4 жилой кабель

1. Назначение и область применения

Четырехжильный кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока. Его ключевая функция — обеспечение работы систем с глухозаземленной нейтралью, где необходимы три фазных проводника (L1, L2, L3), один нулевой рабочий (N) и, в ряде случаев, отдельный защитный проводник (PE).

Основные сферы применения:

• Промышленные объекты: питание станков, насосных агрегатов, вентиляционных систем, осветительных установок.
• Жилые, общественные и коммерческие здания: распределение электроэнергии по этажным и квартирным щитам, питание силовых розеток и оборудования.
• Инфраструктурные проекты: электроснабжение объектов транспорта, торговых центров, больниц.
• Временное электроснабжение: строительные площадки, мероприятия.

2. Конструктивные особенности

Конструкция 4-жильного кабеля строго регламентирована и включает в себя несколько обязательных элементов.

2.1. Токопроводящая жила

• Материал: медь (Cu) или алюминий (Al). Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеют большую стоимость. Алюминиевые — легче и дешевле, но требуют большего сечения для той же токовой нагрузки и склонны к ползучести и окислению.
• Класс гибкости: для стационарной прокладки применяются жилы 1-го (однопроволочные) или 2-го (многопроволочные) класса. Для подключения подвижного оборудования — классы 3 и выше.
• Сечение: стандартизировано по рядам (1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм² и далее). Сечение нулевой жилы может быть полным или редуцированным (см. п. 3).

2.2. Изоляция жил
Изоляция каждой жилы выполняется из полимерных материалов, обеспечивающих электрическую прочность и защиту от короткого замыкания.

• Поливинилхлорид (ПВХ): наиболее распространенный материал. Бывает обычный, пониженной горючести (ПВХнг), теплостойкий.
• Сшитый полиэтилен (СПЭ): применяется в кабелях на более высокие напряжения (до 35 кВ), обладает высокой термостойкостью и стойкостью к току короткого замыкания.
• Резина (напр., EPR): обеспечивает высокую гибкость и стойкость к вибрациям, применяется в судовых, крановых кабелях.

2.3. Нулевая жила (N)
Маркируется голубым или синим цветом изоляции. В четырехжильных кабелях выполняет функцию нулевого рабочего проводника, необходимого для протекания тока нагрузки в случае неравномерности фаз и для работы однофазных потребителей.

2.4. Заполнитель
Для придания кабелю круглой формы и повышения его механической стабильности между изолированными жилами может размещаться заполнитель из ПВХ-пластиката, мелонаполненной резины или синтетических нитей.

2.5. Поясная изоляция
В кабелях на напряжение выше 1 кВ присутствует слой поясной изоляции, наложенный поверх скрученных изолированных жил.

2.6. Экранирование
В силовых кабелях на среднее напряжение (6-35 кВ) жилы экранируются для выравнивания электрического поля. Экранирование может быть общим (поверх скрученных жил) или индивидуальным (на каждой жиле).

2.7. Оболочка
Защищает внутренние элементы кабеля от механических повреждений, влаги, химических веществ и других внешних воздействий.

• Материал: ПВХ, ПВХнг, полиэтилен, резина.
• Свойства: оболочка может быть маслостойкой, бензостойкой, стойкой к УФ-излучению, нераспространяющей горение.

3. Системы заземления и цветовая маркировка. Кабель 4-жильный vs 5-жильный

Критически важный аспект — соответствие кабеля системе заземления электроустановки.

• Система TN-C: устаревшая система, где функции нулевого рабочего (N) и нулевого защитного (PE) проводников объединены в одном проводнике (PEN). Для такой системы достаточно 4-жильного кабеля, где четвертая жила является PEN-проводником. Маркируется она совмещенной расцветкой: голубой по всей длине и желто-зеленые метки на концах, или наоборот. В современных проектах не рекомендуется к применению.
• Система TN-S / TN-C-S: современные системы, где N и PE разделены. Для них требуется 5-жильный кабель, содержащий три фазы (L1, L2, L3), нулевой рабочий (N, синий) и защитный (PE, желто-зеленый) проводники.

