Конструкция кабеля и провода: назначение и характеристики основных элементов

ВВГ-П).
При заказе кабеля последовательно указываются: его обозначение с необходимыми добавлениями, число и сечение жил, рабочее напряжение в киловольтах через тире. Буквы «ож» в скобках рядом с сечением жил указывают на однозначное исполнение кабеля с монолитными жилами, например

Пример: ВВГ-Т 3х25(ож) – 0,66 — кабель ВВГ в тропическом исполнении с тремя монолитными жилами сечением 25 мм2 на напряжение 0,66 кВ/

Кабели ВВГ могут иметь от одной до шести жил сечением от 1,5 мм 2 до 240 мм2. Диапазон сечений жил в зависимости от их числа и рабочего напряжения кабеля приведен в таблице.

Двухжильные кабели ВВГ должны иметь жилы одинакового сечения. Трех-, четырех- и пятижильные кабели должны иметь все жилы одинакового сечения или одну жилу меньшего сечения (жилу заземления или нулевую). Шестижильные кабели ВВГ должны иметь четыре жилы равного сечения и две жилы меньшего сечения. Сечения нулевых жил (в случае меньшего сечения, чем основные) и жил заземления в зависимости от сечения основных жил до 50 мм2 приведены ниже.

Наибольшее распространение среди кабелей ВВГ с жилами неодинакового сечения имеют кабели с тремя основными и одной нулевой жилой (так называемые «три с плюсом»).

Двух- и трехжильные кабели ВВГ сечением до 16 мм2 включительно могут иметь плоское исполнение. В круглых кабелях изолированные жилы должны быть скручены, причем допускается скрутка с попеременным изменением направления.

Жилы сечением до 50 мм2 имеют круглую форму. Жилы до 16 мм2 выполняются только монолитными, свыше 16 мм2 могут быть также скрученными из отдельных проволок (число проволок: не менее 7 для сечений 16, 25 и 35 мм2; не менее 19 для сечений 50, 70 и 95 мм2).

Изолированные жилы должны иметь отличительную расцветку, при этом изоляция нулевых жил должна быть голубого цвета, а изоляция жил заземления должна быть желто-зеленой. Также допускается цифровая маркировка жил.

Для повышения механической устойчивости в кабелях ВВГ, предназначенных для прокладки в земле, пустое пространство между скрученными изолированными жилами должно быть заполнено жгутами или смесью из изоляционных материалов.

Оболочка должна быть наложена таким образом, чтобы она легко отделялась от изоляции жил. Для этого между изоляцией жил и оболочкой может быть проложена лавсановая лента. Цвет оболочки – преимущественно черный.

Номинальные и минимальные значения радиальной толщины изоляции для кабелей ВВГ сечением до 50 мм2 на рабочее напряжение 0,66 кВ и 1 кВ приведены в таблице.

Толщина оболочки кабелей ВВГ зависит от диаметра по скрутке изолированных жил под оболочкой. Номинальные и минимальные значения толщины оболочки приведены в таблице.

Маслонаполненные

• Прокладываемые в трубопроводе…………………………Т
• Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
• То же с усиленным защитным слоем………….……….Шву
• Покров асфальтированный…………………………..……..А
• То же бронированный круглыми проволоками……..К
• Оболочка свинцовая………………………………………….…С
• То же алюминиевая, алюминиевая гофрированная .А, Аг
• Давление масла низкое ……………………………………….Н
• То же высокое…………………………………………………….ВД
• Маслонаполненный (с медной жилой)…………………М

Отличительные черты кабеля и проводя

Нередко в условиях непрофессиональной практики термин «кабель» приравнивается к любым видам электрических проводов. Между тем следует разделять понятия: «кабель» и «провод». И, прежде всего, разделение предусматривает фактор передаваемой мощности.

Кабель — изделие, структура которого объединяет, как минимум, три проводника в изоляции, дополнительно защищенных внутри оболочки специальным материалом — пергаментом, резиной, свинцом и т.д.

Провод — изделие, состоящее из одного, максимум, пяти проводников (шнур), для последнего случая объединенных общим кожухом.

Классическое строение силового кабеля: 5 – оболочка сборки защитная; 4 – бронированный слой; 3 – общая оболочка токоведущих металлических проводников; 2 – изоляция непосредственно проводников; 1 – металлический проводник

Приоритетное применение кабелей – объекты промышленно-хозяйственного назначения. Провода активно используются в быту, а также в других сферах.

