Кабели силовые 6 кВ сечение 25 мм с пластмассовой изоляцией

Кабели силовые на напряжение 6 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена и поливинилхлорида сечением 25 мм²: конструкция, применение, стандарты

Силовые кабели на напряжение 6 кВ с сечением токопроводящей жилы 25 мм² и пластмассовой изоляцией представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии среднего напряжения. Они используются для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках при переменном напряжении частотой 50 Гц с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Основными типами изоляции являются сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) и поливинилхлорид (ПВХ, PVC). Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена в настоящее время являются доминирующими на рынке благодаря своим превосходным электрическим и термическим характеристикам.

Конструкция кабеля 6 кВ 25 мм²

Конструкция современных кабелей данного класса строго регламентирована и включает в себя несколько обязательных элементов.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной или алюминиевой проволоки сечением 25 мм². Жила может быть однопроволочной (класс 1 по ГОСТ 22483) для жестких условий монтажа или многопроволочной (класс 2 или 5) для повышенной гибкости. Медь обеспечивает более высокую проводимость и стойкость к окислению, алюминий — меньшую стоимость и вес.
• Экран по жиле (для кабелей с изоляцией из СПЭ): Обязательный элемент. Представляет собой полупроводящий слой из сшитого полиэтилена или полимерной композиции, наложенный экструзионным способом непосредственно на жилу. Выравнивает электрическое поле, устраняя микроскопические неровности поверхности жилы и предотвращая локальные концентрации напряженности поля.
• Изоляция:
  • Сшитый полиэтилен (XLPE): Термореактивный материал. Сшивка молекул (обычно пероксидным или силановым способом) повышает рабочую температуру до +90°C в длительном режиме и до +250°C при коротком замыкании. Обладает высокими диэлектрическими свойствами, низкими диэлектрическими потерями, стойкостью к трекингу и влаге.
  • Поливинилхлорид (PVC): Термопластичный материал. Рабочая температура обычно ограничена +70°C. Применяется реже, в основном для кабелей общего назначения в условиях, где не требуются повышенные токовые нагрузки и где важна низкая стоимость.
• Экран по изоляции: Также обязательный элемент для кабелей 6 кВ. Состоит из двух частей:
  • Полупроводящей ленты или экструзионного слоя: Контактирует с изоляцией.
  • Медной или алюминиевой фольги в виде продольно наложенной ленты или оплетки из медных проволок. Для сечения 25 мм² часто применяется комбинированный экран: медная лента с дренажной проволокой по спирали для обеспечения симметрии и эффективного заземления. Сечение экранирующих проволок нормируется.

  Назначение экрана — защита от внешних электромагнитных помех, создание равномерного радиального электрического поля, замывание силовых линий, а также использование в системах защиты (например, для устройства релейной защиты от однофазных замыканий на землю).

• Поясная изоляция: Как правило, выполняется из экструдированного полупроводящего слоя поверх экрана по изоляции в кабелях с СПЭ-изоляцией. Выравнивает поле между фазными экранами в трехжильных кабелях.
• Заполнитель: В трехжильных кабелях пространство между изолированными жилами заполняется эластичным материалом (например, ПВХ пониженной горючести или резиной) для придания кабелю круглой формы.
• Оболочка: Защищает все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и распространения огня. Выполняется из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), полиэтилена (ПЭ) или безгалогенных композиций с пониженной пожарной опасностью (LS, HF). Цвет оболочки, как правило, черный.

Основные типы и марки кабелей

В зависимости от материалов и конструкции, распространены следующие марки кабелей 6 кВ сечением 25 мм²:

Марка кабеля	Материал жилы	Материал изоляции	Особенности конструкции	Типовое применение
ПвП (ПвВП)	Медь/Алюминий	СПЭ (XLPE)	С изоляцией из сшитого полиэтилена, с медным экраном по изоляции, в ПВХ оболочке.	Распределительные сети, питание мощного оборудования в промышленности.
АПвП (АПвВП)	Алюминий	СПЭ (XLPE)	Алюминиевая жила, СПЭ-изоляция, экран, ПВХ оболочка.	Магистральные и распределительные линии, ТП-РП, где критична стоимость.
ПвПу (ПвВПу)	Медь	СПЭ (XLPE)	Усиленная (толстостенная) оболочка из полиэтилена. Повышенная стойкость к механическим воздействиям и влаге.	Прокладка в земле (траншеях), в условиях агрессивных грунтов.
ПвПг (ПвВПг)	Медь/Алюминий	СПЭ (XLPE)	Герметизированный. Имеет гидрофобные заполнители или алюмополимерную ленту под оболочкой для защиты от продольного распространения влаги.	Прокладка в местах с возможным затоплением, в сырых грунтах, коллекторах.
ВВГ	Медь	ПВХ	С ПВХ изоляцией и оболочкой, без экрана (для напряжений до 3 кВ). Для 6 кВ — ВВГ с экраном (редко).	Для сетей до 1(3) кВ. Кабели 6 кВ с ПВХ изоляцией (АВВБ и др.) устарели и применяются ограниченно.

