Кабель силовой ПвБбШвнг(А) 4х95: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвБбШвнг(А) 4х95 представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами, с низким дымо- и газовыделением, предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях на напряжение до 1 кВ частотой 50 Гц. Конструкция и материалы обеспечивают высокую надежность, механическую прочность и безопасность при эксплуатации в пожароопасных условиях.
Расшифровка маркировки ПвБбШвнг(А) 4х95
Маркировка кабеля построена согласно ГОСТ и ТУ и несет полную информацию о его конструкции:
- Пв – изоляция жил из сшитого полиэтина (полиэтина вулканизированного).
- Б – наличие брони из двух стальных оцинкованных лент.
- б – отсутствие подушки под броней (броня наложена непосредственно поверх поясной изоляции).
- Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлоридного пластиката.
- нг(А) – исполнение по нераспространению горения категории А. Кабель не распространяет горение при групповой прокладке, обеспечивая наивысший уровень пожарной безопасности.
- 4х95 – количество и сечение основных токопроводящих жил. В данном случае четыре жилы сечением 95 мм² каждая.
- Токопроводящая жила: Жила сечением 95 мм² изготавливается из медной проволоки (класс 1 или 2 по ГОСТ 22483). Как правило, для данного сечения жила имеет круглую форму и может быть как однопроволочной (монолитной), так и многопроволочной. Для 95 мм² чаще применяется многопроволочная конструкция, обеспечивающая большую гибкость.
- Изоляция жилы: Каждая жила изолирована светостабилизированным сшитым полиэтином (XLPE). Цветовая маркировка изоляции соответствует стандарту: жилы 1, 2, 3 – коричневый, черный, серый; нулевая жила – синий; при наличии – жила защитного заземления (PE) – желто-зеленый. В конструкции 4х95 все четыре жилы являются основными, три из них фазные, одна – нулевая.
- Скрутка: Изолированные жилы скручиваются в сердечник с заполнением промежутков между жилами негорючим экструдированным материалом или жгутами, что обеспечивает круглую форму и дополнительную огнестойкость.
- Поясная изоляция: Поверх скрученного сердечника может накладываться поясная изоляция в виде обмотки или экструдированного слоя.
- Броня: Поверх поясной изоляции (или подушки, если она есть) наложена броня из двух стальных оцинкованных лент, навитых внахлест. Это обеспечивает защиту от механических повреждений, грызунов, растягивающих усилий.
- Наружная оболочка: Броня покрыта защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХнг). Оболочка имеет серый цвет и нанесенную маркировку с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска и производителя.
- Прокладка в земле (траншеях): Броня надежно защищает от механических повреждений при засыпке грунтом, давления, воздействия грызунов. Не требует дополнительных защитных труб или коробов, что удешевляет монтаж. Обязательна укладка на подготовленную «подушку» из песка и защита сверху кирпичом или сигнальной лентой.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях, шахтах, этажах: Исполнение «нг(А)» позволяет производить групповую прокладку в пучках без риска распространения пламени. Пониженное дымо- и газовыделение повышает безопасность персонала при возможном возгорании.
- Прокладка в помещениях с высокой пожароопасностью, на атомных и тепловых станциях, в промышленных зданиях: Кабель соответствует строгим требованиям пожарной безопасности для объектов с массовым пребыванием людей и ответственных производств.
- Внешняя прокладка (по эстакадам, по стенам зданий): Устойчив к атмосферным воздействиям (УХЛ категория размещения 1 и 2 по ГОСТ 15150). Однако при прямом воздействии солнечного излучения рекомендуется использование кабелей с защитным шлангом из светостабилизированного полиэтина (марка ПвБбШвнг(А)-HF) или прокладка в защитных коробах.
- Радиус изгиба: При монтаже минимальный радиус изгиба должен составлять не менее 15 наружных диаметров кабеля. Для кабеля 4х95 наружный диаметр примерно 40-45 мм, следовательно, радиус изгиба – не менее 600-675 мм.
- Раскрой брони: При разделке кабеля для подключения к РУ или соединения в муфтах, стальные бронеленты должны быть заземлены. Для этого броню скручивают в жгут и присоединяют к контуру заземления с помощью медного проводника.
- Соединение и ответвление: Соединение жил сечением 95 мм² производится с помощью опрессовки в гильзах (медных или биметаллических) с последующей изоляцией термоусаживаемыми или холодноусаживаемыми муфтами. Допускается сварка и пайка. Для подключения к аппаратам используются наконежники кабельные медные луженые типа ТМЛ.
