Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6: полный технический анализ и сфера применения

Кабель ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6 представляет собой силовой кабель с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), в броне из стальных оцинкованных лент, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности, исполнения для холодного климата. Данная марка является современной, высокотехнологичной заменой устаревшим бумажно-масляным кабелям и широко применяется в распределительных сетях среднего напряжения. Расшифровка маркировки: В – изоляция из сшитого полиэтилена; К – контрольный (устаревшее обозначение, исторически закрепившееся за некоторыми силовыми кабелями, в современном понимании – силовой); б – броня из стальных оцинкованных лент; Шв – защитный шланг (оболочка) из поливинилхлорида; нг(А) – нераспространяющий горение по категории А (наивысшая пожаробезопасность при групповой прокладке); (А) – индекс пожарной безопасности; ХЛ – исполнение для холодного климата (до -60°С); 4х6 – четыре жилы сечением 6 мм² каждая.

Конструкция кабеля ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая надежность и долговечность в эксплуатации.

• Токопроводящая жила: Медная, многопроволочная, круглой формы, соответствует 1 или 2 классу по ГОСТ 22483. Сечение 6 мм². Медь обеспечивает высокую электропроводность, стойкость к окислению и механическую прочность.
• Экран по жиле: Полупроводящей экран (электропроводящий сшитый полиэтилен), накладывается поверх жилы. Выравнивает распределение электрического поля вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция: Из сшитого полиэтилена (СПЭ). Номинальная толщина изоляции для кабелей на напряжение 6-10 кВ составляет около 3,4 мм. СПЭ обладает высокой диэлектрической прочностью, термостойкостью (длительно допустимая температура +90°С), стойкостью к влаге и химическим воздействиям.
• Экран по изоляции: Полупроводящей экран поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает коаксиальную конструкцию, ограничивающую электрическое поле внутри кабеля.
• Поясная изоляция: Из медных лент или проволок, наложенная поверх экрана по изоляции. Служит для пропускания токов короткого замыкания и обеспечения безопасности при монтаже и эксплуатации. Для сечения 4х6, как правило, применяется экран в виде медных лент.
• Разделительный слой: Битумная лента или крепированная бумага, наложенная поверх поясной изоляции. Защищает нижележащие слои от коррозии и механических повреждений со стороны брони.
• Броня: Из двух стальных оцинкованных лент, наложенных с перекрытием. Обеспечивает механическую защиту от сдавливания, растяжения, грызунов и случайных повреждений при прокладке и эксплуатации.
• Защитный шланг (наружная оболочка): Из поливинилхлоридного пластиката пониженной пожарной опасности (ПВХ нг). Имеет маркировку с данными о кабеле (марка, сечение, напряжение, производитель, дата). Оболочка защищает броню от коррозии и атмосферных воздействий. Индекс «нг(А)» означает, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение.

Основные технические характеристики и параметры

Кабель предназначен для эксплуатации в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6, 10 или 20 кВ частотой 50 Гц. Конкретное номинальное напряжение указывается в маркировке на оболочке.

Таблица 1. Ключевые технические параметры кабеля ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6 (на примере 10 кВ)

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, U0/U (Um)	6/10 (12) кВ или 8,7/10 (12) кВ, 8,7/15 (17,5) кВ
Количество и сечение жил	4 жилы, 6 мм² каждая (3 фазы + 1 земля/нейтраль)
Материал жилы	Медь, многопроволочная
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен (XLPE)
Материал оболочки	ПВХ пластикат пониженной пожарной опасности
Температурный режим эксплуатации	От -60°С до +50°С (благодаря индексу ХЛ)
Допустимая температура нагрева жил:
— при длительной эксплуатации	+90°С
— при перегрузке	+130°С (не более 8 ч/сут, 1000 ч/год)
— при коротком замыкании	+250°С (не более 5 с)
Минимальный радиус изгиба при монтаже	Не менее 15 наружных диаметров кабеля
Строительная длина	Не менее 250 м (по согласованию может быть меньше)
Срок службы	Не менее 30 лет

Сфера применения и способы прокладки

Кабель ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6 предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Благодаря броне и стойкости к климатическим воздействиям, он применяется в условиях, где требуется повышенная механическая защита и надежность.

• Распределительные сети 6-10 кВ: Питание трансформаторных подстанций, распределительных пунктов, центров питания в городах и на промышленных предприятиях.
• Промышленные объекты: Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах, эстакадах), по территориям заводов, шахт, нефтеперерабатывающих комплексов.
• Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные вокзалы, метрополитен, порты.
• Условия холодного климата: Благодаря индексу «ХЛ» кабель сохраняет эластичность при температурах до -60°С, что позволяет производить монтаж зимой и эксплуатировать в северных регионах.
• Прокладка в земле (траншеях): Является основным способом. Броня защищает от механических повреждений грунтом, камнями, при раскопках. Требуется обязательная подсыпка и засыпка песком, укладка сигнальной ленты.
• Прокладка в кабельных сооружениях: В коллекторах, тоннелях, по эстакадам. Показатель «нг(А)» позволяет производить групповую прокладку без риска распространения пламени.
• Прокладка в помещениях: В том числе в производственных цехах, подвалах, где возможны механические воздействия.

Важно: Прокладка по воздуху (по фасадам, на тросах) не является основным назначением бронированного кабеля из-за его значительного веса и требует специальных расчетов несущей способности опор.