Таким образом, выбор между 4- и 5-жильным кабелем определяется исключительно проектом электроустановки и применяемой системой заземления.

Стандартная цветовая маркировка для 4-жильного кабеля:

• Фазы (L1, L2, L3): коричневый, черный, серый (или белый, красный).
• Нулевая жила (N): синий или голубой.
• Совмещенный PEN-проводник: голубой по всей длине с желто-зелеными метками на концах.

4. Сечения нулевой жилы. Полное и редуцированное

В трехфазных симметричных нагрузках (например, электродвигатели) ток в нулевом проводнике близок к нулю. Это позволяет применять кабели с редуцированной (уменьшенной) нулевой жилой, что дает экономию меди и снижает стоимость кабеля.

Условия применения редуцированной нулевой жилы:

1. К кабелю не присоединены однофазные нагрузки с заметной неравномерностью.
2. В цепи отсутствуют высшие гармоники, кратные трем (3-я, 9-я и т.д.), которые суммируются в нулевом проводнике.

Типовые сечения редуцированной нулевой жилы (согласно ПУЭ, ГОСТ Р 53769-2010):

Сечение основных фазных жил, мм²	Сечение нулевой жилы (N или PEN), мм²
До 16 включительно	Равно сечению фазной жилы
25 и 35	16
50 и 70	25
95 и 120	35
150	50
185	50
240 и более	70

Таблица 1: Примеры редуцированных сечений нулевой жилы.

5. Основные марки и их характеристики

Выбор марки кабеля зависит от условий прокладки и эксплуатации.

Марка кабеля	Материал жилы	Напряжение, кВ	Особенности и область применения
ВВГ	Медь	до 1	Стационарная прокладка в сухих и влажных помещениях.
ВВГнг(А)	Медь	до 1	Не распространяет горение при групповой прокладке.
АВВГ	Алюминий	до 1	Аналог ВВГ, но с алюминиевыми жилами.
NYM	Медь	до 0.66/1	Немецкий стандарт. Имеет дополнительный слой мелонаполненной резины, более круглый и удобный для монтажа. Для помещений.
ПвВГ	Медь	до 1	Изоляция и оболочка из сшитого полиэтилена. Повышенная термостойкость.
КГ	Медь	до 0.66/1	Гибкий кабель с резиновой изоляцией и оболочкой. Для подвижных подключений.
АСБл	Алюминий	до 10	Бронированный кабель для прокладки в земле (траншеях).

*Таблица 2: Характеристики основных марок 4-жильных кабелей.*

6. Расчет и выбор сечения. Параметры прокладки

Выбор сечения 4-жильного кабеля осуществляется по следующим основным критериям:

1. По допустимому длительному току (нагреву). Основной критерий. Ток выбирается из таблиц ПУЭ в зависимости от марки кабеля, способа прокладки и материала жилы.
2. По потере напряжения. Особенно актуально для длинных линий.
3. По термической стойкости к току короткого замыкания.
4. По условиям срабатывания защиты (от сверхтоков и КЗ).

Пример выбора сечения для кабеля ВВГнг 4x…

Способ прокладки	Длительно допустимый ток для медного кабеля, А (при +65°C в воздухе, +25°C в земле)
	4×1.5	4×2.5	4×4	4×6	4×10	4×16	4×25	4×35	4×50	4×70	4×95	4×120
В воздухе (на воздухе)	21	28	37	46	63	84	110	130	155	190	225	260
В земле (в траншее)	29	38	50	60	80	105	135	165	195	235	280	320

Таблица 3: Укрупненные данные по допустимым токам для кабеля ВВГнг (на основе ПУЭ, Гл. 1.3). Точные значения зависят от конкретных условий (температура, количество кабелей в пучке и пр.).

