Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-35 кВ, четырехжильные, сечением 6 мм²: конструкция, применение, стандарты

Четырехжильный кабель сечением 6 мм² представляет собой сложное электротехническое изделие, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока с изолированной или эффективно заземленной нейтралью. Несмотря на относительно небольшое сечение токопроводящих жил, такие кабели на среднее напряжение (6, 10, 20, 35 кВ) имеют специфическую конструкцию и область применения, отличающую их от низковольтных аналогов. Основным материалом изоляции в современных кабелях данного класса является сшитый полиэтилен (XLPE), что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики.

Конструктивные элементы кабеля 4×6 мм² на среднее напряжение

Конструкция четырехжильного кабеля сечением 6 мм² на напряжение 6-35 кВ строго регламентирована национальными (ГОСТ, ТУ) и международными стандартами (МЭК). Она включает в себя несколько обязательных слоев, каждый из которых выполняет критически важную функцию.

• Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Для сечения 6 мм² жила, как правило, однопроволочная (монолитная), класс 1 по ГОСТ 22483 или IEC 60228. Медь обеспечивает более высокую проводимость, механическую прочность и стойкость к коррозии, но алюминий делает кабель легче и дешевле. Жилы имеют стандартную цветовую или цифровую маркировку для идентификации фаз (A, B, C) и нулевого проводника.
• Внутренний полупроводящий экран (экран на жиле). Наносится поверх токопроводящей жилы методом экструзии. Представляет собой слой из полимерной композиции, содержащей сажу. Его назначение – выравнивание электрического поля вокруг жилы, устранение микроскопических воздушных включений на границе «жила-изоляция» и предотвращение возникновения частичных разрядов, которые разрушают изоляцию.
• Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). Основной диэлектрический барьер. Сшивка молекул полиэтилена (химическая или радиационная) придает материалу повышенную термостойкость (допустимая температура длительной работы +90°C, перегрузки +130°C, короткого замыкания +250°C), механическую прочность и стойкость к растрескиванию под напряжением. Толщина изоляции нормирована в зависимости от номинального напряжения кабеля (например, для 10 кВ – около 3,4 мм).
• Внешний полупроводящий экран (экран на изоляции). Наносится поверх изоляции. Аналогичен внутреннему экрану по составу и функции. Вместе с внутренним экраном создает идеально гладкое, коаксиальное электрическое поле внутри изоляции, ограничивая его только слоем диэлектрика.
• Экран (металлическая оболочка). Обязательный элемент для кабелей на напряжение выше 3 кВ. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. В четырехжильных кабелях сечением 6 мм² чаще применяется экран в виде медной ленты, наложенной продольно с нахлестом, или оплетки. Функции: защита от внешних электромагнитных помех, замыкание емкостных токов утечки, обеспечение безопасного монтажа заземления, а также использование в качестве нулевого проводника в системах с изолированной нейтралью (в зависимости от конструкции).
• Поясная изоляция. Слой из электроизоляционного материала (например, ПВХ или полиэтилена), накладываемый поверх скрученных изолированных жил. Служит для фиксации геометрии сердечника и дополнительной электрической защиты.
• Заполнитель. Пространство между скрученными жилами заполняется эластичным материалом (например, жгутами из полипропилена, резиной) для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
• Оболочка. Наружный защитный слой из поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена (PE) или безгалогенных композиций (LS, ZH). Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и распространения пламени. Цвет оболочки, как правило, черный. Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена часто применяется оболочка из полиэтилена (PE) для кабелей, предназначенных для прокладки в земле, или ПВХ (PVC) – для общего применения.

Область применения и особенности монтажа

Кабель 4×6 мм² на среднее напряжение не предназначен для передачи больших мощностей на дальние расстояния из-за ограниченного сечения. Его основное применение – подключение относительно маломощных, но требующих среднего напряжения потребителей, а также создание разветвленных сетей в рамках одной подстанции или предприятия.

• Питание силовых распределительных трансформаторов (6-10/0,4 кВ) малой и средней мощности.
• Подключение электродвигателей среднего напряжения малой мощности.
• Создание соединительных линий между ячейками КРУ (комплектных распределительных устройств) внутри подстанций.
• Питание объектов инфраструктуры (насосные станции, котельные) в районах с сетью среднего напряжения.
• Выходные линии от генераторов малой энергетики.

При монтаже необходимо соблюдать минимальные допустимые радиусы изгиба, которые для кабелей с изоляцией из XLPE составляют, как правило, 15-20 наружных диаметров кабеля при однократном изгибе. Обязательным является качественное заземление металлического экрана с двух сторон кабельной линии для отвода токов утечки и обеспечения безопасности. Для соединения и ответвления применяются специальные муфты (соединительные, концевые), рассчитанные на соответствующее напряжение и тип изоляции.

Технические характеристики и выбор

Ключевые параметры для выбора и эксплуатации кабеля 4×6 мм² приведены в таблицах ниже.