Отдельно следует выделить оголённые провода, которые не имеют изоляции. Основное применение подобным изделиям находится при обустройстве централизованных линий электропередач.

С бумажной изоляцией и вязкой пропиткой

• Усовершенствованный………………………………………..У
• Без наружного покрова……………………………………….Г
• Тип покрова……………………………………………………….Б, Бл, Б2л, Бн, Пн, К, ШВ, ШПС
• Оболочка свинцовая……………………………………………С
• То же алюминиевая…………………………………………….А
• Изолированные жилы совместно…………………………–
• То же отдельно……………………………………………………О
• Жила медная………………………………………………………–
• То же алюминиевая …………………………………………….А
• Изоляция обыкновенная…………………………………….–
• То же пропитанная нестекающим составом…………..Ц

Структурная основа кабельного изделия

Исполнением кабеля или электрических проводов определяются технико-эксплуатационные характеристики продукта. Собственно, исполнение кабельной или проводной продукции – это, в большинстве конструктивных вариаций, достаточно простой технологический подход.

Классическое исполнение:

• Изоляция кабеля.
• Изоляция жилы.
• Металлическая жила – сплошная/пучковая.

Металлическая жила – основа кабеля/провода, через которую протекает электрический ток. Главная характеристика, в данном случае, — пропускная способность, определяемая поперечным сечением жилы . На этот параметр оказывает влияние строение – сплошное или пучковое.

От строения зависит и такое свойство, как гибкость. Многожильные (пучковые) проводники по степени «мягкости» изгиба характеризуются лучшими свойствами, чем одножильные провода.


Структурное исполнение токоведущей части традиционно представлено «пучковым» или «сплошным» (монолитным). Это имеет значение, например, по отношению к свойствам гибкости. На картинке изображен многожильный/пучковый тип провода

Жилы кабелей и проводов в электрической практике, как правило, имеют цилиндрическую форму. Вместе с тем, редко, но встречаются несколько видоизменённые формы: квадратные, овальные.

Основным материалом для изготовления проводящих металлических жил выступают медь и алюминий. Однако электрическая практика не исключает проводники, в структуре которых присутствуют стальные жилы, например, «полевой» провод.

Если одиночный электропровод традиционно построен на одной токопроводящей жиле, кабель является продуктом, где сосредоточены несколько таких жил.

С пластмассовой изоляцией

• Шланг из поливинилхлоридного пластиката………..Шв
• Без наружного покрова……………………………………….Г
• Бронированный………………………………………………….Бб
• Оболочка из полиэтилена, самозатухающего
• и вулканизированного полиэтилена,
• поливинилхлоридного пластика, алюминия……… П, Пс, Пв, В, А
• Жила медная………………………………………………………–
• То же алюминиевая …………………………………………….А

В настоящее время применяют, как правило, кабели с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке. Применение кабелей с медными жилами требует специального обоснования. Для КЛ, прокладываемых в земле и воде, применяют бронированные кабели. Применение кабелей в свинцовой оболочке предусматривается для прокладки подводных ли­ний, в шахтах, опасных по газу и пыли, для прокладки в особо опасных коррозионных средах. В остальных случаях при невозможности исполь­зовать кабели в алюминиевых или пластмассовых оболочках их замена на кабели в свинцовых оболочках требует специального обоснования.

В последние годы в сетях зарубежных энергосистем получили ши­рокое распространение кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (российское обозначение СПЭ, английское – XLPE). Кабели средне­го напряжения из сшитого полиэтилена занимают 80–85 % рынка в США и Канаде, 95 % – в Германии и Дании, 100 % – в Японии, Фин­ляндии, Швеции и Франции.

Основные достоинства кабелей со СПЭ-изоляцией:

• изготавливаются на напряжение до 500 кВ;
• срок службы кабелей составляет не менее 30 лет;
• пропускная способность в зависимости от условий прокладки на 15– 30 % выше, чем у кабелей с бумажной или маслонаполненной изоляци­ей, т.к. кабели со СПЭ-изоляцией рассчитаны на длительную работу При температуре жилы 90 «С, а их бумажно-масляные аналоги допуска­ют нагрев до 70 °С;
• отвечают экологическим требованиям;
• прокладка и монтаж меньше зависят от погоды и могут проводить­ся даже при температуре –20 °С;
• значительно дешевле и проще становятся обслуживание и ремонт При механических повреждениях, существенно легче выполняются про­кладка и монтаж соединительных муфт и концевых заделок в полевых условиях.

