Кабели без брони на напряжение 6 кВ: конструкция, применение и технические аспекты

Кабели на напряжение 6 кВ без брони представляют собой класс силовых кабелей, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Их ключевая особенность — отсутствие металлической броневой оболочки (ленточной или проволочной), что определяет специфику их применения, монтажа и эксплуатации. Основная сфера использования — электрические сети с номинальным напряжением до 10 кВ включительно, где отсутствуют значительные механические нагрузки, растяжения и риск повреждения грызунами.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кабеля 6 кВ без брони является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Типовая структура, начиная от центра:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (А) или меди (М). Сечение жил — от 10 до 240 мм² (иногда до 400 мм² для специальных исполнений), форма — круглая или секторная (для многожильных кабелей с целью уменьшения общего диаметра).
• Экран по жиле (для кабелей на 6 кВ — обязателен). Выполняется из полупроводящего экструдированного материала или полупроводящей ленты. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
• Изоляция. Основной слой, определяющий класс напряжения. Для кабелей 6 кВ применяется сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) или этиленпропиленовая резина (ЭПР). СПЭ является наиболее распространенным материалом благодаря высоким диэлектрическим и температурным характеристикам (длительно допустимая температура жилы +90°C).
• Экран по изоляции. Состоит из двух элементов: полупроводящего слоя (лента или экструзия) и медной ленты или проволок, наложенных продольно или спирально. Обеспечивает симметрию электрического поля, является элементом, отводящим токи утечки и токи однофазного КЗ.
• Поясная изоляция. Ленты из полимерных материалов, наложенные поверх экрана. Выравнивают цилиндричность и защищают экран от повреждений.
• Оболочка. Внешний защитный слой, изготавливаемый из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ) или полиэтилена (ПЭ). Защищает кабель от влаги, агрессивных сред, механических воздействий умеренной силы. Цвет оболочки, как правило, черный. Для кабелей без брони оболочка является основным и единственным механическим барьером.

Ключевые типы и маркировка

В Российской Федерации и странах СНГ наиболее распространены кабели, изготовленные по ГОСТ 31996-2012. Основные марки кабелей 6 кВ без брони:

Таблица 1. Основные марки кабелей 6 кВ без брони и их расшифровка

Марка кабеля	Материал жилы	Материал изоляции	Особенности конструкции	Типовые области применения
АПвВнг(А)-6	Алюминий	СПЭ (XLPE)	Без брони, оболочка из ПВХ пониженной горючести, не распространяющая горение по категории А.	Прокладка в кабельных сооружениях (лотках, тоннелях, этажерках), производственных помещениях. Групповая прокладка.
ПвВнг(А)-6	Медь	СПЭ (XLPE)	Аналогично АПвВнг(А)-6, но с медной жилой.	Ответственные участки сетей, объекты с повышенными требованиями к токовой нагрузке и надежности.
АПвПнг(А)-6	Алюминий	СПЭ (XLPE)	Без брони, внешняя оболочка из полиэтилена.	Прокладка в земле (в трубах или блоках), в местах с повышенной влажностью, но без механических рисков.
АПвВ-6	Алюминий	СПЭ (XLPE)	Без брони, с обычной ПВХ оболочкой. Не имеет индекса «нг» — ограничения по групповой прокладке.	Одиночная прокладка в кабельных сооружениях.

Области применения и ограничения

Применение кабелей без брони 6 кВ строго регламентировано условиями эксплуатации, определенными в ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок) и технической документации.

• Разрешенные способы прокладки:
  • В кабельных каналах, лотках, коробах, галереях, эстакадах и этажерках.
  • Внутри производственных и общественных зданий.
  • В земле (траншеях) ТОЛЬКО при условии прокладки в асбоцементных, полимерных или стальных трубах, либо в блоках. Прямая укладка в грунт запрещена из-за риска механических повреждений при раскопках и отсутствия защиты от грызунов.
  • По стенам и конструкциям в местах, исключающих риск случайных повреждений.
• Запрещенные способы прокладки:
  • Прямая прокладка в земле (без труб или защитных коробов).
  • В местах с возможными значительными растягивающими нагрузками.
  • В условиях, где существует риск повреждения грызунами (например, в земле на территории предприятий пищевой промышленности).
  • В зонах с высокой вероятностью прямых механических воздействий (например, в проездах без защиты).

Преимущества и недостатки по сравнению с бронированными кабелями

Выбор между бронированным и небронированным кабелем 6 кВ основывается на технико-экономическом расчете.

Таблица 2. Сравнение кабелей без брони и с броней на 6 кВ

Критерий	Кабель без брони (например, АПвВнг-6)	Бронированный кабель (например, АПвБбШв-6)
Стоимость	Ниже на 15-30% за счет отсутствия металлической брони и упрощения конструкции.	Выше.
Масса и радиус изгиба	Меньшая масса и меньший минимально допустимый радиус изгиба (примерно 10-15 наружных диаметров). Легче в монтаже.	Большая масса, больший радиус изгиба (до 15-20 диаметров). Требует больше усилий при укладке.
Защита от механических воздействий	Ограничена прочностью ПВХ/ПЭ оболочки. Только от умеренных ударов, истирания.	Высокая. Броня (стальные ленты/оцинкованные проволоки) защищает от продавливания, ударов, растяжения, грызунов.
Способы прокладки	Ограничены (см. выше).	Универсальны. Допускается прямая прокладка в земле, в т.ч. в агрессивных грунтах, в зонах с риском повреждений.
Коррозионная стойкость	Высокая, так как отсутствуют стальные элементы, подверженные коррозии.	Броня требует защитных покровов (джута, битума, ПВХ шланга). При повреждении наружного покрова броня корродирует.

