Кабели силовые на напряжение 1 кВ с пластмассовой изоляцией: конструкция, типы, применение и стандарты

Силовые кабели на напряжение до 1 кВ с изоляцией из полимерных (пластмассовых) материалов являются основой современных распределительных сетей низкого напряжения. Они вытеснили кабели с бумажной пропитанной изоляцией благодаря технологичности, меньшей массе, отсутствию ограничений по разности уровней прокладки и простоте монтажа. Ключевыми материалами изоляции и оболочки выступают поливинилхлорид (ПВХ) и сшитый полиэтилен (СПЭ).

Конструктивные элементы кабеля

Стандартная конструкция включает в себя несколько обязательных слоев, каждый из которых выполняет конкретную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Может быть однопроволочной (монолитной) для сечений до 16-25 мм² или многопроволочной (скрученной) для больших сечений и повышенной гибкости. Форма жилы — круглая или секторная (для компактности многожильных кабелей).
• Изоляция: Наносится экструзионным способом на каждую жилу. Основные материалы:
  • ПВХ (Поливинилхлорид): Пластикат, широко используемый для кабелей общего назначения. Обладает хорошими изоляционными свойствами, не поддерживает горение, устойчив к агрессивным средам. Существуют модификации с пониженной горючестью (ПВХнг), пониженным дымо- и газовыделением (ПВХнг-LS) и безгалогенные составы (ПВХнг-HF).
  • СПЭ (Сшитый полиэтилен): Получается из полиэтилена путем сшивания молекул (химически или радиационно). Обладает более высокими, чем ПВХ, электрическими и температурными характеристиками. Длительно допустимая температура жилы +90°C (против +70°C для ПВХ). Более стойкий к тепловому старению.
• Поясная изоляция: В многожильных кабелях поверх изолированных жил может накладываться обмотка из ПВХ-ленты или экструдированный слой, скрепляющий жилы в единый сердечник.
• Экран (для кабелей на 1 кВ): Не является обязательным для всех типов, но применяется для уменьшения влияния электромагнитных полей, повышения стойкости к внешним воздействиям и обеспечения симметрии электрического поля. Выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или проводящего полимера.
• Оболочка: Защитный внешний слой, предохраняющий изоляцию от механических повреждений, влаги, химических веществ и солнечного излучения. Основные материалы — ПВХ различных составов (нг, LS, HF) и полиэтилен (PE). Для кабелей в стальном бронепокрове оболочка накладывается и под броню.
• Броня: Применяется при риске механических повреждений (прокладка в земле, в туннелях). Выполняется из стальных оцинкованных лент (тип Б) или стальных оцинкованных проволок (тип К). Поверх брони накладывается защитный покров (кабельная пряжа с битумной пропиткой или ПВХ-шланг).
• Нулевая жила (N) и жила защитного заземления (PE): В четырех- и пятижильных кабелях могут присутствовать жилы уменьшенного или полного сечения. Жила PE часто имеет зелено-желтую маркировку.

Классификация и маркировка по ГОСТ, ТУ и МЭК

Маркировка кабелей осуществляется буквенно-цифровым кодом, где каждый символ несет информацию о материале и конструкции.

Расшифровка буквенной маркировки (по ГОСТ 31996-2012 и аналогичным)

Позиция	Буква	Значение
Материал жилы	А	Алюминий (если нет — медь)
	—	Медь (не указывается)
Материал изоляции	В	ПВХ (Винил)
	Пв	Сшитый полиэтилен сшитый пероксидным способом
	П	Полиэтилен (реже для 1 кВ)
Материал оболочки	В	ПВХ
	Шв	Защитный шланг из ПВХ
Броня	Б	Броня из стальных лент
	К	Броня из стальных круглых проволок
Особенности	нг	Не распространяющий горение
	LS	Пониженное дымо- и газовыделение (Low Smoke)
	HF	Безгалогенный (Halogen Free)

Примеры марок:

• ВВГнг(А)-0.66 кВ 3х50: Кабель с медными жилами, ПВХ-изоляцией, ПВХ-оболочкой, не распространяющий горение по категории А, на 660 В, 3 жилы сечением 50 мм².
• АВБбШв 1 кВ 4х120: Кабель с алюминиевыми жилами, ПВХ-изоляцией, броней из двух стальных лент, с защитным ПВХ-шлангом поверх брони, на 1000 В, 4 жилы сечением 120 мм².
• ПвВГнг-LS 1 кВ 5х16: Кабель с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, ПВХ-оболочкой пониженной горючести с низким дымовыделением, на 1000 В, 5 жил сечением 16 мм².

Области применения и условия прокладки

Выбор конкретного типа кабеля определяется проектом и условиями эксплуатации.

Рекомендации по применению кабелей 1 кВ

Условия прокладки	Рекомендуемые марки	Обоснование
Сухие и влажные помещения, кабельные каналы, эстакады (открытая прокладка)	ВВГ, ВВГнг(А), ПвВГ, ПвВГнг(А)	Не требуют защиты от механических воздействий. Обязательно применение «нг» для групповой прокладки.
Прокладка в земле (траншеях) без значительных растягивающих усилий	ВБбШв, АВБбШв, ПвБбШв	Броня из стальных лент защищает от механических повреждений грунтом и при раскопках. Шланг защищает броню от коррозии.
Прокладка в земле с возможностью растягивающих нагрузок, в вертикальных шахтах	ВК, АВК, ПвК	Броня из круглых проволок выдерживает растяжение и обеспечивает защиту.
Объекты с массовым пребыванием людей, метро, здания повышенной этажности	ВВГнг-LS, ПвВГнг-HF, ПвВГнг-FRLS	Требования по пониженному дымо- и газовыделению, огнестойкости (Fire Resistance).
Взрывоопасные зоны	Кабели с экраном, например, ВВГЭ, ПвВГЭ	Экран предотвращает распространение дуги при коротком замыкании.

Ключевые технические характеристики

При выборе и эксплуатации кабеля необходимо руководствоваться параметрами, указанными в технических условиях.

• Номинальное напряжение U₀/U (U_m): Для кабелей 1 кВ это, как правило, 0.66/1 кВ или 1/1 кВ. Где U₀ — напряжение между жилой и землей, U — междуфазное напряжение.
• Допустимая длительная температура нагрева жилы:
  • Для кабелей с ПВХ изоляцией: +70°C
  • Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена: +90°C
• Допустимая температура при коротком замыкании: Кратковременный наглав жилы до +160°C (ПВХ) или +250°C (СПЭ) не должен вызывать повреждения изоляции.
• Минимальная температура монтажа: Без предварительного прогрева для ПВХ кабелей обычно -15°C, для СПЭ кабелей -20°C. При более низких температурах требуется прогрев.
• Сопротивление изоляции: Должно быть не менее 5 МОм·км для кабелей на 1 кВ при температуре +20°C.
• Испытательное напряжение переменным током промышленной частоты: Для кабелей на напряжение 1 кВ после изготовления проводят испытание напряжением 3.5 кВ в течение 5-10 минут.

Сравнение ПВХ и СПЭ изоляции

Сравнительный анализ изоляционных материалов

Параметр	ПВХ (Поливинилхлорид)	СПЭ (Сшитый полиэтилен)
Длительно допустимая t° жилы	+70°C	+90°C
Токовая нагрузка (при равном сечении)	Базовая	Выше на 15-25%
Стойкость к тепловому старению	Хорошая	Превосходная
Диэлектрические потери (tg δ)	Выше	Значительно ниже
Стойкость к влаге	Хорошая	Очень высокая
Гибкость при низких температурах	Снижается	Лучше сохраняется
Поведение при горении	Выделяет хлористый водород, дым	Выделяет воду и CO2 (для безгалогенных составов)
Стоимость	Ниже	Выше
Типовое применение	Распределительные сети внутри зданий, общие цели	Магистральные линии, ответвления, объекты с высокими нагрузками

Требования пожарной безопасности

Современные нормативы (ФЗ-123, СП 6.13130) предъявляют жесткие требования к кабельной продукции в части пожарной опасности. Классификация ведется по ГОСТ 53315 (или ГОСТ 34094).