- Прокладка в земле: Обязательно устройство песчаной подушки толщиной 100 мм и защитного слоя (кирпич, плиты) поверх кабеля перед обратной засыпкой. При параллельной прокладке нескольких кабелей расстояние между ними должно быть не менее 100 мм.
Согласно ГОСТ Р 53769-2010 (кабели на напряжение до 1 кВ) данная марка также может обозначаться как ПвБбШп-нг(А) 4х95, где «п» указывает на полимерную наружную оболочку.
Конструкция кабеля ПвБбШвнг(А) 4х95
Конструкция кабеля многослойна, каждый элемент выполняет строго определенную функцию.
Основные технические и электрические характеристики
Электрические параметры
Параметры приведены для условий эксплуатации при температуре жилы +90°C и окружающей среды +25°C.
| Параметр | Значение | Примечание / Стандарт |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение U0/U, кВ | 0.66/1 | U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами |
| Максимально допустимая рабочая температура жилы, °C | +90 | В длительном режиме работы |
| Допустимая температура при коротком замыкании, °C | +250 | Продолжительность не более 5 сек. |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C | -15 | При прокладке необходимо соблюдать осторожность |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 10 | При температуре +20°C |
| Сопротивление жилы постоянному току при +20°C, Ом/км, не более | 0.193 | Для медной жилы 95 мм² (ГОСТ 22483) |
| Индуктивное сопротивление, Ом/км | ~0.09 | Приблизительное значение, зависит от конструкции |
| Допустимый длительный ток нагрузки, А | ~260-280 | Зависит от условий прокладки (в земле, воздухе) |
Механические и пожарные характеристики
| Параметр | Характеристика | Испытание / Стандарт |
|---|---|---|
| Исполнение по нераспространению горения | Категория А (нг(А)) | ГОСТ Р 53315, испытание на групповую прокладку |
| Класс пожарной опасности | П1б.8.2.2.2 | По ГОСТ 31565-2012 |
| Коррозионная активность продуктов дымо- и газовыделения | Пониженная | Обозначение «-LS» в расширенной маркировке |
| Дымообразование при горении и тлении | Пониженное | Индекс «нгд» может указываться в маркировке |
| Кислотность газовыделений, pH | > 4.3 | Минимальное значение по ГОСТ 12176 |
| Минимальный радиус изгиба при прокладке | 15 наружных диаметров кабеля | Для бронированных кабелей |
| Стойкость к растяжению | Высокая, обеспечивается стальной броней | — |
Область применения и условия прокладки
Кабель ПвБбШвнг(А) 4х95 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и негорючей оболочке он имеет широкую сферу применения.
Важно: Кабель не предназначен для прокладки в взрывоопасных зонах (требуются специальные исполнения), а также для мобильных установок и гибкого подвижного подключения.
Расчетные параметры: токи нагрузки, потери, селективность защиты
Допустимые длительные токи нагрузки (ДДТН)
Токовые нагрузки зависят от способа прокладки. Справочные данные приведены в ПУЭ 7 изд., глава 1.3.
| Способ прокладки | ДДТН, А | Условия |
|---|---|---|
| В земле (траншее) | 280 | Глубина 0.7-1.0 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1.2 К·м/Вт, температура грунта +15°C, одна кабельная линия. |
| В воздухе (на открытом воздухе, в помещении) | 260 | Температура воздуха +25°C, прокладка одиночного кабеля на расстоянии. |
| В воздухе при групповой прокладке | ~210-230 | Требуется применение понижающих коэффициентов в зависимости от количества кабелей в пучке и способа их размещения. |
При изменении условий (температура окружающей среды, количество параллельных линий, глубина заложения) необходимо применять соответствующие поправочные коэффициенты, указанные в ПУЭ.
Расчет потерь напряжения
Для кабеля 4х95 при полной нагрузке и длине линии L (км) потери напряжения ΔU (%) можно оценить по формуле: ΔU = √3 I L (Rcosφ + Xsinφ) / Uном 100%, где I – ток нагрузки (А), R и X – активное и индуктивное сопротивление кабеля (Ом/км), cosφ – коэффициент мощности. Для меди 95 мм² R≈0.193 Ом/км, X≈0.09 Ом/км. При cosφ=0.95 и токе 250 А на 1 км потери составят около 1.5%.
Защита и селективность
Для защиты кабеля ПвБбШвнг(А) 4х95 от токов КЗ и перегрузки применяются автоматические выключатели с номинальным током, не превышающим ДДТН для конкретных условий прокладки. Рекомендуемый номинал – 250А. Уставка срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечки) должна обеспечивать отключение при минимальном токе КЗ в конце защищаемой линии. Необходим расчет токов КЗ с учетом сопротивления петли «фаза-ноль» для проверки условий срабатывания защиты.
