Кабель 4 кв

Кабель 4 кв.мм: Технические характеристики, применение и стандарты

Сечение 4 кв.мм – это стандартизированная площадь поперечного сечения токопроводящей жилы, измеряемая в квадратных миллиметрах. Данный типоразмер является одним из наиболее распространенных в электрических установках низкого напряжения (до 1000 В) для организации силовых, осветительных цепей и питания стационарного оборудования.

1. Конструктивные особенности кабелей 4 кв.мм

Конструкция кабеля определяется условиями его эксплуатации и может существенно варьироваться. Основные элементы:

1.1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь (Cu) или Алюминий (Al). Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеют большую стоимость и вес по сравнению с алюминиевыми.
• Класс гибкости:
  • Класс 1 (моножила, жесткая): Жила состоит из одного проводника. Применяется для прокладки стационарных линий, где не предполагается частых изгибов.
  • Класс 2 (многопроволочная, гибкая): Жила состоит из множества тонких проволок. Кабели с такими жилами (например, марки ПВС, КГ) более гибкие и удобны для подключения нестационарного оборудования, переносок.
• Количество жил: Кабель может быть одно-, двух-, трех-, четырех- и пятижильным. Наиболее распространены трехжильные (фаза, ноль, земля) и четырехжильные (три фазы, ноль) кабели для систем TN-S, TN-C-S.

1.2. Изоляция жил
Материал изоляции определяет термостойкость, гибкость, стойкость к агрессивным средам и условия прокладки.

• Поливинилхлорид (ПВХ): Наиболее распространенный материал. Диапазон рабочих температур: от -50°C до +70°C. Бывает обычный и не поддерживающий горение (ПВХ-НГ).
• Сшитый полиэтилен (XLPE): Обладает повышенной термостойкостью (длительная рабочая температура до +90°C, кратковременно до +130°C). Кабели с изоляцией из XLPE (например, АПвВнг) позволяют пропускать большие токи нагрузки при том же сечении.
• Резина: Обеспечивает высокую гибкость и стойкость к морозу (до -60°C). Применяется в кабелях для подвиных соединений (КГ), судовых (КШВЭВ) и других harsh-условий.

1.3. Оболочка
Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения. Материалы аналогичны изоляции: ПВХ, PVC-НГ, резина, полиэтилен (для уличной прокладки). В бронированных кабелях поверх оболочки может накладываться броня из стальных лент или оцинкованных проволок.

1.4. Броня и экран

• Броня: Используется для защиты от механических повреждений, грызунов. Обозначается в маркировке (например, ВБбШв – броня из стальных лент).
• Экран: Применяется в кабелях на напряжение выше 1 кВ и в цепях с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости для выравнивания электрического поля и защиты от помех. Выполняется из медных или алюминиевых лент, оплетки.

