Кабели 5 жил сечением 50

Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 0,66/1 кВ и 6/10 кВ, пятижильные, сечением 50 мм²: конструкция, применение и технические аспекты

Пятижильные силовые кабели сечением 50 мм² представляют собой стандартизированное и широко востребованное решение для распределения трехфазного электрического тока в сетях с напряжением до 10 кВ в системах с глухозаземленной нейтралью, где требуется наличие отдельного нулевого рабочего (N) и защитного (PE) проводников. Сечение 50 мм² относится к категории средних сечений, оптимально сочетающих значительную пропускную способность по току с относительной удобоукладываемостью. Основная сфера применения таких кабелей – питание мощных потребителей (трансформаторные подстанции, распределительные щиты, крупные промышленные установки, административные и жилые здания), а также магистральные линии в системах внутреннего и наружного электроснабжения.

Конструктивные особенности пятижильного кабеля 50 мм²

Конструкция кабеля строго регламентирована национальными (ГОСТ, ТУ) и международными (МЭК, HD) стандартами. Типичная структура для кабеля на напряжение 0,66/1 кВ марки ВВГнг(А)-LS или АВВГнг(А)-LS, а также для кабеля на 6/10 кВ марки АПвВнг(А)-LS или ПвВнг(А)-LS с сечением жил 50 мм² включает следующие обязательные элементы:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из меди или алюминия. Для сечения 50 мм² жилы могут быть как однопроволочными (монолитными), так и многопроволочными (гибкими или нормальной гибкости). Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, алюминиевые – меньшим весом и стоимостью. Класс гибкости (1, 2 или, для специальных исполнений, 4 или 5) определяет минимальный допустимый радиус изгиба при монтаже.
• Изоляция жилы. Для кабелей на 1 кВ применяется поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат или, реже, сшитый полиэтилен (СПЭ). Для кабелей на 6/10 кВ основным материалом изоляции является сшитый полиэтилен (XLPE), обладающий превосходными диэлектрическими и температурными характеристиками (длительно допустимая температура жилы +90°C). Изоляция каждой из пяти жил имеет стандартную цветовую маркировку: для фазных жил – белый, желтый, красный (или коричневый, черный, серый по современным стандартам); для нулевой рабочей жилы (N) – синий (голубой); для защитной жилы (PE) – желто-зеленый.
• Поясная изоляция. В пятижильных кабелях, особенно с секторными жилами, поверх скрученных изолированных жил может накладываться обмотка из ПВХ ленты или экструдированный слой, формирующий единый сердечник.
• Экран (для кабелей на 6/10 кВ). Обязательный элемент кабелей на среднее напряжение. Состоит из полупроводящего слоя, экрана в виде медной ленты или проволок, спирально наложенных поверх изолированных жил, и дренажного проводника. Предназначен для выравнивания электрического поля и защиты от внешних электромагнитных помех.
• Оболочка. Наружный защитный слой, изготавливаемый из ПВХ-компаунда. Для современных требований пожарной безопасности применяются материалы с пониженным дымо- и газовыделением (LS), не распространяющие горение (нг), с низкой коррозионной активностью продуктов горения (нг(А)-HF). Для наружной прокладки используется оболочка, стойкая к ультрафиолету (маркировка «ож»).

Ключевые технические параметры и характеристики

Технические параметры кабеля 5х50 мм² определяются его конструкцией и материалом. Основные характеристики приведены в таблицах.

Таблица 1. Длительно допустимые токи нагрузки для пятижильных кабелей 50 мм² при прокладке в земле (траншее) и в воздухе (в кабельном канале, лотке).

Тип кабеля / Материал жилы	Прокладка в земле (грунт), А	Прокладка в воздухе, А	Напряжение, кВ
ВВГнг(А)-LS 5х50 (медь)	165	145	0,66/1
АВВГнг(А)-LS 5х50 (алюминий)	130	115	0,66/1
АПвВнг(А)-LS 5х50 (алюминий, СПЭ изоляция)	180	160	6/10
ПвВнг(А)-LS 5х50 (медь, СПЭ изоляция)	215	190	6/10

Примечание: Значения приведены для условий: температура грунта +15°C, температура воздуха +25°C, глубина прокладки 0,7 м, удельное тепловое сопротивление грунта 1,2 К·м/Вт. При изменении условий вводятся поправочные коэффициенты.

