Кабели четырехжильные силовые

Четырехжильные силовые кабели: конструкция, применение, стандарты и выбор

Четырехжильные силовые кабели представляют собой ключевой элемент в системах распределения электроэнергии низкого и среднего напряжения. Их основное назначение – передача трехфазного переменного тока с обязательным использованием нулевого рабочего (N) проводника. Конструкция данных кабелей строго стандартизирована и определяется требованиями к надежности, безопасности и эффективности работы электрических сетей.

Конструктивные особенности и материалы

Стандартная конструкция четырехжильного кабеля включает в себя несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет свою функцию.

• Токопроводящие жилы: Изготавливаются из алюминия (А) или меди (Cu). Медные жилы обладают более высокой проводимостью, механической прочностью и стойкостью к окислению, но имеют большую стоимость и вес. Алюминиевые жилы легче и дешевле, но требуют большего сечения для той же токовой нагрузки и склонны к ползучести и окислению. Сечения жил нормированы по стандартным рядам (1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 мм² и далее).
• Изоляция жил: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, сшитого полиэтилена (XLPE) или реже из этиленпропиленовой резины (EPR). Изоляция каждой жилы имеет стандартную цветовую маркировку согласно ПУЭ и ГОСТ: фазы A, B, C – желтый, зеленый, красный (или коричневый, черный, серый по современным стандартам); нулевая жила (N) – голубой или синий цвет.
• Нулевая жила (N): В четырехжильных кабелях сечение нулевой жилы может быть равным фазному (например, 4х50 мм²) или уменьшенным (например, 3х95+1х50 мм²). Выбор зависит от характера нагрузки и требований нормативных документов. При преобладании однофазных нелинейных нагрузок (компьютеры, офисная техника, LED-освещение) рекомендуется применение кабелей с полноразмерной нулевой жилой.
• Поясная изоляция: Слой, скрепляющий изолированные жилы в единый пучок.
• Экран (опционально, но часто обязательно для кабелей на напряжение 6 кВ и выше): Выполняется из медных или алюминиевых лент, проволок или их комбинации. Предназначен для выравнивания электрического поля вокруг жил и защиты от внешних электромагнитных помех.
• Защитная оболочка: Внешний слой, защищающий кабель от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения. Материал – ПВХ, полиэтилен, вулканизированная резина или, для специальных применений, полимеры без галогенов (LSZH).
• Броня (опционально): Для прокладки в земле (траншеях), в условиях риска механических повреждений применяются бронированные кабели. Броня выполняется из стальных оцинкованных лент (тип Б) или стальных оцинкованных проволок (тип К). Поверх брони накладывается защитный покров (джут, ПВХ шланг) для защиты от коррозии.

Основные типы и марки четырехжильных кабелей

Номенклатура определяется материалом жил, изоляцией, наличием брони и областью применения.

Марка кабеля	Материал жил	Изоляция/Оболочка	Особенности и назначение	Типичное номинальное напряжение, кВ
ВВГнг(А)-LS 4х…	Медь	ПВХ изоляция, ПВХ оболочка пониженной горючести с низким дымогазовыделением	Для прокладки в сухих и влажных помещениях, кабельных каналах, на специальных лотках. Не распространяет горение при групповой прокладке.	0.66 / 1.0
АВВГ 4х…	Алюминий	ПВХ изоляция, ПВХ оболочка	Бюджетное решение для стационарной прокладки в отсутствие механических воздействий. Запрещен для прокладки по горючим основаниям в жилых зданиях (ПУЭ 7.1.38).	0.66 / 1.0
ПвВГ 4х…	Медь	Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), оболочка из ПВХ	Повышенная допустимая температура жилы (+90°C против +70°C у ПВХ), стойкость к токам короткого замыкания. Для сетей 6-35 кВ.	6, 10, 35
АПвВГ 4х…	Алюминий	Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE), оболочка из ПВХ	Алюминиевый аналог ПвВГ. Экономичное решение для распределительных сетей среднего напряжения.	6, 10, 35
ВБбШв 4х…	Медь	ПВХ изоляция, броня из стальных лент, ПВХ шланг защитный	Для прокладки в земле (траншеях) без дополнительной защиты. Выдерживает механические нагрузки, но не рекомендуется для участков с высокой растягивающей нагрузкой.	0.66 / 1.0
АВБбШв 4х…	Алюминий	ПВХ изоляция, броня из стальных лент, ПВХ шланг защитный	Алюминиевый бронированный кабель для прокладки в земле.	0.66 / 1.0
КГ 4х…	Медь, гибкая	Резиновая изоляция, резиновая оболочка	Гибкий кабель для нестационарных подключений, переносного оборудования, подключения мощных передвижных установок.	0.66 / 1.0