Для кабелей с нормально пропитанной бумажной изоляцией наибольшая допустимая разность уровней между точками прокладки при­ведена в табл. 3.27. Разность уровней для кабелей с нестекающей про­питкой, пластмассовой и резиновой изоляцией не ограничивается. Максимальная возможная разность уровней в маслонаполненных КЛ низкого давления составляет 20–25 м. Для кабелей высокого давления (в стальных трубах) возможная разность уровней между стопорными муфтами определяется минимально допустимым снижением давления масла в трубопроводе до 1,2 МПа. Нормальное давление масла прини­мается равным (1,5±2%) МПа, максимальное – согласовывается с за­водом-изготовителем.

Максимальные строительные длины силовых кабелей приведены в табл. 3.28. Для маслонаполненных кабелей 110 кВ и выше стандартная строительная длина составляет до 800 м. Завод-изготовитель уточняет строительные длины таких кабелей в соответствии с проектом проклад­ки линии. Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией до 35 кВ и маслонаполненных кабелей 110 и 220 кВ с пластмассовой изоляцией приведены в табл. 3.29 и 3.30.

Конструкция провода

Провод может состоять как из одной, так и из нескольких жил, бывает как оголённый, так и с изоляцией. Жилы провода уложены параллельно друг к другу и скручены в пучок. Силовой медный провод часто встречается в составе электрических линий в помещениях, а оголённые варианты используются для передачи энергии в ЛЭП и прокладываются по воздуху.

Конструкция провода напоминает кабельную, однако здесь всё намного проще.

Токопроводящая жила

Выполняет функцию проведения тока. Основные требования: минимальный нагрев, гибкость, устойчивость к поражению коррозией, хорошая электропроводность и невысокая стоимость. Жила гибкого силового провода выполнена в виде проволоки из алюминия или меди, которая характеризуется классами от 1 до 6. Чем выше уровень, тем лучше изделие выдерживает нагрузку на изгиб.

Основные типы кабелей

Таблица 3.23

Токи нагрузки кабеля силового ВВГ

Допустимые токи нагрузки для кабеля сечением до 50мм2, проложенных на воздухе, указаны в таблице.

Стандартные сечения одножильных маслонаполненных кабелей 110-500 кВ

Таблица 3.24

Примечание: rабели с сечением, указанными в скобках, изготавливаются по согласованию с заводом-изготовителем.

Требования к маркировке кабеля силового ВВГ

На оболочке не более чем через каждые 300 мм должен быть нанесен отличительный индекс завода-изготовителя и год выпуска кабеля. Для кабелей с диаметром под оболочкой менее 20 мм допускается применение маркировочной цветной нити.

На щеке барабана или ярлыке, прикрепленном к бухте или барабану, должны быть указаны:

— товарный знак завода-изготовителя; — условное обозначение кабеля (полное с указанием числа жил и сечения); — длина кабеля в метрах и число отрезков; — масса брутто или нетто при поставке в бухтах в килограммах; — дата изготовления (год, месяц); — номер барабана или бухты.

На ярлыке должен быть проставлен штамп технического контроля и знак соответствия сертификации.

Стандартные сечения кабелей с бумажной изоляцией, мм2

Таблица 3.25

* Кабели изготавливаются из трех изолированных жил в отдельной свинцовой оболочке.

** Кабели изготавливаются с одной жилой.

Номенклатура кабеля марки КВВГ:

