Кабель силовой ВКШвнг(А) 1-х жильный на напряжение 1 кВ: полный технический анализ

Кабель ВКШвнг(А) 1х… 1 кВ представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 1 кВ частотой 50 Гц. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, долговечности и безопасности при эксплуатации в условиях повышенных требований к пожарной безопасности. Расшифровка маркировки: В – изоляция из СПЭ, К – контрольный (в данной интерпретации – конструкция, аналогичная контрольным кабелям, с медными экранами), Шв – защитный шланг из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести, нг(А) – не распространяющий горение по категории А, 1 – количество жил, 1 кВ – номинальное напряжение.

Конструкция кабеля ВКШвнг(А) 1 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Выполняется из медной проволоки (материал – медь по ГОСТ 22483). Для сечений до 16 мм² включительно жила может быть однопроволочной (монолитной). Для сечений 25 мм² и более жила, как правило, многопроволочная (скрученная из отдельных проволок), что обеспечивает повышенную гибкость. Класс жилы (1, 2 или 5 по ГОСТ 22483) указывается в технических условиях и влияет на минимальный радиус изгиба.
• Экран по жиле (полупроводящий экран): Поверх токопроводящей жилы накладывается экструдированный слой из полупроводящего сшитого полиэтилена. Его ключевая задача – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают основную изоляцию.
• Изоляция: Основной изолирующий слой выполняется из сшитого полиэтилена (СПЭ). Технология сшивки (химическая или радиационная) изменяет молекулярную структуру полимера, наделяя его повышенной термостойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации до +90°C), стойкостью к механическим нагрузкам и деформациям при высоких температурах, а также устойчивостью к растрескиванию под напряжением.
• Экран по изоляции (полупроводящий): Аналогичный полупроводящий слой накладывается поверх основной изоляции. Вместе с экраном по жиле он формирует цилиндрический конденсатор с идеально равномерным радиальным электрическим полем внутри изоляции.
• Медный экран: Поверх полупроводящего экрана накладывается экран из медных проволок или медной ленты (фольги) в сочетании с дренажной проволокой. Основные функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание на землю токов утечки (в случае повреждения основной изоляции), обеспечение симметрии электрического поля. В конструкции кабеля ВКШвнг(А) данный элемент является ключевым и отражен в маркировке буквой «К».
• Поясная изоляция: В качестве разделительного слоя между медным экраном и оболочкой может использоваться поясная изоляция из ПВХ пластиката или PET-ленты, предотвращающая повреждение оболочки острыми кромками экрана.
• Оболочка: Внешний защитный слой выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката пониженной горючести. Оболочка маркируется цветом (обычно черный) и наносимой несмываемой маркировкой с указанием марки кабеля, сечения, номинального напряжения, года изготовления и производителя. Буквы «нг(А)» в маркировке означают, что при групповой прокладке кабель не распространяет горение, что подтверждено испытаниями по категории А (наиболее жесткие условия по количеству тепловой мощности, подводимой к пучку кабелей).

Область применения и условия эксплуатации

Кабель ВКШвнг(А) 1х… 1 кВ предназначен для прокладки в кабельных сооружениях (тоннелях, каналах, галереях, этажах), в производственных помещениях, на специальных кабельных эстакадах, а также в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих усилий и риска механических повреждений. Благодаря свойствам нераспространения горения и пониженного дымо- и газовыделения (при наличии индекса «LS» – ВКШвнг(А)-LS) он рекомендован для объектов с массовым пребыванием людей, на атомных и тепловых электростанциях, в метрополитенах, высотных зданиях, промышленных предприятиях.

• Температура эксплуатации: Длительно допустимая температура нагрева жилы составляет +90°C. Максимально допустимая температура при коротком замыкании (продолжительностью не более 5 сек) достигает +250°C. Прокладка и монтаж кабеля разрешены при температуре окружающей среды не ниже -15°C без предварительного прогрева.
• Условия прокладки: Минимальный радиус изгиба при прокладке составляет 15 наружных диаметров кабеля для одножильных кабелей с сечением жилы до 50 мм² и 20 наружных диаметров для сечений 70 мм² и выше. При прокладке в земле необходимо использовать защиту в виде плит, кирпича или сигнальной ленты.
• Электрические параметры: Кабель рассчитан на работу в сетях с изолированной нейтралью или с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, где длительно допустимое напряжение на 10-15% выше номинального линейного напряжения. Для сети 1 кВ это обеспечивает значительный запас прочности.

