Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 0,66/1 кВ и 6/10 кВ, пятижильные, сечением 25 мм²: конструкция, применение, технические характеристики
Пятижильные силовые кабели сечением 25 мм² представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего и низкого напряжения, где требуется передача трехфазного тока с обязательным использованием нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников. Сечение 25 мм² является одним из наиболее востребованных в диапазоне от 16 до 50 мм² для питания мощных потребителей, распределительных щитов, вводно-распределительных устройств (ВРУ) и магистральных линий в жилых, коммерческих и промышленных зданиях.
Конструкция кабеля 5х25 мм²
Конструкция пятижильного кабеля сечением 25 мм² строго регламентируется национальными (ГОСТ, ТУ) и международными стандартами (IEC, VDE). Типовая конструкция для кабеля на напряжение до 1 кВ (например, ВВГнг(А)-LS 5х25 или NYY 5×25) включает следующие элементы:
- Токопроводящая жила: Основной элемент. Для сечения 25 мм² жилы изготавливаются, как правило, из медной или алюминиевой проволоки. Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеют большую стоимость. Алюминиевые жилы (АВВГ и пр.) легче и дешевле, но требуют большего сечения для обеспечения той же токовой нагрузки и склонны к ползучести в контактных соединениях. Конструкция жилы может быть монолитной (однопроволочной) для жестких стационарных прокладок или многопроволочной (гибкой) для трасс со сложной геометрией или подключения к подвижным элементам.
- Изоляция жилы: Каждая из пяти жил имеет индивидуальную изоляцию. Материал изоляции определяет ключевые свойства кабеля:
- Поливинилхлорид (ПВХ): В кабелях марок ВВГ, ВВГнг, ВВГнг-LS. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, не поддерживает горение (в варианте «нг»), с пониженным дымовыделением и газовыделением (LS).
- Сшитый полиэтилен (XLPE): В кабелях марок ПвВГ, N2XH, N2XCH. Отличается повышенной термостойкостью (допустимая температура жилы +90°C против +70°C у ПВХ), лучшими диэлектрическими и механическими свойствами, стойкостью к трекингу.
- Резина (каучук): В гибких кабелях (КГ). Обеспечивает исключительную гибкость и стойкость к многократным изгибам.
- Нумерация и маркировка жил: Жилы имеют цветовую или цифровую маркировку согласно ПУЭ и ГОСТ 31996-2012. Стандартная схема для пятижильного кабеля: три жилы фазных (L1, L2, L3) – коричневый, черный, серый; нулевая рабочая жила (N) – синий; защитная жила (PE) – желто-зеленый. В кабелях с изоляцией одного цвета жилы могут иметь цифровую маркировку или цветовые метки.
- Поясная изоляция: В некоторых конструкциях, особенно многожильных, поверх скрученных изолированных жил может накладываться слой изоляционной ленты или экструдированного заполнителя для придания кабелю круглой формы и дополнительной электрической стабильности.
- Внешняя оболочка: Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и внешних воздействий. Материал оболочки также важен для пожарной безопасности. Чаще всего это ПВХ-пластикат различных составов (ПВХ, ПВХнг, ПВХнг-LS). Для кабелей, прокладываемых в земле, используется оболочка из полиэтилена (ШВ, П) для защиты от влаги и агрессивных сред.
- Питание вводно-распределительных устройств (ВРУ) жилых многоквартирных домов, офисных и торговых центров.
- Магистральные линии в системах электроснабжения промышленных предприятий, цехов.
- Питание мощных трехфазных потребителей: электродвигатели, вентиляционные установки, чиллеры, насосные станции, сварочные посты, станки.
- Прокладка в кабельных сооружениях: лотках, коробах, по стенам, в шахтах, тоннелях.
- Прокладка в земле (траншее): при условии использования кабелей с бронированной защитой (например, ВБбШв 5х25 – с броней из стальных лент и защитным шлангом из ПВХ).
- Значения Iдоп приведены ориентировочно для прокладки в воздухе при температуре окружающей среды +25°C. Точный расчет должен проводиться согласно ПУЭ гл.1.3 с учетом всех поправочных коэффициентов (на температуру, групповую прокладку и т.д.).
