Кабель ВПбШв 4-х жильный 1 кВ

Кабель силовой ВПбШв 4-х жильный на напряжение 1 кВ: полный технический анализ

Кабель ВПбШв 4х жильный на напряжение 1000 Вольт представляет собой силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ), бронированный стальными оцинкованными лентами, с защитным шлангом из поливинилхлоридного пластиката. Расшифровка маркировки по ГОСТ 31996-2012 и ТУ 16.К71-335-2004: В – изоляция жил из сшитого полиэтилена; П – оболочка (защитный шланг) из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката (в данной модификации – ПВХ); б – броня из двух стальных оцинкованных лент; Шв – защитный шланг (наружная оболочка) выпрессованный из поливинилхлоридного пластиката; 4 – количество токопроводящих жил; 1 кВ – номинальное напряжение 1000 В. Кабель предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66/1 кВ частотой 50 Гц.

Конструкция кабеля ВПбШв 4х1 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию, обеспечивая высокую надежность и длительный срок службы в сложных условиях эксплуатации.

1. Токопроводящая жила

Жилы выполняются из медной проволоки (материал – медь марки М1 по ГОСТ 859-2001). Для сечений от 16 до 240 мм² жилы, как правило, многопроволочные (класс гибкости 2 по ГОСТ 22483-2012), что облегчает монтаж и прокладку кабеля на трассах со сложной геометрией. Жилы сечением 25 мм² и более могут быть секторной или сегментной формы для уменьшения общего диаметра кабеля и экономии материалов. Все жилы имеют индивидуальную нумерацию.

2. Изоляция жилы

Каждая токопроводящая жила изолируется слоем сшитого полиэтилена (СПЭ). Процесс сшивки (образования поперечных молекулярных связей) придает материалу повышенные термические и механические свойства по сравнению с термопластичным полиэтиленом. Толщина изоляции нормируется в зависимости от номинального сечения жилы и соответствует ГОСТ 31996-2012. Изоляция жил имеет стандартную цветовую маркировку для четырехжильных кабелей: жилы 1, 2, 3 – коричневый, черный, серый (или иное сочетание, кроме синего и желто-зеленого); нулевая жила (N) – синий цвет; жила заземления (PE) – желто-зеленый цвет. В кабелях сечением до 50 мм² включительно функция нулевой и защитной жилы может быть объединена в одной (PEN), которая маркируется синим цветом с желто-зелеными полосами на концах.

3. Скрутка изолированных жил

Изолированные жилы скручиваются в сердечник. В четырехжильных кабелях скрутка, как правило, концентрическая. Между скрученными жилами допускается заполнение промежутков неметаллическими материалами (экструдированный заполнитель) для придания кабелю округлой формы и повышения стабильности конструкции.

4. Поясная изоляция

Поверх скрученных жил накладывается поясная изоляция в виде обмотки из термопластичной пленки или экструдированного слоя. Ее функция – дополнительная защита изолированных жил и фиксация конструкции перед наложением брони.

5. Броня

Броневой покров выполнен из двух стальных оцинкованных лент, наложенных спирально с перекрытием. Толщина лент нормируется в зависимости от диаметра кабеля под броней. Основные функции брони: защита от механических повреждений (удары, сдавливание, растяжение), от грызунов, а также от проникновения влаги при нарушении целостности внешней оболочки. Оцинковка лент обеспечивает коррозионную стойкость.

6. Наружная оболочка (шланг)

Поверх брони экструдируется защитный шланг из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Он защищает броню от коррозии, предохраняет от воздействия влаги, агрессивных сред (химикатов, масел) и служит дополнительным изоляционным барьером. Цвет оболочки, как правило, черный. На поверхности оболочки может наноситься маркировка с указанием марки кабеля, сечения, напряжения, года выпуска и производителя.