Коэффициенты поправки:

• При групповой прокладке: применяются понижающие коэффициенты (например, 0.85 для 2-4 кабелей в пучке).
• При температуре окружающей среды, отличной от номинальной: применяются корректирующие коэффициенты.

7. Монтаж и соединение

• Способы прокладки: открытая (по конструкциям, лоткам, коробам), скрытая (в штробах, трубах), в земле (в траншеях с защитой от механических повреждений).
• Соединение жил: осуществляется с помощью сжимов, винтовых зажимов в щитках, опрессовки гильзами или сварки. Для алюминиевых жил обязательным является использование кварцевазотистой или антиоксидной пасты для предотвращения окисления.
• Маркировка: перед подключением необходимо убедиться в правильности цветовой маркировки и, при необходимости, прозвонить жилы.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: В чем принципиальное различие между 4-жильным и 5-жильным кабелем?
О: 4-жильный кабель содержит три фазных проводника (L1, L2, L3) и один нулевой (N) или совмещенный (PEN). Он используется в системах заземления TN-C. 5-жильный кабель содержит три фазы (L1, L2, L3), нулевой (N) и защитный (PE) проводники. Он используется в современных системах TN-S и TN-C-S, где нулевой и защитный проводники разделены.

В2: Можно ли использовать 4-жильный кабель для питания трехфазного двигателя?
О: Да, можно. Трехфазный асинхронный двигатель является симметричной нагрузкой и не требует нулевого рабочего проводника. Четвертую жилу в этом случае либо не подключают (оставляя как резерв), либо, если это предусмотрено схемой управления, используют ее в качестве защитного заземления (PE). Однако в этом случае кабель должен иметь желто-зеленую жилу, что нехарактерно для стандартных 4-жильных кабелей. Более корректно для заземления двигателя использовать отдельный провод или 5-жильный кабель.

В3: Почему в некоторых 4-жильных кабелях нулевая жила имеет меньшее сечение?
О: Это редуцированная нулевая жила. Она применяется для питания симметричных трехфазных нагрузок (где ток в нуле мал) или нагрузок с незначительной несимметрией, что позволяет сэкономить цветной металл без ущерба для работоспособности системы.

В4: Как правильно выбрать между медным и алюминиевым 4-жильным кабелем?
О: Медный кабель предпочтительнее по большинству параметров: он имеет большую проводимость (при одинаковом сечении токовая нагрузка выше), более устойчив к изломам и окислению, надежнее в контактных соединениях. Алюминиевый кабель выбирают в первую очередь из-за его меньшей стоимости, но он требует большего сечения для той же мощности, хрупок при частых изгибах, а его контактные соединения требуют регулярного подтягивания и применения специальных мер.

В5: Что означают буквы в маркировке кабеля, например, ВВГнг(А)-LS?
О:

• В — Виниловая (ПВХ) изоляция жил.
• В — Виниловая (ПВХ) оболочка.
• Г — Голый (отсутствие брони).
• нг — Не распространяющий горение.
• (А) — Категория по нераспространению горения (наивысшая, при одиночной прокладке не распространяет горение).
• -LS — Low Smoke, пониженное дымо- и газовыделение при горении.

В6: Как рассчитать мощность, которую выдержит 4-жильный кабель?
О: Для трехфазной сети расчетная формула: P = √3 * U * I * cosφ, где:

• P — мощность, Вт;
• U — линейное напряжение (380 В);
• I — допустимый длительный ток из таблиц ПУЭ для данного кабеля, А;
• cosφ — коэффициент мощности нагрузки (для ориентировочных расчетов принимается равным 0.8-0.95).

Пример: Для кабеля ВВГнг 4х10, проложенного в воздухе (I=63А): P = 1.73 * 380 * 63 * 0.9 ≈ 37.3 кВт.