Ключевые параметры выбора и расчета

Выбор конкретного кабеля осуществляется на основе комплексного расчета, учитывающего условия эксплуатации и нормативные требования.

• Номинальное напряжение (U₀/U): Указывается в киловольтах (например, 0.66/1 кВ или 6/10 кВ). U₀ – напряжение между жилой и землей, U – между фазными жилами. Кабель должен быть рассчитан на напряжение сети не ниже номинального.
• Сечение жил: Определяется по двум основным критериям: допустимому длительному току нагрузки (по нагреву) и потере напряжения. Для выбора по току используются таблицы ПУЭ (Глава 1.3) с поправками на условия прокладки (температура окружающей среды, группировка кабелей). Для защиты кабеля от перегрузки и КЗ используются автоматические выключатели или предохранители, номинал которых должен соответствовать допустимому току кабеля.
• Условия прокладки: Определяют тип оболочки и необходимость брони. Для воздушной прокладки – стойкость к УФ-излучению, для грунта – стойкость к влаге, химической агрессии, механическим воздействиям и наличие брони. Для помещений с массовым пребыванием людей обязательны кабели с индексом «нг-LS» или «нг-HF».
• Климатическое исполнение: Указывает на допустимый диапазон температур эксплуатации и монтажа. Например, УХЛ (умеренный и холодный климат) или Т (тропический).

Системы заземления и назначение жил в четырехжильном кабеле

В современных электроустановках до 1 кВ применяются системы TN-S, TN-C-S, TT. Четырехжильный кабель используется в системах, где нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (PE) проводники разделены на всем протяжении или на части сети.

• В системе TN-S: Кабель содержит три фазные жилы (L1, L2, L3), отдельную нулевую рабочую жилу (N) и отдельную нулевую защитную жилу (PE). Таким образом, для этой системы требуется пятижильный кабель. Четырехжильный кабель в чистом виде TN-S не применяется.
• В системе TN-C-S (наиболее распространена в РФ): На участке от трансформатора до ввода в здание используется объединенный PEN-проводник. На вводе в здание (в ВРУ) он разделяется на N и PE. Далее, по этажным и групповым линиям, используются отдельные проводники. Для трехфазных групповых линий внутри здания как раз и применяется четырехжильный кабель: три фазы (L) и нулевой рабочий проводник (N). Защитный проводник PE (желто-зеленый) прокладывается отдельно или в составе другого кабеля (например, пятижильного).
• В системе TT: Заземление электроустановки осуществляется независимо от нейтрали источника. Четырехжильный кабель подает три фазы и ноль от источника, а защитный проводник PE организуется через локальный заземляющий контур здания.

Важно: Использование четырехжильного кабеля, в котором одна из жил (обычно голубая) используется в качестве защитного PE проводника, категорически запрещено правилами ПУЭ (п. 1.1.29, 1.1.30). Голубой цвет однозначно идентифицирует нулевой рабочий проводник.

Прокладка и монтаж

Монтаж четырехжильных силовых кабелей должен производиться с соблюдением норм, изложенных в ПУЭ, СНиП и инструкциях заводов-изготовителей.