Технические характеристики и выбор сечения

Основные параметры, регламентируемые ГОСТ и ТУ:

• Номинальное напряжение: 6/10 кВ (между жилой и землей/экраном — 6 кВ, между жилами — 10 кВ).
• Длительно допустимая температура жилы: +90°C для СПЭ изоляции.
• Максимальная температура при КЗ: +250°C (продолжительность до 4 сек).
• Минимальная температура прокладки: -15°C без предварительного прогрева.
• Сопротивление изоляции: Не менее 100 МОм·км при +20°C.
• Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты: 15 кВ в течение 10 минут после монтажа.

Выбор сечения жилы осуществляется по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки и температуры окружающей среды, а также по условиям срабатывания защиты при коротком замыкании (проверка на термическую стойкость). Для кабелей 6 кВ также критически важна проверка на потери напряжения, особенно при питании удаленных потребителей.

Особенности монтажа и соединения

Монтаж кабелей 6 кВ без брони требует соблюдения строгих правил:

• Радиус изгиба: Не менее 10-15 наружных диаметров кабеля во избежание повреждения изоляции и экранов.
• Заземление экранов: Экраны (медные элементы) на обоих концах кабеля должны быть надежно заземлены. Это необходимо для безопасности персонала и нормальной работы релейной защиты. В схемах с односторонним заземлением экрана необходимо применение специальных переходных устройств для ограничения наведенного напряжения.
• Соединение и ответвление: Выполняются только с помощью специальных кабельных муфт (соединительных, концевых). Для кабелей с изоляцией из СПЭ применяются муфты с технологией холодной усадки или термоусаживаемые. Особое внимание уделяется восстановлению экранов и их электрической непрерывности.
• Крепление: При прокладке в лотках кабель должен фиксироваться пластиковыми хомутами или иными не повреждающими оболочку средствами.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВнг-6 и АПвПнг-6?

Разница в материале внешней оболочки. АПвВнг-6 имеет оболочку из поливинилхлорида (ПВХ), а АПвПнг-6 — из полиэтилена (ПЭ). ПЭ оболочка обладает лучшими диэлектрическими и влагозащитными свойствами, более стойка к агрессивным средам, но менее устойчива к ультрафиолетовому излучению и, как правило, имеет более высокую стоимость. ПВХ оболочка более распространена, эластична и обладает хорошими противопожарными характеристиками (с индексом «нг»).

Можно ли проложить кабель АПвВнг-6 в земле напрямую?

Нет, категорически не рекомендуется и часто прямо запрещено проектной документацией и ПУЭ. Отсутствие брони делает кабель уязвимым для механических повреждений лопатой или техникой при земляных работах, а также для грызунов. Допустима прокладка в земле только в защитных трубах (стальных, ПНД, асбоцементных) или блоках, которые берут на себя механическую нагрузку.

Обязательно ли заземлять экран на кабеле 6 кВ с двух сторон?

Да, для кабелей на напряжение 6 кВ и выше это обязательное требование ПУЭ (п. 1.7.83, гл. 2.3). Двустороннее заземление металлических экранов (оболочек) необходимо для обеспечения электробезопасности, снижения напряжения прикосновения до безопасного значения, а также для обеспечения нормальной работы устройств релейной защиты, использующих токи нулевой последовательности.

Какой минимальный радиус изгиба у кабеля АПвВнг-6 3х150 мм²?

Минимально допустимый радиус изгиба для кабелей с многопроволочными жилами и изоляцией из СПЭ составляет 15 наружных диаметров кабеля. Для кабеля 3х150 мм² наружный диаметр примерно 55-60 мм. Следовательно, радиус изгиба составит Rmin = 15

• 60 мм = 900 мм. Диаметр изгиба, соответственно, не менее 1800 мм.

Почему для кабелей 6 кВ используется именно сшитый полиэтилен (XLPE), а не ПВХ изоляция?

ПВХ (винил) имеет ограниченные диэлектрические и термические характеристики. Его рабочая температура обычно не превышает +70°C, а при температурах выше +80-100°C он начинает разлагаться. Сшитый полиэтилен (XLPE) сохраняет стабильность при +90°C длительно и до +250°C при КЗ, обладает более высокой электрической прочностью, меньшими диэлектрическими потерями и стойкостью к трекингу. Это критически важно для среднего класса напряжения 6-10 кВ.

Что означает индекс «нг(А)» в маркировке кабеля?

Индекс «нг» означает «не распространяющий горение». Буква «А» в скобках указывает категорию по нераспространению горения по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22. Категория «А» — наивысшая, означает, что при групповой прокладке (пучками) кабель не распространяет горение при испытании в вертикальной кабельной шахте с воздействием мощного источника пламени. Это позволяет прокладывать такие кабели в пучках без снижения токовой нагрузки.

Заключение

Кабели без брони на напряжение 6 кВ являются экономичным и технически эффективным решением для прокладки внутри помещений, в кабельных сооружениях и в земле в трубах. Их выбор оправдан при отсутствии рисков значительных механических воздействий. Ключевыми факторами успешной эксплуатации являются правильный выбор марки и сечения в соответствии с условиями прокладки и нагрузкой, неукоснительное соблюдение правил монтажа, особенно в части заземления экранов и допустимых радиусов изгиба, а также применение качественных кабельной продукции и комплектующих для монтажа. Использование кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) стало отраслевым стандартом, обеспечивающим высокую надежность и долгий срок службы кабельных линий среднего напряжения.