КВВГ 4х0.75

КВВГ 4х1

КВВГ 4х1.5

КВВГ 4х2.5

КВВГ 4х4

КВВГ 4х6

КВВГ 5х0.75

КВВГ 5х1

КВВГ 5х1.5

КВВГ 5х2.5

КВВГ 7х0.75

КВВГ 7х1

КВВГ 7х1.5

КВВГ 7х2.5

КВВГ 7х4

КВВГ 7х6

КВВГ 10х0.75

КВВГ 10х1

КВВГ 10х1.5

КВВГ 10х2.5

КВВГ 10х4

КВВГ 10х6

КВВГ 14х0.75

КВВГ 14х1

КВВГ 14х1.5

КВВГ 14х2.5

КВВГ 14х4

КВВГ 14х6

КВВГ 19х0.75

КВВГ 19х1

КВВГ 19х1.5

КВВГ 19х2.5

КВВГ 19х4

КВВГ 19х6

КВВГ 27х0.75

КВВГ 27х1

КВВГ 27х1.5

КВВГ 27х2.5

КВВГ 27х4

КВВГ 27х6

КВВГ 37х0.75

КВВГ 37х1

КВВГ 37х1.5

КВВГ 37х2.5

КВВГ 37х4

КВВГ 37х6

Стандартные сечения кабелей с пластмассовой изоляцией, мм2

Таблица 3.26

* Изготавливается с одной жилой.

Разновидности электрических кабелей

Если рассматривать исключительно кабели для силовых электрических схем, здесь основным видом выступают следующие силовые кабели:

• ВВГ;
• КГ;
• ВБбШв.

Конечно, это далеко не полный перечень всей существующей кабельной продукции. Тем не менее, на примере технических характеристик можно сформировать общее представление о кабеле электрического назначения.

Исполнение под маркой ВВГ

Широко применяемая, популярная и надежная марка. Кабель ВВГ рассчитан для передачи тока с напряжением 600 — 1000 вольт (максимально 3000 В).

Изготавливается продукт двумя модификациями, с токоведущими жилами сплошной структуры либо пучковой структуры.

Продукт из категории электрических кабелей, отмеченный как популярный и часто выбираемый в качестве материала для построения электрических силовых линий

Согласно продуктовой спецификации, диапазон сечений жил 1,5 – 50 мм. Изоляция поливинилхлоридная позволяет использовать кабель в условиях температур -40…+50°С.

Существуют несколько модификаций этого вида кабельной продукции:

• АВВГ
• ВВГнг
• ВВГп
• ВВГз

Модификации отличаются несколько иным исполнением изоляции, использованием алюминиевых жил вместо жил медных, формой кабеля.

Силовой гибкий кабель типа КГ

Конструкция ещё одного популярного кабеля, характерного высокой степенью гибкости, благодаря использованию пучковой структуры токоведущих жил.

Исполнение силового гибкого кабеля марки КГ на четыре рабочих токоведущих проводника. Продукт отличается высоким качеством изоляции, демонстрирует хорошие технические характеристики

Исполнение этого вида предусматривает наличие до шести токоведущих жил внутри оболочки. Диапазон рабочих температур -60…+50°С. Преимущественно, разновидность КГ используется для подключения силового оборудования.

Расчетные данные кабелей с бумажной изоляцией (на 1 км)

Таблица 3.29

Массогабаритные параметры кабеля силового ВВГ

Ориентировочные наружные размеры и массы отдельных кабелей сечением до 50 мм2 для целей упаковки и транспортировки приведены в таблице. Приведенные значения могут отличаться для кабелей различных партий и производителей на 10% в меньшую или большую сторону.

Итого: как выбрать кабель для проводки?

1. Определяемся с типом кабеля. Более правильным выбором будет NYM, но такой провод достаточно дорогой. Если бюджет ограничен, можно взять ВВГ. Для проводки в деревянных домах лучше использовать типа «нг», то есть не поддерживающий горение.
2. Определяемся с количеством жил. Если у вас однофазная сеть с заземлением, нужны три жилы: фаза, ноль и «земля». Без заземления — две. Для трехфазной сети используют кабели с четырьмя жилами (три фазы и ноль).
3. Рассчитываем сечение кабеля. Высчитываем максимальную нагрузку от потребителей, умножаем на коэффициент запаса 1,5 и смотрим в нашу табличку.

Конструкция силовых и контрольных кабелей — сходство и отличия

На примере двух ближайших «родственников» – кабелей ВВГ и КВВГ, имеющих по 3 жилы сечением 2,5 мм2, – рассмотрим визуальные отличия контрольного кабеля от силового.

У обоих кабелей изоляция отдельных жил и оболочки выполнена из ПВХ пластиката (две буквы В в маркировке), отсутствует защита (буква Г – голый). Но существует и различие, которое можно обнаружить визуально.