Технические характеристики и параметры

Ключевые параметры для кабеля 6 кВ 25 мм² с изоляцией из СПЭ (на примере медного кабеля ПвП):

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 6/6 (7,2) кВ или 6/10 (12) кВ. Где U₀ — напряжение между жилой и землей, U — междуфазное, U_m — максимальное.
• Длительно допустимая температура токопроводящей жилы: +90°C для СПЭ; +70°C для ПВХ.
• Максимальная температура при коротком замыкании: +250°C (для СПЭ, длительность до 5 сек); +160°C (для ПВХ).
• Допустимый длительный ток нагрузки: Зависит от условий прокладки. Например, для одножильного кабеля 25 мм², проложенного в земле (температура грунта +15°C, глубина 0.7 м, тепловое сопротивление 1.0 К·м/Вт) — около 150-160 А. Для трехжильного в воздухе (температура воздуха +25°C) — около 110-120 А. Точные значения определяются по ПУЭ и расчетным методикам с учетом всех поправочных коэффициентов.
• Сопротивление жилы постоянному току при +20°C: Для медной жилы — не более 0.727 Ом/км; для алюминиевой — не более 1.20 Ом/км (по ГОСТ 22483).
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: После изготовления кабель испытывается напряжением 15 кВ в течение 10 мин. для уровня напряжения 6/6 кВ.
• Минимальный радиус изгиба: При монтаже составляет 15-20 наружных диаметров кабеля для одножильных и 10-15 для многожильных кабелей с СПЭ-изоляцией.

Области применения и способы прокладки

Кабели данного типа применяются для создания кабельных линий в сетях 6 кВ:

• Питание мощных электродвигателей (насосы, вентиляторы, компрессоры) на промышленных предприятиях.
• Распределительные сети от главных понизительных подстанций (ГПП) до цеховых трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных пунктов (РП).
• Кабельные вставки в воздушных линиях (КЛВ).
• Электроснабжение объектов инфраструктуры (аэропорты, вокзалы, больницы).
• Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, этажах), по эстакадам, в производственных помещениях.
• Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Для этого используют бронированные модификации, например, ПвПбБшп (с броней из стальных оцинкованных лент и шлангом из полиэтилена).

Стандарты и нормативная база

• ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502-1:2004): Кабели силовые на напряжение от 1 кВ до 30 кВ с пластмассовой изоляцией. Основной действующий стандарт.
• ГОСТ 31996-2012: Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ (для сравнения и кабелей низшего напряжения).
• ТУ 16.К71-335-2004: Технические условия многих производителей.
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), главы 2.3 и 2.3.37-2.3.113: Определяют требования к прокладке, выбору сечений, защите кабельных линий.
• СНиП 3.05.06-85: Устройство электротехнических установок (правила монтажа).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями с изоляцией из СПЭ и ПВХ для напряжения 6 кВ?

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) имеют более высокую допустимую рабочую температуру (+90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток нагрузки при том же сечении. Они обладают значительно более низкими диэлектрическими потерями, что снижает нагрев изоляции и потери энергии в линии. СПЭ более стойкий к тепловому старению и воздействию влаги. ПВХ-изоляция является термопластичной, что может привести к ее сползанию при локальных перегревах. Поэтому для новых проектов сетей 6 кВ практически всегда выбирают кабели с СПЭ-изоляцией.

Обязательно ли заземлять экран у кабеля 6 кВ 25 мм²? Как это правильно делать?

Да, экран (металлическая оболочка) кабеля на напряжение 6 кВ подлежит обязательному заземлению с двух сторон. Это необходимо для обеспечения электробезопасности персонала (снятие напряжения с экрана), для нормальной работы устройств релейной защиты, а также для ограничения электромагнитных помех. Заземление выполняется путем соединения экрана с заземляющим устройством через специальные концевые заделки (муфты). В некоторых схемах (при большой длине линии) применяют одноточечное или кросс-заземление для уменьшения токов, циркулирующих по экрану.

Можно ли проложить кабель ПвП 6 кВ 25 мм² непосредственно в земле без брони?

Прямая прокладка небронированного кабеля в земле (траншее) не рекомендуется и часто запрещена ПУЭ. Небронированный кабель (например, ПвП) не имеет защиты от механических повреждений (лопаты, камни, грызуны). Для прокладки в земле следует применять кабели в броне из стальных оцинкованных лент (марки ПвПбБшп, АПвПбБшп) или обеспечивать защиту с помощью асбестоцементных, пластиковых или керамических плит, уложенных поверх кабеля.

Как выбрать между медной и алюминиевой жилой для одного и того же проекта?

Выбор основан на технико-экономическом расчете. Медный кабель при том же сечении 25 мм² имеет меньшие потери на нагрев (примерно в 1.5 раза выше проводимость), большую стойкость к механическим воздействиям (особенно в местах соединений), меньший вес (но большую плотность). Однако он существенно дороже. Алюминиевый кабель дешевле, но требует большего внимания к качеству контактных соединений (склонность к окислению, ползучести), а для обеспечения той же пропускной способности иногда требуется сечение на ступень выше. Часто выбор определяется корпоративными стандартами заказчика.

Каков срок службы такого кабеля и от чего он зависит?

Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из СПЭ, заявленный производителями, составляет 30-40 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации: соблюдения токовых нагрузок, стабильности напряжения, качества монтажа (особенно муфт и концевых заделок), агрессивности среды, механических воздействий, частоты циклов перегрузки и короткого замыкания. Регулярный мониторинг состояния изоляции (диагностика частичных разрядов, измерение тангенса дельта) позволяет прогнозировать остаточный ресурс.

Что означают буквы «нг(А)-LS» в маркировке кабеля?

Это обозначение показателей пожарной безопасности по ГОСТ 31565 и МЭК 60332. «нг(А)» — распространение горения при групповой прокладке по категории А (наивысшие требования, кабель не распространяет горение при испытании в пучке). «LS» (Low Smoke) — пониженное дымовыделение при горении и тлении. Такие кабели применяют в помещениях с массовым пребыванием людей, в метро, на объектах транспортной инфраструктуры, где критично задымление и выделение токсичных газов.