Кабели силовые 6 кВ

Кабели силовые на напряжение 6 кВ: конструкция, типы, применение и выбор

Силовые кабели на напряжение 6 кВ представляют собой ключевой элемент распределительных сетей среднего напряжения, обеспечивающий передачу и распределение электроэнергии от подстанций к мощным потребителям или распределительным пунктам. Данный класс напряжения (от 3 до 10 кВ) широко используется в городской инфраструктуре, на промышленных предприятиях, в горнодобывающей отрасли, для электроснабжения крупных объектов и в сетях наружного освещения. Конструкция кабелей 6 кВ существенно отличается от кабелей низкого напряжения (до 1 кВ) наличием экрана и более сложной системой изоляции, рассчитанной на значительные электрические поля.

Конструктивные элементы силовых кабелей 6 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную электрическую и механическую функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из алюминия (А) или меди (М). Медь обладает более высокой электропроводностью и механической прочностью, алюминий – меньшим весом и стоимостью. Сечение жилы выбирается по току нагрузки и может быть от 10 до 240 мм² и более, в одножильном исполнении или секторной/круглой формы в многожильных кабелях.
• Экран по жиле (для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена): Полупроводящей экструдированный слой, выравнивающий электрическое поле вокруг жилы, устраняющий микроскопические полости и предотвращающий локальные концентрации напряженности.
• Изоляция: Основной слой, определяющий класс напряжения и надежность кабеля. Материалы:
  • Сшитый полиэтилен (XLPE): Наиболее современный и распространенный материал. Обладает высокой электрической прочностью, термостойкостью (допустимая температура жилы до +90°C в длительном режиме), стойкостью к влаге и химическим воздействиям. Кабели с изоляцией из XLPE легче и имеют меньший наружный диаметр по сравнению с бумажно-масляными.
  • Пропитанная бумажная изоляция: Классическая технология. Жилы, изолированные бумажными лентами, пропитываются вязким или нестекающим составом. Кабели требуют особого внимания к уровню прокладки из-за риска стекания пропиточного состава. Допустимая температура жилы обычно до +70°C.
• Экран по изоляции: Полупроводящей слой, наложенный поверх изоляции. Вместе с экраном по жиле создает цилиндрический конденсатор, обеспечивая равномерное радиальное распределение электрического поля и защищая изоляцию от внешних воздействий.
• Поясная изоляция: В многожильных кабелях поверх индивидуально экранированных жил накладывается общий слой из полупроводящего материала.
• Металлический экран (заземляющий): Выполняется в виде медной ленты, оплетки из медных проволок или их комбинации. Основные функции: защита от электромагнитных помех, замыкание токов утечки при повреждении изоляции, обеспечение симметрии электрического поля, использование в качестве заземляющего проводника (при достаточном сечении).
• Заполнитель и поясная оболочка: Пространство между жилами заполняется для придания кабелю круглой формы. Поясная оболочка из ПВХ-пластиката или полиэтилена скрепляет сердечник.
• Броня: Защитный слой от механических повреждений. Выполняется из стальных оцинкованных лент (тип Б) или стальных оцинкованных проволок (тип К). Обязательна для прокладки в земле (траншеях).
• Наружная оболочка: Защищает все внутренние элементы от влаги, химической агрессии, солнечного излучения и механических воздействий. Материалы: поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ) или шланговые полимеры без галогенов (при повышенных требованиях к пожарной безопасности).

Основные типы кабелей 6 кВ и их маркировка

Маркировка кабелей осуществляется буквами и цифрами согласно ГОСТ и ТУ. Расшифровка основных символов:

• А – алюминиевая жила (отсутствие «А» означает медную).
• В – изоляция из поливинилхлорида (ПВХ).
• Пв – изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE).
• П – изоляция из полиэтилена.
• С – свинцовая оболочка (для кабелей с бумажной изоляцией).
• 2г – алюмополимерная лента в герметизирующем покрове.
• Э – экран (обычно подразумевается для кабелей с изоляцией из XLPE).
• Б – броня из стальных лент.
• К – броня из стальных круглых проволок.
• Шв – защитный шланг из ПВХ.
• Шп – защитный шланг из полиэтилена.
• нг(A)-LS – нераспространяющий горение, с пониженным дымовыделением и газовыделением (категория А по нераспространению горения).

Основные типы кабелей на 6 кВ:

Марка кабеля	Материал жилы	Изоляция	Особенности конструкции	Основная область применения
АПвВнг(А)-LS, ПвВнг(А)-LS	Ал/Медь	Сшитый полиэтилен (XLPE)	С экраном, броня из стальных лент, оболочка ПВХ негорючая.	Прокладка в земле (траншеях), туннелях, каналах, производственных помещениях с пожароопасными зонами.
АПвБШв, ПвБШв	Ал/Медь	Сшитый полиэтилен (XLPE)	С экраном, броня из стальных лент, шланг защитный из ПВХ.	Прокладка в земле (традиционное исполнение).
АПвПг, ПвПг	Ал/Медь	Сшитый полиэтилен (XLPE)	С экраном, герметизация алюмополимерной лентой, броня отсутствует.	Прокладка в кабельных сооружениях, где нет риска механических повреждений.
АСБл, СБл	Ал/Медь	Пропитанная бумага	Свинцовая оболочка, броня из стальных лент, защитные покровы.	Прокладка в земле, воде, агрессивных грунтах (классическая, но устаревающая технология).
ЦАСБл, ЦСБл	Ал/Медь	Пропитанная бумага	То же, что АСБл, но с нестекающим пропиточным составом.	Прокладка на вертикальных и наклонных трассах без ограничения перепада высот.