Технические характеристики и таблицы данных

Таблица 1. Основные электрические и механические параметры

Параметр	Значение / Описание	Нормативный документ
Номинальное напряжение U0/U, кВ	0.6/1	ГОСТ 31996-2012
Частота, Гц	50	—
Испытательное переменное напряжение, кВ (5 мин.)	3.5	ГОСТ 31996-2012
Допустимая температура жилы при эксплуатации, °C	+90	ГОСТ 31996-2012
Макс. температура при КЗ (5 сек), °C	+250	ГОСТ 31996-2012
Минимальная температура прокладки без прогрева, °C	-15	ГОСТ 31996-2012
Строительная длина, м	Не менее 150 (для сечений до 50 мм²)	ТУ производителя
Срок службы	Не менее 30 лет	ТУ производителя

Таблица 2. Допустимые длительные токовые нагрузки для кабеля ВКШвнг(А) 1 кВ (прокладка в воздухе, температура воздуха +25°C, температура жилы +90°C)

Сечение жилы, мм²	Допустимый длительный ток, А	Примерный наружный диаметр, мм	Примерная масса 1 км, кг
16	115	14.5	350
25	150	16.5	480
35	180	18.0	600
50	220	20.5	800
70	275	23.0	1050
95	330	26.0	1400
120	385	28.5	1700
150	440	31.0	2100
185	505	34.0	2600
240	590	38.5	3400

Примечание: Точные значения наружного диаметра, массы и токовых нагрузок зависят от конкретного производителя и должны уточняться по технической документации. При прокладке в земле или групповой прокладке вводятся поправочные коэффициенты, регламентированные ПУЭ Глава 1.3.

Преимущества и недостатки по сравнению с аналогами

Преимущества кабеля ВКШвнг(А):

• Высокая термостойкость: Допустимая рабочая температура +90°C против +70°C для кабелей с ПВХ изоляцией (например, ВВГнг(А)). Это позволяет пропускать больший ток при том же сечении или уменьшить сечение при той же токовой нагрузке.
• Стойкость к токам короткого замыкания: Изоляция из СПЭ выдерживает кратковременный нагрев до +250°C без оплавления и потери диэлектрических свойств.
• Повышенная надежность и долговечность: Сшитый полиэтилен не подвержен термопластической деформации, обладает высокой стойкостью к растрескиванию и воздействию влаги.
• Пожарная безопасность: Соответствие категории «нг(А)» и возможность исполнения с низким дымогазовыделением («LS») делают кабель предпочтительным для ответственных объектов.
• Наличие экрана: Медный экран защищает от внешних помех, что важно для питания чувствительного электрооборудования, и является необходимым элементом для безопасной эксплуатации одножильных кабелей.

Недостатки и ограничения:

• Стоимость: Цена кабеля ВКШвнг(А) существенно выше, чем у кабелей с изоляцией из ПВХ или обычного полиэтилена.
• Требования к монтажу: Для монтажа концевых и соединительных муфт требуется специальное оборудование и квалифицированный персонал. Необходимо тщательно заземлять медные экраны на обоих концах линии для предотвращения наведения напряжения.
• Чувствительность к механическим повреждениям: При прокладке в земле в условиях с высокой активностью грызунов или риском повреждения техникой требуется дополнительная механическая защита (трубы, лотки с крышкой).
• Особенности прокладки одножильных кабелей: При прокладке фазных жил в стальных трубах или ферромагнитных лотках возможно возникновение дополнительных потерь из-за вихревых токов. Необходимо прокладывать все жилы одной цепи в одной трубе/лотке.