2. Основные марки и области применения кабелей 4 кв.мм

Марка кабеля	Расшифровка	Основные характеристики	Область применения
ВВГ	Винил. Винил. Голый	Кабель с медными жилами, ПВХ-изоляцией, ПВХ-оболочкой. Небронированный.	Прокладка стационарных силовых и осветительных сетей в сухих и влажных помещениях, в кабельных каналах, по стенам. Запрещена прокладка в земле без защиты.
ВВГнг(А)-LS	Винил. Винил. Голый. Не распространяющий горение. С пониженным дымовыделением	Аналогичен ВВГ, но оболочка и изоляция из ПВХ-пластиката пониженной горючести с низким дымовыделением.	Прокладка в группах (пучках), в многоэтажных зданиях, общественных учреждениях, детских садах, больницах – везде, где предъявляются повышенные требования к пожарной безопасности.
NYM	Немецкий стандартный кабель (аналог ВВГ)	Медный кабель с ПВХ-изоляцией, не поддерживающей горение, с резиновой меловой заполняющей прослойкой, которая облегчает заделку концов и повышает пожаробезопасность.	Стационарная прокладка внутри зданий. Более удобен в разделке, чем ВВГ, но боится прямых солнечных лучей и стоит дороже.
АВВГ	Алюминий. Винил. Винил. Голый	Аналогичен ВВГ, но с алюминиевыми жилами.	Стационарные сети, где необходимо снизить стоимость и вес кабельной продукции. Требует большего сечения для той же мощности, чем медь.
ПВС	Провод. Винил. Соединительный	Медный кабель с многопроволочными гибкими жилами (класс 5), ПВХ-изоляцией и оболочкой.	Подключение бытовых электроприборов, удлинители, переносное оборудование. Не предназначен для стационарной прокладки по стенам.
КГ	Кабель Гибкий	Медный кабель с многопроволочными жилами, резиновой изоляцией и оболочкой.	Подключение подвижных механизмов, сварочного оборудования, переносных электроинструментов на открытом воздухе. Устойчив к ультрафиолету и изгибам.
ВБбШв	Винил. Броня. Шланг виниловый	Бронированный кабель с медными жилами, ПВХ-изоляцией, броней из двух стальных лент, ПВХ-шлангом в качестве защитной оболочки.	Прокладка в земле (траншеях), в условиях с повышенным риском механических повреждений.
АВБбШв	Алюминий. Винил. Броня. Шланг виниловый	Аналогичен ВБбШв, но с алюминиевыми жилами.	Прокладка силовых линий в земле при использовании алюминиевых жил.
ППГнг(А)-HF	… Не распространяющий горение. Безгалогенный	Кабель с изоляцией и оболочкой из безгалогенных полимеров. При горении не выделяет коррозионно-активных и токсичных газов.	Прокладка в метро, на транспортных объектах, в закрытых помещениях с большим скоплением людей и сложной электроникой (ЦОДы, диспетчерские).

3. Параметры и электрические характеристики

3.1. Допустимый длительный ток нагрузки

Ток зависит от материала жилы, количества жил в кабеле и способа прокладки. Данные приведены для кабелей с ПВХ-изоляцией при температуре окружающей среды +25°C.

Таблица 1: Допустимые токовые нагрузки для кабеля 4 кв.мм

Способ прокладки	Медный кабель (Cu), А	Алюминиевый кабель (Al), А
Одножильный, проложенный открыто	41	32
Двухжильный, проложенный открыто	36	28
Трехжильный, проложенный открыто	32	25
Четырехжильный, проложенный открыто	29	22
Одножильный в трубе	36	27
Двухжильный в трубе	31	24
Трехжильный в трубе	27	21
Четырехжильный в трубе	25	19

Примечание: Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) допустимые токи нагрузки будут выше на 20-30%.

3.2. Расчет мощности

Мощность, которую способен передавать кабель, рассчитывается по формуле:
P = √3 × U × I × cosφ (для трехфазной сети)
P = U × I × cosφ (для однофазной сети)

Где:

• P – активная мощность, кВт;
• U – линейное напряжение (380 В для трехфазной сети, 220 В для однофазной);
• I – сила тока, А (из таблицы выше);
• cosφ – коэффициент мощности (для активной нагрузки, например, обогревателей, ламп накаливания, принимается равным 1).

Пример расчета для трехжильного медного кабеля 4 кв.мм, проложенного открыто:

• Ток (I) = 32 А.
• Мощность в однофазной сети: P = 220 В × 32 А × 1 ≈ 7.0 кВт.
• Мощность в трехфазной сети: P = 1.73 × 380 В × 32 А × 1 ≈ 21.0 кВт.

3.3. Сопротивление и потери напряжения

• Удельное активное сопротивление медной жилы 4 кв.мм при +20°C составляет не более 4.61 Ом/км.
• Удельное активное сопротивление алюминиевой жилы 4 кв.мм при +20°C составляет не более 7.41 Ом/км.

Падение напряжения рассчитывается по формуле:
ΔU = I × R × L × √3 × cosφ (для трехфазной сети)
ΔU = I × R × L × 2 × cosφ (для однофазной сети)

Где:

• ΔU – потери напряжения, В;
• I – сила тока, А;
• R – удельное сопротивление жилы, Ом/км;
• L – длина линии, км.

