Длительно допустимые токовые нагрузки силовых кабелей и проводов: Таблицы и поправочные коэффициенты

Выбор сечения кабельно-проводниковой продукции является краеугольным камнем проектирования любой электроустановки, от бытовой электропроводки до высоковольтных линий электропередачи. Некорректный выбор проводника может привести к его перегреву, разрушению изоляции, возникновению короткого замыкания, пожару и, как следствие, к масштабным авариям и экономическим потерям. Основой для безопасной и надежной эксплуатации является строгое соблюдение нормативов по допустимым токовым нагрузкам.

Исторически, с момента появления первых электрических сетей в конце XIX века, инженеры сталкивались с проблемой нагрева проводников. Ранние изоляционные материалы, такие как гуттаперча, пропитанная маслом бумага и резина, имели низкие температурные пределы, что существенно ограничивало пропускную способность линий. Развитие химии полимеров в XX веке привело к революции в кабельной промышленности. Появление поливинилхлорида (ПВХ) в 1930-х годах, а затем сшитого полиэтилена (СПЭ) в 1960-х, позволило создавать кабели с более высокими рабочими температурами, лучшими диэлектрическими свойствами и повышенной механической прочностью. Эти инновации легли в основу современных стандартов и позволили значительно увеличить плотность передаваемой мощности.

1. Физические основы и определяющие факторы

Ключевым фактором, ограничивающим величину тока, протекающего по проводнику, является его нагрев, описываемый законом Джоуля-Ленца:

Q = I2 · R · t

где:

 
• Q – количество выделившейся теплоты (Дж),
 
• I – сила тока (А),
 
• R – электрическое сопротивление проводника (Ом),
 
• t – время протекания тока (с).

Эта выделяемая теплота должна рассеиваться в окружающую среду.Длительно допустимый ток — это такая максимальная сила тока, при которой устанавливается тепловое равновесие: количество генерируемой теплоты равно количеству теплоты, отдаваемой в окружающую среду, при этом температура токопроводящей жилы не превышает предельно допустимого значения для данного типа изоляции. Превышение этой температуры ведет к ускоренному старению, снижению диэлектрической прочности и, в конечном итоге, к необратимому разрушению изоляционного слоя.

1.1. Влияние материала изоляции

Материал изоляции является основным лимитирующим фактором. Два наиболее распространенных полимерных материала в современном кабелестроении — это поливинилхлоридный пластикат (ПВХ) и сшитый полиэтилен (СПЭ).

 
• ПВХ (PVC): традиционный, экономичный материал с хорошими диэлектрическими свойствами. Его основной недостаток — относительно низкая предельная рабочая температура (обычно +70 °C).
 
• Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE): более современный материал, получаемый путем "сшивки" молекулярных цепочек полиэтилена. Этот процесс создает трехмерную структуру, которая значительно улучшает термические и механические свойства. Кабели с изоляцией из СПЭ имеют более высокую допустимую рабочую температуру (обычно +90 °C), что позволяет им пропускать значительно больший ток при том же сечении жилы.

1.2. Сравнительная таблица свойств изоляционных материалов

Для наглядности приведем сравнение ключевых эксплуатационных характеристик ПВХ и СПЭ изоляции.

Таблица 1. Сравнение эксплуатационных характеристик изоляции из ПВХ и СПЭ

Параметр	Изоляция из ПВХ-пластиката	Изоляция из сшитого полиэтилена (СПЭ)
Длительно допустимая температура нагрева жил	+70 °C	+90 °C
Допустимая температура жил в режиме перегрузки	+90 °C (не более 8 часов в сутки и 1000 часов за срок службы)	+130 °C (не более 8 часов в сутки и 1000 часов за срок службы)
Предельная температура при коротком замыкании	+160 °C (для сечений до 300 мм²)	+250 °C
Диэлектрическая проницаемость	~4.0 - 8.0	~2.3 - 2.5
Тангенс угла диэлектрических потерь	~0.05 - 0.15	~0.0003 - 0.0008
Преимущества	Низкая стоимость, гибкость, не распространяет горение (для специальных марок), простота монтажа.	Высокая пропускная способность (~25-30% выше, чем у ПВХ), стойкость к высоким температурам, низкие диэлектрические потери, больший срок службы.
Недостатки	Низкая термостойкость, высокое дымо- и газовыделение при горении (для стандартных марок), более высокие диэлектрические потери.	Более высокая стоимость, повышенная жесткость (сложность монтажа при низких температурах), чувствительность к проникновению влаги (требует герметичных муфт).

1.3. Влияние условий прокладки

Способ отвода тепла кардинально влияет на допустимый ток. Прокладка "на воздухе" (на лотках, в коробах) обеспечивает теплоотвод за счет конвекции и излучения. Прокладка "в земле" использует грунт как теплоотвод. Как правило, грунт имеет лучшую теплопроводность, чем воздух, что позволяет увеличить токовую нагрузку. Однако это справедливо для стандартных условий (удельное термическое сопротивление грунта 1,2 К·м/Вт). В сухих песчаных или каменистых грунтах теплоотвод ухудшается, что требует применения понижающих коэффициентов.

2. Нормативная база использованная в таблицах

Расчет и выбор кабельной продукции в Российской Федерации и странах ЕАЭС строго регламентируется комплексом нормативных документов. Несоблюдение их требований недопустимо при проектировании и эксплуатации электроустановок.

 
• ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия». Это основной стандарт для низковольтных силовых кабелей. Он устанавливает требования к конструкции, материалам, электрическим и механическим характеристикам, а также содержит базовые таблицы длительно допустимых токовых нагрузок, которые являются отправной точкой для расчетов.
 