• Огнестойкость (FR): Способность кабеля выполнять функции в условиях пожара в течение заданного времени (например, 30, 60, 180 мин). Маркировка — FRLS, FRHF.
• Распространение горения: Категории «нг» (не распространяющие горение при групповой прокладке) подразделяются на А, B, C, D в зависимости от объема горючего материала и тестового теплового потока.
• Коррозионная активность дыма: Определяется pH и проводимостью водного раствора продуктов горения.
• Дымообразование: Показатель светопропускания при горении/тлении. «LS» — low smoke.
• Токсичность продуктов горения: Индекс токсичности продуктов горения. «LTx» — low toxicity.

Для большинства общественных и жилых зданий обязательным является применение кабелей с индексом «нг-LS» или «нг-HF».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кабель ВВГ от ВВГнг?

Кабель ВВГ может распространять горение при групповой прокладке (в пучках, коробах). Кабель ВВГнг (не распространяющий горение) проходит специальные испытания, при которых горение не распространяется по длине пучка после удаления источника огня. Для современных инсталляций разрешено применение только кабелей с индексом «нг».

Когда необходимо применять кабель с броней?

Броня (стальные ленты или проволоки) применяется при прокладке кабеля в земле (траншеях), в местах с риском механических повреждений (например, на территории промышленных предприятий), при бестраншейной прокладке методом горизонтально-направленного бурения, а также для защиты от грызунов.

Что означает маркировка «А» в скобках в ВВГнг(А)-LS?

Это категория по нераспространению горения согласно ГОСТ 53315. Категория «А» — наивысшая, означает, что кабель не распространяет горение при испытании в наиболее жестких условиях (высокий тепловой поток). Существуют также категории B, C, D. Для ответственных объектов и групповой прокладки в зданиях класса функциональной пожарной опасности Ф1-Ф4 часто требуется именно категория «А».

Можно ли прокладывать кабель ВВГ на улице?

Кабель ВВГ в обычной ПВХ оболочке не предназначен для прокладки на открытом солнце (УФ-излучение) и в условиях атмосферных осадков без дополнительной защиты. Для открытой прокладки на улице следует использовать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (например, АВВГ, ПвВГ с индексом «хл» — атмосферостойкий) или прокладывать их в защитных трубах, лотках с крышками.

В чем преимущество кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) для сетей 1 кВ?

Основные преимущества: более высокая допустимая температура эксплуатации (+90°C), что позволяет пропускать больший ток по тому же сечению; повышенная стойкость к коротким замыканиям; лучшие диэлектрические характеристики; высокая стойкость к влаге и тепловому старению. Это делает СПЭ кабели предпочтительными для магистральных линий и ответвлений с высокой нагрузкой.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля 1 кВ?

Выбор сечения производится по двум основным критериям: 1) По допустимому длительному току (нагреву) с учетом условий прокладки, температуры окружающей среды и количества кабелей в пучке. Используются таблицы ПУЭ (Глава 1.3). 2) По потере напряжения, которая не должна превышать установленных норм (например, 5% для внутренних сетей). Для защиты кабеля от токов КЗ необходимо, чтобы его сечение соответствовало уставкам защитных аппаратов.

Что такое экран в кабеле на 1 кВ и когда он нужен?

Экран — это проводящий слой (обычно медная лента или оплетка), наложенный поверх изолированных жил и электрически соединенный с землей. Он выравнивает электрическое поле, защищает от внешних электромагнитных помех и предотвращает их распространение вовне. Экран обязателен для кабелей, питающих чувствительное оборудование, в взрывоопасных зонах, а также при прокладке в условиях сильных электромагнитных воздействий.