1. Кабель ВВГ имеет желто-зеленую жилу, предназначенную для заземления, которая может иметь диаметр, меньший, чем жилы фазы и ноля (обычно синего цвета). Счетные жилы КВВГ окрашены в красный и синий цвета. Диаметр всех жил одинаков.
2. КВВГ более гибок. Его наименьший радиус изгиба составляет 3 внешних диаметра, в то время как у ВВГ этот параметр равняется 10.
3. Кабели имеют различную толщину. Каждая жила контрольного имеет наружный диаметр 0,7 мм, у силового он равен 0,8 мм. Толщина внешней оболочки – 1,2 мм и 1,5 мм, соответственно.

В таблице 2 приведены различия в характеристиках кабелей ВВГ и КВВГ, не определяемые визуально.

Таблица 2. Дополнительные различия ВВГ и КВВГ

Можно ли использовать один кабель вместо другого?

При необходимости КВВГ можно заменять силовым ВВГ. Правда, нужно иметь в виду, что второй кабель дороже, требовательнее к условиям эксплуатации и менее гибок.

Обратный вариант возможен только в случае невысоких допустимых напряжений, а также токов, заметно меньших предельных для данного сечения.

Немного теории

Прежде всего, давайте определимся, что необходимо понимать под силовым кабелем.

Можно часто встретить ошибочное толкование этого определения, бытующее даже среди специалистов-электриков.

Многие понимают под силовыми, любые, например, медный силовой кабель для подключения мощной нагрузки, например, трехфазного электродвигателя. Это неверно.

Силовой кабель – это специального рода электропроводящая система для передачи электроэнергии промышленной частоты от распределительных подстанций, электростанций и иного рода электрогенераторов к потребителю, в качестве которого может выступать система обеспечения электрическим током конечных или промежуточных потребителей.

С первого взгляда может показаться излишне запутанным и сложным, в действительности все не так страшно:

Под электропроводящей системой нужно понимать конструкцию из токопроводящих жил и, как правило, многослойной изоляции, а также в некоторых случаях – защиту от механического воздействия и повреждения кабеля.

Промышленная частота – это принятая в народном хозяйстве частота переменного тока. Например, в нашей стране – 50 Гц, но есть другие государства, с другими стандартами, так, в США – 60 Гц.

Система обеспечения электрическим током – это электропроводка в доме, электрораспределительная подстанция, производственный цех и т.п.

Конечный потребитель – устройство, использующее электроэнергию и преобразующее ее в полезную работу, например – электродвигатель.

Таким образом, силовой кабель является простым передатчиком электроэнергии от места ее производства и распределения к месту, где она будет перераспределяться и использоваться.

Экраны, заполнители и оболочки

Конструкция силового кабеля включает обязательные слои между изоляцией:

• экраны;
• заполнители;
• оболочки;
• защитные покрытия.

Экраны предназначены для защиты внешних слоев от электромагнитного воздействия. Элементы выполняют из фольги, бумаги, обработанной специальным составом.

Заполнители выполняют в форме жгутов из пластмассы, резины, бумажных лент. Элементы позволяют корректировать плотность примыкания частей конструкции. Составы делают изделие герметичным, устойчивым к механическим воздействиям, придают ему необходимую форму.

Оболочки предназначены для защиты поверхностей провода. Части конструкции изготавливаются из сплавов алюминия, свинца, негорючих пластмассы и резины. Поверхности могут быть гладкими либо гофрированными. Оболочки предотвращают деформацию провода от действия воды, кислотно-щелочных составов.

Завершающими в конструкции являются защитные покровы (подушка, бронепокров). Броня, выполненная из оцинкованных лент и проволок, придает изделию прочность.

Классификация кабелей для проводки

Каждый кабель состоит из нескольких медных жил определенного сечения. В свою очередь жилы в кабеле могут быть однопроволочными монолитными или многопроволочными. Каждая жила заключена в защитную оболочку, изготовленную из каучука, полиэтилена или ПВХ-пластиката. Отметим, что любой кабель, используемый для организации электропроводки, имеет минимум два слоя изоляции: первый обволакивает жилу, а второй собирает все токопроводящие жилы в жгут.

Наиболее популярными для проводки в доме и квартире являются следующие типы проводов:

• ВВГ
• NYM
• ПУНП

Рассмотрим какими бывают и где применяются данные типы кабелей.