- По допустимому длительному току (Iдоп): Расчетный максимальный ток в линии должен быть меньше или равен Iдоп для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов (К1 – на температуру воздуха или грунта, К2 – на количество работающих кабелей в одной трассе, К3 – на способ прокладки).
- По потере напряжения (ΔU): Суммарные потери напряжения от начала линии до конечного потребителя не должны превышать значений, установленных ПУЭ (например, для силовых сетей – ±5%, для групповых – ±2-3%). Потеря напряжения зависит от активного и реактивного сопротивления кабеля, длины линии и коэффициента мощности нагрузки.
- По условиям короткого замыкания (термическая стойкость): Кабель должен выдерживать ток короткого замыкания в течение времени его отключения защитными аппаратами без недопустимого нагрева. Проверка осуществляется по формуле: S_min = (I_кз
- √t) / K, где K – коэффициент, зависящий от материала жилы (для меди ~141).
- По способу прокладки: Для прокладки в земле необходимо учитывать удельное тепловое сопротивление грунта, для групповой прокладки – значительное снижение Iдоп из-за взаимного нагрева.
- Винтовых и болтовых зажимов в распределительных устройствах с применением наконечников (гильз) – НШВИ, НКИ.
- Опрессовки с помощью медных или луженых гильз (ГМЛ, ГСИ) и гидравлического пресса.
- Сварки или пайки.
- 0.8 = 92 А. Номинальный ток теплового расцепителя автомата (Iн.р.) должен быть меньше или равен Iдоп’: Iн.р. ≤ 92 А. Выбираем ближайший меньший стандартный номинал: 80 А или 63 А. Также обязательна проверка на срабатывание от КЗ и потери напряжения.
Основные области применения
Кабель 5х25 мм² применяется в стационарных установках для распределения электроэнергии в сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 0.66/1 кВ или 6/10 кВ (в зависимости от марки).
Технические характеристики и параметры выбора
При выборе кабеля 5х25 мм² необходимо учитывать комплекс технических параметров, которые определяются условиями прокладки и эксплуатации.
Таблица 1. Сравнительные характеристики кабелей 5х25 мм² на напряжение 0,66/1 кВ
| Параметр | ВВГнг(А)-LS 5х25 | ПвВГнг(А)-LS 5х25 | АВВГ 5х25 | ВБбШв 5х25 |
|---|---|---|---|---|
| Материал жилы | Медь | Медь | Алюминий | Медь |
| Материал изоляции | ПВХнг-LS | Сшитый полиэтилен (XLPE) | ПВХ | ПВХ |
| Материал оболочки | ПВХнг-LS | ПВХнг-LS | ПВХ | ПВХ (поверх брони) |
| Броня | Нет | Нет | Нет | Да (2 стальные ленты) |
| Макс. рабочая t° жилы | +70°C | +90°C | +70°C | +70°C |
| Допустимый ток нагрузки (Iдоп)* | ~115 А | ~135 А | ~90 А | ~115 А |
| Минимальный радиус изгиба | 10 наружных диаметров | 10 наружных диаметров | 10 наружных диаметров | 15 наружных диаметров |
| Основная сфера применения | Внутренняя прокладка, групповые линии с высокими требованиями к пожаробезопасности | Линии с повышенной нагрузкой, важные магистрали, среды с повышенной t° | Бюджетные проекты, воздушные линии (на опорах) | Прокладка в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений |
Таблица 2. Электрические параметры кабеля 5х25 мм² (медь, 1 кВ)
| Параметр | Значение (ориентировочно) | Примечание |
|---|---|---|
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, не более | 0.727 Ом/км | ГОСТ 22483-2012 для медной жилы 2 класса |
| Активное сопротивление при +90°C | ~0.94 Ом/км | Расчетное значение |
| Индуктивное сопротивление | ~0.08-0.1 Ом/км | Зависит от взаимного расположения жил |
| Емкость | ~0.2 мкФ/км | Зависит от материала изоляции |
| Испытательное напряжение переменным током | 3 кВ (50 Гц), 5 мин. | Для кабелей на Uн 0,66/1 кВ |
Расчет и выбор сечения: ключевые аспекты
Сечение 25 мм² выбирается не произвольно, а на основе инженерных расчетов, основными критериями которых являются:
Особенности монтажа и соединения
Монтаж кабеля 5х25 мм² требует профессионального подхода. Медные жилы сечением 25 мм² допускают соединение с помощью:
Для алюминиевых жил обязательно использование переходных медно-алюминиевых наконечников или специальной пасты для предотвращения окисления. При прокладке в лотках необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба (как правило, не менее 10 наружных диаметров кабеля). При подземной прокладке кабеля ВБбШв 5х25 требуется устройство песчаной подушки и защита кирпичом или сигнальной лентой.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель ВВГнг(А)-LS 5х25 от ПвВГнг(А)-LS 5х25?