Особенности монтажа и заземления экрана

Монтаж силовых одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ и экраном имеет критически важные особенности. Медный экран должен быть надежно заземлен с обоих концов кабельной линии. Это обеспечивает безопасность персонала при касании оболочки кабеля (снимает напряжение с экрана) и создает путь для тока короткого замыкания на землю в случае пробоя изоляции. При большой длине линии (обычно более 500-1000 м) для снижения токов, циркулирующих по экрану в нормальном режиме из-за электромагнитной индукции, может применяться поперечное сечение экрана или схема заземления в одной точке с применением изолирующих концевых муфт. Сечение проводника для заземления экрана должно быть не менее 16 мм² по меди и выбирается в соответствии с ПУЭ. При параллельной прокладке нескольких одножильных кабелей одной фазы необходимо соблюдать треугольное или сотовое расположение для минимизации индуктивного сопротивления и неравномерного распределения тока.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВКШвнг(А) и ПвПнг(А)-ХЛ?

Обе марки имеют изоляцию из сшитого полиэтилена и соответствуют категории «нг(А)». Ключевое отличие – в конструкции защитного шланга (оболочки). У кабеля ПвПнг(А) внешняя оболочка выполнена из полимерной композиции, не содержащей галогенов (отсюда индекс «ХЛ» – холодостойкий, безгалогенный). При пожаре такой кабель выделяет минимальное количество коррозионно-активных газов и дыма. Кабель ВКШвнг(А) имеет ПВХ оболочку, которая при горении выделяет хлористый водород. Для объектов с повышенными требованиями к безопасности людей (метро, тоннели, высотные здания) предпочтительнее безгалогенные исполнения (ПвПнг(А)-ХЛ).

Можно ли прокладывать кабель ВКШвнг(А) 1х… 1 кВ в земле (траншее) без дополнительной защиты?

Да, прокладка в земле допускается, но при условии отсутствия растягивающих усилий, риска механических повреждений и блуждающих токов. Однако, согласно ПУЭ и лучшим практикам, для защиты от случайных повреждений при земляных работах и от грызунов рекомендуется прокладывать кабель в асбоцементных или ПНД трубах, либо использовать кабель с бронепокровом (например, ПвБШв). При прямой прокладке в траншее необходима подушка из песка, защита сверху кирпичом или плитами и сигнальная лента.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля ВКШвнг(А)?

Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ Глава 1.3:
1. По длительно допустимому току нагрузки (табличные значения, см. Таблицу 2) с учетом поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды, групповую прокладку и способ прокладки.
2. По допустимой потере напряжения (для удаленных потребителей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка, что при протекании тока КЗ изоляция не разрушится).
Окончательное сечение выбирается как наибольшее из полученных по этим условиям.

Что означает индекс «LS» в маркировке и когда он требуется?

Индекс «LS» (Low Smoke) означает «пониженное дымо- и газовыделение». Кабель ВКШвнг(А)-LS при горении выделяет значительно меньше дыма и коррозионно-активных продуктов, чем кабель без этого индекса. Его применение обязательно в соответствии со Сводом Правил СП 6.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности» для помещений с массовым пребыванием людей, подвальных помещений, зданий высотой более 28 метров, а также на путях эвакуации.

Требуется ли для монтажа концевых муфт на кабель ВКШвнг(А) специальное оборудование?

Да, для качественного и надежного монтажа термоусаживаемых или холодноусаживаемых муфт на кабель с изоляцией из СПЭ необходимо специальное оборудование и инструмент: труборезы для ровной резки кабеля, стрипперы для послойного снятия изоляции и экранов, фаскосниматели, газовые горелки или строительные фены для термоусадки, динамометрические ключи для затяжки болтовых соединений. Работы должны выполнять обученные и аттестованные специалисты.

Заключение

Кабель ВКШвнг(А) 1-жильный на напряжение 1 кВ является современным, надежным и безопасным решением для построения стационарных силовых линий на промышленных и гражданских объектах с повышенными требованиями. Его ключевые преимущества – высокая термостойкость, долговечность и соответствие строгим нормам пожарной безопасности – обусловлены применением изоляции из сшитого полиэтилена и специальных материалов оболочки. Правильный выбор сечения, учет условий прокладки, соблюдение технологий монтажа и заземления экрана являются обязательными условиями для обеспечения бесперебойной и длительной эксплуатации кабельной линии на протяжении всего заявленного срока службы.