Основные технические характеристики

Электрические параметры

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): 0,66/1 кВ (1,2 кВ). Где U₀ – напряжение между жилой и землей, U – междуфазное напряжение.
• Испытательное переменное напряжение промышленной частоты: 3,5 кВ в течение 10 минут.
• Максимально допустимая рабочая температура жилы: +90°C в продолжительном режиме работы.
• Допустимая температура жилы при коротком замыкании: +250°C (продолжительность КЗ не более 5 секунд).
• Минимальная температура прокладки без предварительного подогрева: -15°C.
• Температурный диапазон эксплуатации: от -50°C до +50°C.
• Строительная длина: не менее 150 метров для сечений до 50 мм², не менее 125 метров для сечений 70 мм² и выше.
• Срок службы: не менее 30 лет.

Таблица 1. Весогабаритные и электрические параметры (выборочно)

Сечение жил, мм²	Наружный диаметр, мм (прибл.)	Масса 1 км кабеля, кг (прибл.)	Сопротивление жилы при 20°C, Ом/км, не более	Допустимый длительный ток нагрузки, А (при прокладке в земле*)
4×4	18,0	450	4,61	40
4×16	27,5	1150	1,15	95
4×50	40,0	2400	0,393	165
4×120	53,0	4200	0,153	270
4×240	68,0	6700	0,0754	390

• Значения токов приведены ориентировочно для прокладки в земле (траншее) при температуре грунта +20°C, глубине заложения 0,7 м, удельном тепловом сопротивлении грунта 1,2 К·м/Вт. Точные значения определяются по ПУЭ 7-го издания, глава 1.3, с учетом конкретных условий прокладки и количества работающих кабелей.

Области применения кабеля ВПбШв 4х1 кВ

Кабель предназначен для эксплуатации в сетях с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Благодаря броне и влагостойкой оболочке, его применение особенно оправдано в следующих условиях:

• Прокладка в земле (траншеях): Броня надежно защищает от механических повреждений при раскопках, давления грунта и деятельности грызунов. ПВХ шланг предохраняет от влаги и агрессивных химических веществ в почве.
• Прокладка в кабельных каналах, туннелях, коллекторах и по эстакадам: Кабель устойчив к воздействию атмосферных осадков, перепадов температур и умеренных механических нагрузок.
• Прокладка в помещениях с повышенной влажностью и коррозионной активностью среды: ВПбШв может использоваться в производственных цехах, на насосных станциях, в подвалах при условии отсутствия растягивающих усилий.
• Электроснабжение промышленных предприятий, жилых и административных зданий: Кабель используется для вводов питания, распределения энергии по территории, подключения мощного оборудования.
• Прокладка в пожароопасных зонах (классов В-Iа, В-Iб, В-Iг по ПУЭ): При условии, что кабель не распространяет горение при одиночной прокладке (исполнение «нг» – негорючий ПВХ пластикат по ГОСТ 31565-2012).

Важное ограничение: Кабель ВПбШв не предназначен для прокладки в блоках, трубах, заполненных кабельной массой, а также для использования в условиях, где на него могут действовать значительные растягивающие усилия.

Прокладка и монтаж кабеля ВПбШв

Монтаж кабеля должен производиться в соответствии с требованиями ПУЭ (Глава 2.3 «Кабельные линии напряжением до 220 кВ»), СНиП 3.05.06-85 и технической документации завода-изготовителя.

• Подготовка трассы: При прокладке в земле необходимо обеспечить песчаную подушку толщиной не менее 100 мм на дне траншеи. Глубина заложения от планировочной отметки – 0,7-1,0 м. Расстояние между параллельно проложенными кабелями должно быть не менее 100 мм для сечений до 10 кВ.
• Радиус изгиба: Минимально допустимый радиус изгиба при прокладке составляет 10 наружных диаметров кабеля для многопроволочных жил. Например, для кабеля диаметром 40 мм радиус изгиба должен быть не менее 400 мм.
• Температурные условия: Прокладка без предварительного подогрева допускается при температуре не ниже -15°C. При более низких температурах кабель необходимо выдержать в теплом помещении не менее 48 часов или прогреть трансформатором или специальными устройствами.
• Монтаж муфт: Для соединения и ответвления используются специальные кабельные муфты (соединительные, ответвительные, концевые) на напряжение 1 кВ, предназначенные для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и броней из стальных лент.
• Заземление брони: Бронеленты кабеля в конечных и соединительных муфтах должны быть надежно соединены между собой и заземлены. Это требование электробезопасности для отвода токов при повреждении и защиты от наведенного потенциала.