Таблица 2. Механические и электрические параметры кабелей 5х50 мм².

Параметр	Значение для кабеля на 1 кВ (ВВГнг-LS)	Значение для кабеля на 10 кВ (ПвВнг-LS)
Максимально допустимая температура жилы при длительной эксплуатации	+70°C (для ПВХ изоляции)	+90°C (для СПЭ изоляции)
Максимальная температура при коротком замыкании (длительность до 5 сек)	+160°C	+250°C
Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева	-15°C	-20°C
Минимальный радиус изгиба при монтаже (для многопроволочных жил)	7,5 наружных диаметров кабеля	12 наружных диаметров кабеля (для экранированных кабелей на 6-10 кВ)
Сопротивление изоляции, не менее, при +20°C	10 МОм·км	100 МОм·км
Испытательное переменное напряжение промышленной частоты (5 мин.)	3,5 кВ	18-22 кВ (в зависимости от класса напряжения)

Особенности выбора и применения

Выбор конкретной марки кабеля 5х50 мм² осуществляется на основе детального анализа условий эксплуатации и требований проекта.

• Напряжение сети: Определяет класс изоляции. Для сетей до 1000 В используются кабели с ПВХ изоляцией (ВВГ и пр.), для сетей 6-10 кВ – исключительно с изоляцией из сшитого полиэтилена (АПвВнг, ПвВнг).
• Условия прокладки: Для открытой прокладки в кабельных сооружениях, где важно ограничение распространения пламени и дымовыделения, обязательны кабели с индексом «нг(А)-LS». Для прокладки в земле необходимо учитывать коррозионную активность грунта, наличие блуждающих токов, механические нагрузки. Могут потребоваться кабели с броней (например, АВБбШв или ПвБбШв), которая обеспечивает защиту от грызунов и механических повреждений.
• Токовая нагрузка: Расчетный ток в линии должен быть меньше длительно допустимого тока для выбранного способа прокладки с учетом всех поправочных коэффициентов (на группировку, температуру окружающей среды).
• Сечение нулевой (N) и защитной (PE) жил: В пятижильных кабелях сечение этих жил может быть равно фазному (50 мм²) или редуцировано (например, 50/25 или 50/16, где 25 или 16 мм² – сечение N и PE), если это допускается расчетами и не противоречит требованиям ПУЭ (для PE жилы в определенных случаях). Для кабелей 5х50 мм² чаще всего все жилы имеют одинаковое сечение.
• Экономический фактор: Алюминиевые кабели (АВВГ, АПвВнг) значительно дешевле медных, что критично для протяженных линий. Однако медные кабели (ВВГ, ПвВнг) имеют меньший диаметр, большую стойкость к механическим воздействиям и, что самое важное, более высокую надежность контактных соединений.

Монтаж и соединение

Монтаж кабеля 5х50 мм² требует специального инструмента и квалификации персонала. Ключевые этапы:

• Раскатка и укладка: Запрещается волочение кабеля. Раскатка производится с помощью кабельных роликов, уложенных по трассе. Строго соблюдается минимальный радиус изгиба.
• Соединение и ответвление: Для кабелей до 1 кВ применяются медные или алюмомедные гильзы, обжимаемые гидравлическим прессом с матрицами соответствующего сечения, с последующей изоляцией термоусаживаемыми трубками или муфтами. Для кабелей 6/10 кВ используются специальные соединительные и концевые муфты, монтаж которых является высокотехнологичным процессом, требующим чистоты и точности.
• Заземление экрана (для кабелей 6/10 кВ): Экран должен быть заземлен с обеих сторон кабельной линии для обеспечения нормального режима работы и безопасности. Конструкция концевых муфт предусматривает надежный вывод экрана на землю.
• Маркировка: На концах кабеля и в местах соединений устанавливаются бирки с указанием марки, сечения, номера линии и напряжения.