Критерии выбора кабеля 6 кВ

Выбор конкретной марки и сечения кабеля осуществляется на основе комплексного анализа условий эксплуатации и технических требований.

• Условия прокладки:
  • В земле (траншее): Обязательно наличие брони (тип Б или К) и наружной оболочки, стойкой к влаге и агрессивным средам (ПЭ, ПВХ). Требуется защита от коррозии (оцинкованная броня).
  • В кабельных каналах, туннелях, эстакадах: Возможно применение небронированных кабелей с герметизирующими оболочками (АПвПг), но при риске механических повреждений – бронированных. Обязательно применение кабелей с индексом «нг-LS» или «нг-HF» для снижения пожарной опасности.
  • В пожароопасных зонах и зданиях: Применяются исключительно кабели с индексом нераспространения горения (нг), с низким дымо- и газовыделением (LS).
• Электрические параметры:
  • Сечение жилы: Определяется по допустимому длительному току нагрузки с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и группировки с другими кабелями. Проверяется на потерю напряжения и термическую стойкость к токам короткого замыкания.
  • Допустимая температура: Кабели с изоляцией из XLPE позволяют работать при более высоких температурах (+90°C против +70°C для бумажной), что может увеличить пропускную способность.
• Экономическая целесообразность: Несмотря на более высокую первоначальную стоимость, кабели с изоляцией из XLPE часто оказываются выгоднее в долгосрочной перспективе из-за меньших потерь, более простого монтажа и обслуживания, отсутствия ограничений по перепадам высот.

Монтаж и соединение кабелей 6 кВ

Монтаж кабелей среднего напряжения требует высокой квалификации персонала. Основные этапы:

• Раскатка: Осуществляется с помощью механизмов, предотвращающих повреждение оболочек. Минимально допустимые радиусы изгиба строго нормированы (например, 15-20 наружных диаметров для бронированных кабелей с XLPE).
• Соединение и оконцевание: Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых. Для кабелей с изоляцией из XLPE используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Процесс включает поэтапное снятие оболочек, монтаж экранов, установку изоляционных элементов и восстановление экранной системы. Качество соединения критически важно для надежности всей линии.
• Заземление: Металлические экраны и броня кабеля должны быть надежно заземлены с двух сторон для обеспечения защиты и протекания токов короткого замыкания. Система заземления выполняется согласно ПУЭ.

Испытания и диагностика

После монтажа кабельные линии 6 кВ подвергаются приемо-сдаточным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока (регламентировано ПУЭ). Стандартное испытательное напряжение для кабелей 6 кВ составляет 36 кВ в течение 10 минут. Также проводится измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 2500 В. Для оценки состояния изоляции в процессе эксплуатации применяются методы диагностики: измерение тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ), частичных разрядов, анализ возвратного напряжения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями АПвВнг и АВВГ на 6 кВ?

Кабель АВВГ (с изоляцией и оболочкой из ПВХ) на напряжение 6 кВ – устаревшая и практически не применяемая сегодня конструкция. Его изоляция не имеет экрана, что приводит к неконтролируемому распределению электрического поля и низкой надежности. Кабель АПвВнг имеет изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE) и обязательный экран по жиле и изоляции, что делает его полностью соответствующим современным требованиям для сетей 6 кВ. Он обладает более высокой термостойкостью и надежностью.

Можно ли использовать кабель 10 кВ в сети 6 кВ?

Да, с технической точки зрения это допустимо и часто практикуется для создания резерва по электрической прочности. Однако это ведет к перерасходу средств, так как кабель на 10 кВ дороже и, как правило, имеет больший диаметр и вес. Экономическая целесообразность такого решения должна быть обоснована.

Как правильно выбрать сечение экрана (заземляющего проводника) у кабеля 6 кВ?

Сечение медного экрана (проволок или ленты) нормируется. Согласно ГОСТ 31996-2012, для кабелей на 6 кВ сечение экрана должно быть не менее 16 мм² для сечений жилы до 50 мм² и не менее 25 мм² для сечений жилы 70 мм² и более. Это обеспечивает способность проводить токи короткого замыкания в течение времени срабатывания защиты.

Что означает маркировка «2г» в кабеле АПвПг?

Маркировка «2г» указывает на наличие двойной герметизации: первой является экран по изоляции, а второй – герметизирующая оболочка из алюмополимерной ленты, наложенная поверх поясной изоляции. Эта лента защищает сердечник кабеля от продольного проникновения влаги и не требует наличия металлической брони для подземной прокладки в отсутствие механических нагрузок.

Обязательно ли проводить испытание повышенным напряжением после монтажа муфт?

Да, это обязательное требование Правил Устройства Электроустановок (ПУЭ, Глава 1.8). Каждая новая кабельная линия 6 кВ после монтажа, включая установку всех муфт, должна быть испытана постоянным выпрямленным напряжением 36 кВ в течение 10 минут. Это выявляет возможные дефекты монтажа и заводские повреждения изоляции.

Какой кабель предпочтительнее для прокладки в земле с высокой коррозионной активностью грунта?

В таких условиях рекомендуется применять кабели с броней из оцинкованных стальных лент или проволок и с наружной оболочкой из полиэтилена (Шп), например, АПвБШп, так как полиэтилен обладает более высокой стойкостью к химической агрессии по сравнению с ПВХ. Дополнительно могут применяться меры катодной защиты.