Преимущества перед другими типами кабелей (например, АВБбШв)

Таблица 2. Сравнение кабелей ВКбШвнг(А) и АВБбШв

Критерий	ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6 (СПЭ)	АВБбШв 4х6 (ПВХ/бумага)
Материал изоляции	Сшитый полиэтилен	Пропитанная бумага
Допустимая температура жилы	+90°С	+70°С
Токовая нагрузка	Выше (при том же сечении)	Ниже
Влияние влаги	Абсолютно влагостойкая изоляция	Критично, требует герметизации концов
Монтаж при низких температурах	Допускается до -60°С (ХЛ)	Ограничен (обычно до -15°С)
Пожарная безопасность	Высокая (нг(А), без галогенов при выборе LS)	Ниже, при горении выделяет густой дым и галогены
Установка вертикально	Без ограничений	Ограничена из-за стекания пропитки
Срок службы	Более 30 лет	25-30 лет

Кабель с изоляцией из СПЭ (ВКбШвнг) обладает более высокой удельной пропускной способностью, меньшими потерями, не требует сложных муфт для остановки влаги и может эксплуатироваться в более тяжелых температурных условиях.

Расчетные электрические параметры

Для проектирования сетей необходимы следующие данные (приблизительные значения для кабеля 8,7/10 кВ):

• Активное сопротивление жилы при 90°С (R₉₀): Около 3,69 Ом/км.
• Индуктивное сопротивление (X_L): Около 0,11-0,13 Ом/км.
• Емкостной ток (I_C): Около 0,5-0,7 А/км.
• Допустимый длительный ток нагрузки (I_доп): При прокладке в земле (однокабельно, температура грунта +15°С, тепловое сопротивление 1,2 К·м/Вт) составляет приблизительно 70-75 А. При прокладке в воздухе (+25°С) – около 60-65 А. Точные значения должны браться из расчетных таблиц ПУЭ или каталогов производителя.
• Ток короткого замыкания (I_кз): Зависит от параметров системы, но кабель сечением 6 мм² по меди способен выдерживать значительные токи КЗ благодаря наличию экрана и брони.

Особенности монтажа и оконцевания

Монтаж кабеля ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6 требует соблюдения ряда правил:

1. Работа при низких температурах: Монтаж без предварительного подогрева допускается до -60°С для исполнения ХЛ.
2. Радиус изгиба: Не менее 15 внешних диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
3. Подготовка к прокладке: Обязательная проверка целостности оболочки и изоляции (мегомметром на 2500 В).
4. Оконцевание: Требует установки специальных концевых муфт (КВМт, NEXANS FMK, RAYCHEM QS1000 и др.) для кабелей 6-10 кВ. Процесс включает ступенчатую зачистку изоляции, монтаж полупроводящих и изоляционных элементов, установку герметичного корпуса.
5. Соединение: Выполняется с помощью соединительных муфт. Для бронированных кабелей обязателен electrical connection брони и заземление с двух сторон.
6. Заземление: Поясная изоляция (медные ленты) и броня должны быть надежно заземлены с обоих концов кабельной линии для безопасности и нормальной работы защит.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ВКбШвнг(А) от ВКбШвнг(А)-LS?

Индекс «LS» (Low Smoke) означает «пониженное дымовыделение». Кабель ВКбШвнг(А)-LS имеет наружную оболочку из безгалогенного композита, который при пожаре выделяет минимальное количество дыма и коррозионно-активных газов (хлористого водорода). Это критически важно для прокладки в метро, тоннелях, на объектах с массовым пребыванием людей. Базовая версия «нг(А)» только не распространяет горение, но дымовыделение может быть значительным.

Можно ли использовать кабель 4х6 для подключения трансформатора 10/0,4 кВ?

Да, это одно из основных назначений. Три жилы (фазы) сечением 6 мм² на напряжение 10 кВ используются для подачи питания на первичную обмотку трансформатора. Четвертая жила (сечением также 6 мм²) выполняет функцию заземления экрана и брони или, в некоторых схемах, используется как нейтраль. Сечение 6 мм² является минимально распространенным для сетей 6-10 кВ и выбирается, как правило, по условиям термической стойкости к токам КЗ, а не по нагрузке.

Какое требуется сечение для заземления брони?

Заземляющий проводник, присоединяемый к броне и экранам, должен иметь сечение, соответствующее ПУЭ (Глава 1.7). Для кабелей на напряжение выше 1 кВ сечение медного проводника для заземления брони должно быть не менее 16 мм² (внутри помещений) и 25 мм² (в земле). На практике часто используют проводники 25-35 мм².

Как проверить целостность кабеля перед включением?

Обязательный комплекс испытаний после монтажа включает:
1. Измерение сопротивления изоляции мегомметром на 2500 В (норма: сотни МОм и выше).
2. Испытание повышенным выпрямленным напряжением (для кабеля 10 кВ – 60 кВ в течение 10 минут).
3. Проверка целостности и фазировки жил.
4. Проверка системы заземления брони и экранов.

В чем ключевое преимущество сшитого полиэтилена перед ПВХ изоляцией?

Сшитый полиэтилен (XLPE) обладает принципиально иными термомеханическими свойствами. Он не плавится и не течет при высоких температурах (до +250°С при КЗ), сохраняя диэлектрические свойства. Это позволяет повысить длительно допустимую температуру жилы с +70°С (для ПВХ) до +90°С, что напрямую увеличивает пропускную способность кабеля на 20-30% при том же сечении. Кроме того, СПЭ негигроскопичен и не стареет под воздействием влаги.

Каков ориентировочный вес и внешний диаметр кабеля ВКбШвнг(А)-ХЛ 4х6?

В зависимости от производителя и номинального напряжения (6 или 10 кВ) внешний диаметр составляет примерно 40-45 мм. Вес одного километра кабеля – около 1800-2200 кг. Точные данные необходимо запрашивать в техническом каталоге производителя конкретной партии.