Основное отличие – материал изоляции жил. ВВГнг-LS имеет изоляцию из ПВХ, что ограничивает его максимальную рабочую температуру до +70°C. ПвВГнг-LS с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) может работать при температуре жилы до +90°C, что позволяет пропускать больший ток (при прочих равных условиях) или иметь больший запас по термостойкости. Кабель с XLPE также более стоек к тепловому старению.
Можно ли использовать кабель 5х25 мм² для подключения трехфазного двигателя без нейтрали?
Да, можно. В этом случае нулевая рабочая жила (N) не подключается. Однако, согласно ПУЭ и требованиям безопасности, защитный проводник (PE) должен быть подключен всегда, если корпус электрооборудования требует заземления. Таким образом, используются 3 фазные жилы и жила PE. Пятая жила (N) остается резервной или неиспользуемой. Важно, чтобы сечение PE-жилы соответствовало требованиям (для 25 мм² фазного, сечение PE обычно также 25 мм², но может быть и 16 мм² в некоторых конструкциях, что требует проверки по каталогу).
Какой токовый автомат выбрать для защиты линии с кабелем ВВГнг-LS 5х25, проложенным в лотке?
Допустимый длительный ток для ВВГнг-LS 5х25 при прокладке в воздухе составляет примерно 115 А. Необходимо ввести поправочные коэффициенты. Например, при групповой прокладке (более 4-х кабелей в одном лотке) К2=0.8. Итоговый Iдоп’ = 115 А
Что означает маркировка (А) в названии кабеля ВВГнг(А)-LS?
Буква (А) в скобках указывает на высшую категорию пожарной безопасности по нераспространению горения при групповой прокладке по ГОСТ 53315-2009 (ныне ГОСТ IEC 60332-3-22). Кабели категории «А» обеспечивают наименьшее распространение пламени при испытании в пучке. Это наиболее строгие требования, предъявляемые к кабелям для прокладки в общественных зданиях, на объектах транспортной инфраструктуры и т.д.
Как рассчитать потерю напряжения в линии длиной 100 метров с кабелем 5х25 мм² при нагрузке 50 кВт?
Упрощенный расчет для трехфазной нагрузки: ΔU% = (√3 I L (Rcosφ + Xsinφ)) / (10 Uном). Где I = P / (√3 U cosφ). Примем cosφ=0.85, Uном=380 В. I = 50000 / (1.7323800.85) ≈ 89.5 А. Сопротивления R и X берутся из справочников для кабеля 25 мм² (например, R≈0.94 Ом/км, X≈0.1 Ом/км). ΔU% = (1.732 89.5 0.1 (0.940.85 + 0.10.527)) / (10 0.38) ≈ (27.3) / 3.8 ≈ 7.2%. Это значение превышает норму в 5%, что указывает на необходимость увеличения сечения кабеля или уменьшения длины линии для данной нагрузки.
Заключение
Выбор и применение пятижильного силового кабеля сечением 25 мм² является ответственной инженерной задачей, требующей комплексного учета электрических, механических и пожарных параметров. Правильный подбор марки кабеля (ВВГнг-LS, ПвВГнг-LS, ВБбШв и др.) в зависимости от условий прокладки и эксплуатации, точный расчет сечения по допустимому току и потере напряжения, а также квалифицированный монтаж с соблюдением всех нормативов (ПУЭ, ГОСТ, СНиП) являются залогом надежной, безопасной и долговечной работы системы электроснабжения. При проектировании критически важных объектов всегда рекомендуется проводить детальные расчеты и консультироваться с техническими специалистами производителей кабельной продукции.
Комментарии