• Допустимые радиусы изгиба: Регламентируются для предотвращения повреждения изоляции и жил. Для кабелей с многопроволочными жилами радиус изгиба обычно составляет не менее 10-15 наружных диаметров кабеля. Для однопроволочных жил – не менее 7.5-10 диаметров.
• Температура монтажа: ПВХ-изолированные кабели не рекомендуется прокладывать при температурах ниже -15°C без предварительного подогрева, так как ПВХ пластикат теряет эластичность и может растрескаться.
• Поддержка при прокладке: При вертикальной прокладке кабель должен быть закреплен с определенным шагом, чтобы предотвратить сползание под собственным весом и механическое напряжение в местах крепления.
• Соединение и оконцевание: Жилы кабелей соединяются с помощью сварки, опрессовки или винтовых зажимов. Места соединений и ответвлений должны быть изолированы с классом изоляции, не ниже основного кабеля. Для оконцевания используются кабельные наконечники (гильзы) соответствующего сечения и материала (медные для медных жил, медно-алюминиевые или биметаллические для алюминиевых).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВВГнг и ВВГнг-LS?

Кабели с индексом «нг» (не распространяющие горение) не поддерживают горение при групповой прокладке. Индекс «LS» (Low Smoke) означает пониженное дымогазовыделение при пожаре. Кабель ВВГнг-LS при горении выделяет значительно меньше дыма и коррозионно-активных газов, что критически важно для безопасности людей в общественных зданиях, тоннелях, метро. ВВГнг такой характеристикой не обладает.

Когда можно использовать кабель с сечением нулевой жилы меньше, чем у фазных (3х95+1х50)?

Кабели с уменьшенным сечением нулевой жилы допускается применять в трехфазных симметричных сетях, где ток в нулевом проводнике, обусловленный несимметрией фазных токов, не превышает допустимых значений для данного сечения. Однако, при значительной доле однофазных нелинейных нагрузок (современные офисы, IT-оборудование, LED-освещение), в нулевом проводнике могут протекать токи высших гармоник (особенно третьей), сумма которых превышает фазный ток. В таких случаях ПУЭ и СП 256.1325800.2016 предписывают использовать кабели с полным сечением нулевой рабочей жилы (4х95).

Можно ли проложить бронированный кабель АВБбШв по фасаду здания?

Технически – да, но нецелесообразно и может привести к проблемам. Броня из стальных лент, не имеющая защитного покрытия под оболочкой, подвержена коррозии при длительном воздействии атмосферных осадков. Для открытой прокладки по фасадам лучше использовать кабели с небронированной оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, СИП или ВВГ-ХЛ) или помещать кабель в короб/гофру.

Как правильно выбрать между медным и алюминиевым кабелем для проекта?

Выбор основывается на технико-экономическом расчете. Медь предпочтительна: внутри объектов (жилые, общественные здания – по ПУЭ 7.1.34), при ограничениях по габаритам (меньшее сечение при том же токе), для мобильных установок, в условиях агрессивной среды, при необходимости высокой надежности и долговечности. Алюминий экономически оправдан для магистральных линий с большими сечениями, в воздушных ЛЭП, для вводов в здания (где это не запрещено), при жестком ограничении бюджета и при отсутствии ограничений по габаритам трассы.

Что означает маркировка «Ож 0.66/1 кВ» на кабеле?

Это устаревшее, но иногда встречающееся обозначение. «Ож» означает «одножильный», что некорректно для многожильного кабеля. Вероятно, имеется в виду, что каждая токопроводящая жила является однопроволочной (монолитной), в отличие от многопроволочной (гибкой). Правильная современная маркировка для такого кабеля – без указания «Ож», а класс гибкости жилы (1 для однопроволочной, 2, 4, 5 и т.д. для многопроволочных) указывается в технической документации.

Требуется ли заземление/зануление экрана кабеля 6/10 кВ?

Да, обязательно. Экран (металлическая оболочка) кабеля на напряжение 6 кВ и выше должен быть заземлен с двух сторон для обеспечения равномерного распределения электрического поля, безопасности персонала и нормальной работы релейной защиты. Заземление выполняется через специальные концевые заделки (концевые муфты), в которых экран выводится и подключается к контуру заземления.