Контроль качества и испытания

Перед вводом в эксплуатацию кабельная линия 5х50 мм² подвергается обязательным приемо-сдаточным испытаниям, регламентированным ПУЭ и ПТЭЭП:

• Измерение сопротивления изоляции мегомметром на напряжение 2500 В (для кабелей до 1 кВ) и 5000 В (для кабелей 6/10 кВ).
• Испытание повышенным выпрямленным напряжением (для кабелей до 1 кВ) или переменным напряжением промышленной частоты (для кабелей 6/10 кВ). Например, кабель на 10 кВ испытывается напряжением 22 кВ в течение 5 минут.
• Проверка целостности и фазировки жил.
• Для кабелей 6/10 кВ с изоляцией из СПЭ также рекомендуется диагностика частичных разрядов.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВВГнг 5х50 и ПвВнг 5х50?

Кабель ВВГнг 5х50 предназначен для сетей переменного напряжения до 1000 В, имеет изоляцию и оболочку из ПВХ пластиката. Кабель ПвВнг 5х50 предназначен для сетей 6/10 кВ, имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE), экран и оболочку из ПВХ. Это кабели разного класса напряжения, с разными допустимыми температурами эксплуатации и методами монтажа концевых заделок.

Можно ли использовать кабель 5х50 мм² в системе TN-C (где функции N и PE объединены в одном проводнике PEN)?

Нет, пятижильный кабель конструктивно предусматривает раздельные нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники. Для системы TN-C используется четырехжильный кабель (3 фазы + PEN). Использование 5-жильного кабеля в системе TN-C экономически нецелесообразно и технически некорректно, так как одна из жил (PE) останется неиспользуемой, что не соответствует ПУЭ.

Как правильно выбрать сечение нулевой жилы в кабеле 5х50? Всегда ли она должна быть 50 мм²?

Согласно ПУЭ (п. 1.3.183), сечение нулевых рабочих (N) и нулевых защитных (PE) проводников в кабелях должно быть не менее указанных в таблице 1.7.5. Для фазных проводников сечением 50 мм² сечение нулевого рабочего проводника должно быть не менее 25 мм², а нулевого защитного (PE) – не менее 16 мм², при условии, что часть тока протекает по нулевому рабочему проводнику. Однако на практике, особенно для кабелей общего применения, часто изготавливают кабели с равными сечениями всех жил (5х50) для унификации и повышения надежности. Окончательное решение принимается на основе расчетов токов несимметрии и короткого замыкания.

Каковы основные преимущества сшитого полиэтилена (XLPE) перед ПВХ изоляцией для кабеля 5х50?

Изоляция из сшитого полиэтилена обладает более высокой термостойкостью (допустимая температура +90°C против +70°C), что позволяет пропускать больший ток при тех же сечениях. Она имеет лучшие диэлектрические характеристики, меньшие диэлектрические потери, высокую стойкость к тепловым ударам и растрескиванию. Кабели с изоляцией XLPE имеют больший срок службы (до 30-40 лет) и могут работать в сетях более высокого напряжения (6, 10, 20 кВ и выше).

Обязательно ли использовать бронированный кабель для прокладки в земле?

ПУЭ не запрещают прокладку небронированных кабелей в земле, но предъявляют жесткие требования к защите от механических повреждений (п. 2.3.83). Небронированный кабель (например, ВВГнг) может быть уложен в землю только при условии прокладки в трубах или блоках по всей длине. Бронированный кабель (например, ВБбШв или АВБбШв) с защитным шлангом из ПВХ поверх брони предназначен для непосредственной укладки в траншею, что значительно ускоряет и удешевляет монтаж, обеспечивая при этом надежную защиту от повреждений лопатой, грунтовыми подвижками, грызунами.

Какой инструмент необходим для монтажа концевых муфт на кабель ПвВнг 5х50 10 кВ?

Монтаж муфт на кабели среднего напряжения требует профессионального набора инструментов: специальный нож для продольного разрезания оболочки и экрана, труборез для ровной резки жил, развертки для снятия полупроводящего слоя, гидравлический пресс с набором матриц для опрессовки наконечников, строительный фен для термоусаживаемых элементов, динамометрический ключ для затяжки болтовых соединений, мегомметр и установку для испытания высоким напряжением. Работы должны выполняться обученным и аттестованным персоналом.