Таблица 1. Основные электрические параметры для кабеля с медными жилами, XLPE-изоляцией, 10 кВ

Параметр	Значение	Примечание
Номинальное сечение жилы	6 мм²	По ГОСТ 22483
Количество и номинальное напряжение	4 жилы, 10 кВ	U0/U (Um) = 6/10 (12) кВ
Максимально допустимый длительный ток нагрузки (Imax)	~70-75 А	Зависит от способа прокладки (в земле, воздухе)
Сопротивление жилы постоянному току при +20°C	Не более 3.08 Ом/км (медь)	ГОСТ 22483
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты	30 кВ (в течение 10 мин.)	Для нового кабеля после монтажа
Емкость	~0.3 мкФ/км	Приблизительное значение

Таблица 2. Сравнение материалов жилы для кабеля 4×6 мм²

Критерий	Медная жила	Алюминиевая жила
Электропроводность	Выше (удельное сопротивление ~0.0175 Оммм²/м)	Ниже (удельное сопротивление ~0.028 Оммм²/м)
Допустимая токовая нагрузка	Выше (при равном сечении)	Ниже (для одинакового тока требуется большее сечение)
Механическая прочность	Выше, устойчива к многократным изгибам	Ниже, склонна к излому при частых перегибах
Вес кабеля	Больше	Меньше (примерно в 1.7-2 раза легче)
Стоимость	Значительно выше	Ниже
Склонность к окислению	Меньше	Больше, требует специальных контактных паст

Стандарты и маркировка

Производство и испытания кабелей регламентируется стандартами. В РФ основным является ГОСТ Р 53769-2010 (кабели силовые на напряжение до 35 кВ). Распространенные марки кабелей 4×6 мм²:

• АПвВнг(А)-LS – с алюминиевой жилой (А), изоляцией из сшитого полиэтилена (Пв), оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности (Внг(А)-LS).
• ПвВнг(А)-LS – с медной жилой (отсутствие буквы «А»), изоляцией XLPE (Пв), оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности.
• АПвПнг(А)-LS – с алюминиевой жилой, изоляцией XLPE, оболочкой из полиэтилена (П), не распространяющей горение.

Международные аналоги: кабели по стандарту IEC 60502-2 (на напряжение до 30 кВ).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Почему в кабелях на 6-35 кВ сечением всего 6 мм² такая сложная многослойная конструкция?

Основная причина – высокое напряжение. Многослойная конструкция с полупроводящими экранами и металлической оплеткой необходима для контроля и равномерного распределения высокого электрического поля внутри изоляции. Без этих элементов в изоляции возникали бы локальные перенапряжения и частичные разряды, быстро приводящие к пробою, независимо от величины протекающего тока.

Вопрос 2: Можно ли использовать четырехжильный кабель 4×6 мм² в системе с изолированной нейтралью, где нет нулевого рабочего проводника?

Да, можно. В таком случае четвертая жила не используется как нулевая. Она может быть зарезервирована или, что более важно, металлический экран кабеля (при его наличии) должен быть заземлен с двух сторон для замыкания емкостных токов утечки. Конкретное применение жил должно быть указано в проектной документации.

Вопрос 3: Каков главный практический недостаток алюминиевого кабеля 4×6 мм² по сравнению с медным?

Помимо более низкой проводимости, главный практический недостаток – сложность создания надежных, долговечных контактных соединений. Алюминий окисляется на воздухе, образуя тугоплавкую пленку с высоким сопротивлением, что может привести к перегреву в местах соединений. Это требует применения специальной контактной пасты, биметаллических гильз и строгого соблюдения технологии монтажа.

Вопрос 4: Как определяется цветовая маркировка жил в четырехжильных кабелях на среднее напряжение?

Согласно ГОСТ 31996-2012, изолированные жилы многожильных кабелей должны иметь отличительную расцветку или цифровую маркировку. Чаще применяется цифровая: жилы обозначаются цифрами 1, 2, 3, 4. Нулевая жила, если она предназначена для рабочего нуля, маркируется голубым цветом или цифрой «0». Фазные жилы – другими цветами (белый, черный, коричневый) или цифрами 1, 2, 3. Желто-зеленая расцветка используется только для жил, предназначенных исключительно для защитного заземления (PE).

Вопрос 5: Что означает аббревиатура «LS» в маркировке кабеля (например, ПвВнг(А)-LS) и почему это важно?

«LS» (Low Smoke) означает «пониженное дымо- и газовыделение». Кабели с такой маркировкой при горении выделяют значительно меньше дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов (галогенов). Это критически важно для прокладки в людных местах, метро, тоннелях, высотных зданиях, где dense smoke затрудняет эвакуацию и работу пожарных, а кислотные газы разрушают электронное оборудование.

Заключение

Четырехжильный кабель сечением 6 мм² на напряжение 6-35 кВ представляет собой специализированное изделие для создания ответвлений и подключений в сетях среднего класса напряжения. Его конструкция, базирующаяся на изоляции из сшитого полиэтилена и системе экранирования, оптимизирована для работы в условиях высокого электрического поля, а не только для передачи тока. Выбор между медной и алюминиевой версией зависит от баланса требований по токовой нагрузке, механической надежности, бюджета и условий монтажа, особенно качества соединений. Корректный подбор марки кабеля по условиям пожарной безопасности (нг(А)-LS, HF) и соблюдение правил монтажа являются обязательными условиями для обеспечения долговечной и безопасной работы кабельной линии.