использование одной жилы 4-жильного кабеля в качестве PE проводника при отсутствии на ней желто-зеленой маркировки является нарушением.

Что делать, если в 4-жильном кабеле нет желто-зеленой жилы? Как организовать заземление?

Если кабель не содержит жилы с изоляцией желто-зеленого цвета, ее нельзя произвольно назначать. Такой кабель не предназначен для прокладки отдельного защитного проводника PE. В этом случае защитный проводник должен быть проложен отдельно от кабеля, либо необходимо использовать кабель с пятью жилами, одна из которых будет желто-зеленой. Использование голубой (нулевой) жилы в качестве защитной после точки разделения PEN является грубейшим нарушением ПУЭ и создает угрозу безопасности.

Какой кабель выбрать для прокладки в земле: ВВГ или ВБбШв?

Для прямой прокладки в земле (траншее) без дополнительных защитных труб или коробов необходимо использовать исключительно бронированный кабель, такой как ВБбШв или ПвБбШв. Кабель ВВГ не имеет брони и не защищен от механических повреждений (давление грунта, лопата и т.д.), поэтому его прокладка в земле допускается только в трубах или блоках, что увеличивает стоимость и сложность работ.

В чем разница между ВВГ и NYM?

Оба кабеля медные, с ПВХ изоляцией и оболочкой. Ключевое отличие — наличие у NYM негорючего мелонаполненного резинового заполнения между жилами. Это придает кабелю круглую форму, повышает его пожаробезопасность (затрудняет распространение горения), облегчает разделку и обеспечивает дополнительную герметизацию. ВВГ часто имеет плоскую форму и, как правило, дешевле. NYM не предназначен для прокладки на открытом воздухе под солнечным излучением и для прямого закапывания в землю.

Как определить сечение жилы, если маркировка стерлась?

Необходимо снять изоляцию с жилы и с помощью штангенциркуля измерить диаметр токопроводящей жилы (для монолитной). Сечение вычисляется по формуле: S = π

• d² / 4. Для многопроволочной жилы измеряется диаметр одной проволоки, вычисляется ее сечение, затем умножается на количество проволок в жиле. Более точный способ — использование специального калибратора (метра сечения). Важно проводить измерения на отключенном и заземленном кабеле.

Заключение

Кабель на четыре токопроводящие жилы представляет собой универсальное техническое решение для широкого спектра задач в электроэнергетике. Его правильный выбор, основанный на понимании конструкции, маркировки, условий прокладки и норм расчета сечения, является залогом надежной, долговечной и безопасной работы электроустановки. Приоритет должен всегда отдаваться соответствию кабеля действующим стандартам и правилам (ПУЭ, ГОСТ), а также конкретным условиям проекта. В случаях, связанных с системами заземления, необходимо строго соблюдать цветовую маркировку и не допускать импровизаций, от которых напрямую зависит электробезопасность людей и объектов.