Особенности монтажа и соединения
Сравнение с аналогами и выбор альтернатив
Выбор кабельной продукции зависит от условий проекта, бюджета и требований к безопасности.
| Марка кабеля | Ключевые отличия от ПвБбШвнг(А) 4х95 | Область применения-альтернатива |
|---|---|---|
| АВБбШв-нг(А) 4х95 | Алюминиевые жилы. Дешевле, легче, но большее удельное сопротивление, требует большего сечения для той же мощности. Менее стойкий к многократным изгибам. | При ограниченном бюджете и при условии обеспечения требуемого ДДТН. |
| ПвПг-нг(А)-HF 4х95 | Без брони, но с герметизированной оболочкой из полимера, не содержащего галогенов (HF). Легче, гибче, повышенная безопасность при пожаре (малая токсичность дыма). | Прокладка в закрытых помещениях с высокими требованиями к экологии продуктов горения (метро, больницы, ТЦ), где нет риска механических повреждений. |
| ЦСП-нг(А) 4х95 (кабель с изоляцией из сшитого полиэтина в свинцовой оболочке) | Полная герметичность и высочайшая стойкость к влаге, свинцовая броня. Значительно тяжелее и дороже. Сложность монтажа. | Специальные объекты, прокладка в грунтах с высокой агрессивностью, в воде, на особо ответственных трассах. |
| ВБбШв-нг(А) 4х95 | Изоляция жил из ПВХ пластиката. Рабочая температура +70°C. Меньшая стойкость к длительным перегрузкам и термическому старению. Дешевле. | Для сетей, где не предполагаются длительные перегрузки и где температура окружающей среды невысока. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ПвБбШвнг(А) от ПвБбШв-нг(А)-LS?
Маркировка «-LS» (Low Smoke) прямо указывает на пониженное дымо- и газовыделение. В маркировке ПвБбШвнг(А) эти свойства также заложены, так как оболочка и изоляция выполнены из материалов пониженной пожарной опасности. Фактически, для большинства современных кабелей, соответствующих ГОСТ Р 53769-2010 на исполнение «нг(А)», свойства «LS» являются неотъемлемой частью. Однако в спецификациях и ТУ уточнение «-LS» подчеркивает гарантированно низкие показатели дымообразования и коррозионной активности.
Можно ли использовать кабель ПвБбШвнг(А) 4х95 для подключения трансформатора 10/0.4 кВ?
Да, это одно из основных применений данного кабеля. Он используется для распределения электроэнергии от низковольтных шин подстанций 0.4 кВ к распределительным пунктам и вводным устройствам зданий. При этом необходимо проверить соответствие сечения 95 мм² расчетному току нагрузки и току КЗ, а также обеспечить правильную защиту автоматическими выключателями.
Как правильно заземлить броню кабеля?
Бронеленты должны быть соединены между собой и присоединены к контуру заземления на обоих концах линии. Для этого при разделке кабеля броню раскручивают, скручивают в общий проводник (или используют специальный заземляющий проводник, если он есть в конструкции) и подключают к заземляющей шине или корпусу оборудования с помощью болтового соединения или сварки. Это необходимо для безопасности и устранения наведенных потенциалов.
Каков срок службы кабеля ПвБбШвнг(А) 4х95?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена составляет не менее 30 лет. Фактический срок эксплуатации зависит от условий прокладки, режима работы (температурные перегрузки), воздействия внешней среды и соблюдения правил монтажа.
Что означает индекс «(А)» в маркировке «нг(А)»?
Индекс «(А)» обозначает категорию исполнения по нераспространению горения согласно ГОСТ Р 53315. Категория А – наивысшая, означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке и испытании пламенем с тепловой мощностью не менее 1,4 кВт на 1 м образца. Это позволяет прокладывать его в пучках без ограничений по количеству.
Как определить необходимость применения именно бронированного кабеля?
Бронированный кабель обязателен при прокладке в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб. Также он рекомендуется при прокладке в местах с риском механических повреждений (производственные цеха, склады, открытые площадки), при вероятности воздействия грызунов, при наличии растягивающих нагрузок (вертикальные трассы с большим перепадом высот). В кабельных каналах и лотках внутри зданий при отсутствии механических рисков допускается применение небронированных аналогов.
Какой документ подтверждает пожаробезопасные характеристики кабеля?
Основным документом является Сертификат соответствия требованиям пожарной безопасности, в котором указаны конкретные показатели: категория по нераспространению горения (П1б.8.2.2.2 для данного кабеля), дымообразование, токсичность, кислотность. Также в паспорте или сертификате качества должны быть ссылки на протоколы испытаний.