Отличия от аналогов (ВБШв, АВБбШв, ПвБШв)

Выбор марки кабеля зависит от технических требований и экономических соображений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное преимущество изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ) перед ПВХ в кабеле ВПбШв?

СПЭ обладает значительно более высокой термостойкостью: +90°C против +70°C для ПВХ в продолжительном режиме. Это позволяет пропускать большие токи нагрузки при том же сечении. При коротком замыкании СПЭ выдерживает +250°C, в то время как ПВХ начинает разлагаться уже при +160-180°C. СПЭ имеет лучшие диэлектрические характеристики, меньшие радиусы изгиба и не поддерживает горение.

2. Можно ли прокладывать кабель ВПбШв открыто по фасаду здания?

Да, можно. Наружная ПВХ оболочка обеспечивает защиту от ультрафиолета и атмосферных осадков. Однако необходимо обеспечить надежное крепление кабеля без натяжения и без повреждения оболочки, а также учесть возможные механические воздействия. Для фасадной прокладки часто дополнительно используют короба или гофротрубы.

3. Нужно ли заземлять броню кабеля ВПбШв с двух сторон?

Да, бронеленты должны быть соединены и заземлены с обоих концов кабельной линии, а также в каждой соединительной муфте. Это требование ПУЭ (п. 2.3.71) для обеспечения электробезопасности и создания пути для токов короткого замыкания в случае повреждения основной изоляции.

4. Что означает маркировка «4×50+1×25» и чем она отличается от «4×50»?

Маркировка «4×50+1×25» указывает на пятижильный кабель, где четыре жилы сечением 50 мм² являются фазными и (или) нулевой рабочей, а одна жила 25 мм² – защитной (заземляющей PE). Маркировка «4×50» означает четырехжильный кабель, где все жилы одного сечения. В четырехжильном кабеле одна из жил выполняет функцию совмещенного нулевого рабочего и защитного проводника (PEN), что допустимо для систем заземления TN-C. Для систем TN-S и TT требуется отдельный проводник PE, то есть пятижильный кабель.

5. Как определить необходимое сечение кабеля ВПбШв для конкретной нагрузки?

Сечение выбирается по двум основным критериям: по допустимому длительному току нагрузки (нагреву) и по потере напряжения. Расчет ведется согласно ПУЭ Глава 1.3. Исходными данными являются: мощность нагрузки (кВт) или рабочий ток (А), род тока, способ прокладки (в земле, воздухе), температура окружающей среды, количество параллельных кабелей, длина линии. Для предварительной оценки можно использовать таблицы допустимых токов из ПУЭ, но окончательный расчет должен выполнять проектировщик.

6. Допустима ли совместная прокладка в одной траншее кабелей ВПбШв и АВБбШв?

Да, допустима, при соблюдении общих требований ПУЭ к параллельной прокладке кабельных линий (расстояния между ними, разделение слоем земли или перегородкой в каналах). Однако необходимо учитывать разные допустимые температуры их изоляции. Ток нагрузки для кабеля с ПВХ изоляцией (АВБбШв) в такой связке может потребоваться снизить, чтобы он не перегревал кабель с СПЭ изоляцией (ВПбШв), если они находятся в непосредственной близости.

Заключение

Кабель ВПбШв 4-жильный на 1 кВ представляет собой современное, надежное и универсальное решение для создания силовых линий распределения электроэнергии в условиях, требующих повышенной механической защиты и устойчивости к внешним воздействиям. Его ключевые преимущества – медная токопроводящая основа, изоляция из сшитого полиэтилена, обеспечивающая высокую пропускную способность и термическую стойкость, а также бронепокрой и влагозащитная оболочка. Правильный выбор сечения, соблюдение норм прокладки, монтажа и заземления гарантируют долговечную и безопасную эксплуатацию кабельной линии на протяжении всего заявленного срока службы, превышающего 30 лет.