Нормируемое падение напряжения не должно превышать 5% от номинального.

4. Выбор и прокладка. Критерии и нормативы.

1. Материал жилы: Выбор между медью и алюминием зависит от бюджета, требований к токовой нагрузке и нормативных документов (ПУЭ 7 изд. п. 7.1.34 предписывает использовать в зданиях кабели с медными жилами).
2. Условия прокладки:
   • Открыто, в помещении: Подходят ВВГ, ВВГнг-LS, NYM.
   • Скрыто (в штробах, под штукатуркой): Те же марки, что и для открытой прокладки.
   • В земле (траншее): Только бронированные кабели (ВБбШв, АВБбШв) или небронированные, но проложенные в трубах ПНД/ПВХ.
   • На улице: Кабели с устойчивой к УФ-излучению оболочкой (черный ПВХ, полиэтилен) или проложенные в гофротрубе.
   • В помещениях с повышенной пожароопасностью: Кабели с индексом «нг»-LS или «нг»-HF.
3. Защита от перегрузки и КЗ: Автоматический выключатель, защищающий линию с кабелем 4 кв.мм, должен иметь номинальный ток, не превышающий допустимый ток кабеля. Для трехжильного медного кабеля (32А) стандартно устанавливается автомат на 25А (С25) или 32А (С32), но окончательный выбор требует проверки по условиям селективности и пусковым токам.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что лучше для квартиры или дома: кабель 4 кв.мм или 2.5 кв.мм?

Ответ: Выбор зависит от назначения линии.

• Розеточные группы: Как правило, достаточно 2.5 кв.мм (до 4.5 кВт в однофазной сети), защищаемых автоматом С16.
• Линии питания мощных потребителей: Для электроплит, варочных поверхностей, духовых шкафов, проточных водонагревателей (мощностью 7-10 кВт) требуется отдельная линия с кабелем 4 кв.мм, защищаемым автоматом С25 или С32.
• Вводной кабель в квартиру: При выделенной мощности 7-10 кВт и однофазном вводе используется кабель 4 кв.мм или 6 кв.мм.

Вопрос: Можно ли использовать алюминиевый кабель 4 кв.мм для проводки в новом доме?

Ответ: Согласно действующему изданию ПУЭ (п. 7.1.34), в зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами. Использование алюминиевых жил сечением менее 16 кв.мм для внутренней электропроводки запрещено. Таким образом, для новой проводки в доме или квартире разрешены только медные кабели.

Вопрос: Сколько весит бухта кабеля ВВГнг-LS 3×4?

Ответ: Вес кабеля зависит от производителя и толщины изоляции. Примерный вес кабеля ВВГнг-LS 3×4 составляет 140-160 кг/км. Таким образом, бухта 100 метров будет весить около 14-16 кг.

Вопрос: Какой автомат ставить на кабель 4 кв.мм?

Ответ: Для трехжильного медного кабеля 4 кв.мм, проложенного открыто (допустимый ток 32А), номинал автоматического выключателя должен быть 25А (С25) или 32А (С32). Рекомендуется выбирать С25, так как это обеспечивает дополнительный запас защиты от перегрузки. Окончательный выбор должен быть сделан на основе расчета.

Вопрос: Чем отличается кабель ВВГ от ВВГнг?

Ответ: Основное отличие – в горючести оболочки и изоляции. Кабель ВВГ распространяет горение при групповой прокладке. Кабель ВВГнг (не распространяющий горение) не распространяет горение при прокладке пучками (в группах), что критически важно для безопасности при прокладке нескольких кабелей вместе в лотках, коробах.

Вопрос: Какое сечение нужно для подключения трехфазного двигателя мощностью 5.5 кВт?

Ответ: Номинальный ток трехфазного двигателя 5.5 кВт при 380В составляет примерно 11-12А. С запасом по току и для обеспечения механической прочности для такого подключения идеально подходит кабель 4 кв.мм (например, ВВГ 4х4 или АВВГ 4х4), который защищается автоматом на 16А (С16).