• ГОСТ Р 55025-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение от 6 до 35 кВ включительно. Общие технические условия». Аналогичный документ, но для кабелей среднего напряжения. Он регламентирует требования к кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые являются основным типом для сетей 6-35 кВ.
 
• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание. Фундаментальный документ для всех электротехнических специалистов. В частности, Глава 1.3 «Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны» содержит исчерпывающие таблицы допустимых токовых нагрузок для различных условий прокладки, а также поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды, количество совместно проложенных кабелей и другие факторы. Данные ПУЭ и ГОСТ должны использоваться в совокупности.
 
• Технические условия (ТУ) заводов-изготовителей. Для кабелей специального исполнения (например, огнестойких, холодостойких) производители разрабатывают собственные ТУ, которые могут содержать уточненные или расширенные данные по токовым нагрузкам, основанные на специфике конструкции и материалов.

3. Допустимые токовые нагрузки для кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ (согласно ГОСТ 31996-2012)

Данные в этом разделе базируются на ГОСТ 31996-2012 и являются основой для выбора низковольтных кабелей. Важно отметить, что значения приведены для стандартных условий: температура окружающей среды +25 °С для воздуха и +15 °С для земли, при коэффициенте нагрузки k=1 (постоянная нагрузка).

Таблица 2. Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из ПВХ и безгалогенных композиций

S, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	одножильных				двух и трехжильных		четырех и пятижильных
	на постоянном токе		на переменном токе*		на переменном токе
	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле
1,5	29	41	22	30	21	27	20	25
2,5	37	55	30	39	27	36	25	33
4	50	71	39	50	36	47	33	44
6	63	90	50	62	46	59	43	55
10	86	124	68	83	63	79	59	73
16	113	159	89	107	84	102	78	95
25	153	207	121	137	112	133	104	124
35	187	249	147	163	137	158	127	147
50	227	295	179	194	167	187	155	174
70	286	364	226	237	211	231	196	215
95	354	436	280	285	261	279	243	259
120	413	499	326	324	302	317	281	295
150	473	561	373	364	346	358	322	333
185	547	637	431	412	397	405	369	377
240	655	743	512	477	472	471	439	438
300	760	845	591	539	542	533	504	496
400	894	971	685	612	633	611	589	568
500	1054	1121	792	690	-
625/630	1252	1299	910	774
800	1481	1502	1030	856

* Прокладка треугольником вплотную.В данной таблице систематизированы предельные значения тока для силовых кабелей с медными токопроводящими жилами и изоляцией из поливинилхлоридных пластикатов или полимерных композиций, не содержащих галогенов. Данные сгруппированы по номинальному сечению жилы (S, мм²) и охватывают диапазон от 1,5 до 800 мм². Таблица разделена на категории в зависимости от количества жил (одножильные, двух- и трехжильные, четырех- и пятижильные) и типа тока (постоянный и переменный). Также учтены два основных способа прокладки: на воздухе и в земле. Для одножильных кабелей на переменном токе указано условие прокладки "треугольником вплотную", что является важным фактором из-за взаимного электромагнитного влияния.

Таблица 3. Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

S, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	одножильных				двух и трехжильных		четырех и пятижильных
	на постоянном токе		на переменном токе*		на переменном токе
	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле
1,5	35	48	28	33	25	31	23	29
2,5	46	63	36	42	34	40	32	37
4	60	82	47	54	45	52	42	48
6	76	102	59	67	56	64	52	60
10	105	136	82	89	78	86	73	80
16	139	175	108	115	104	112	97	104
25	188	228	146	147	141	144	131	134
35	230	274	180	176	172	173	160	161
50	281	325	220	208	209	205	194	191
70	356	399	279	255	265	253	246	235
95	440	478	345	306	327	304	304	283
120	514	546	403	348	381	347	354	323
150	591	614	464	392	437	391	406	364
185	685	695	538	443	504	442	469	411
240	821	812	641	515	598	515	556	479
300	956	924	739	501	688	583	640	542
400	1124	1060	860	661	807	669	751	622
500	1328	1223	997	746	-
625/630	1576	1416	1149	840
800	1857	1632	1302	932

* Прокладка треугольником вплотную.Данная таблица аналогична предыдущей по структуре, но содержит значения для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Благодаря более высокой термостойкости СПЭ (+90 °C против +70 °C у ПВХ), допустимые токовые нагрузки для тех же сечений заметно выше. Сравнение значений из этой и предыдущей таблиц наглядно демонстрирует преимущество СПЭ изоляции в части пропускной способности. Все условия (температуры, способ прокладки) аналогичны предыдущей таблице, что позволяет проводить прямое сопоставление.

Таблица 4. Допустимые токовые нагрузки кабелей с алюминиевыми жилами с изоляцией из ПВХ и безгалогенных композиций

S, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	одножильных				двух и трехжильных		четырех и пятижильных
	на постоянном токе		на переменном токе*		на переменном токе
	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле
2,5	30	32	22	30	21	28	20	26
4	40	41	30	39	29	37	27	34
6	51	52	37	48	37	44	34	41
10	69	68	50	63	50	59	47	55
16	93	83	68	82	67	77	62	72
25	117	159	92	106	87	102	81	95
35	143	192	113	127	106	123	99	114
50	176	229	139	150	126	143	117	133
70	223	282	176	184	161	178	150	166
95	275	339	217	221	197	214	183	199
120	320	388	253	252	229	244	213	227
150	366	434	290	283	261	274	243	255
185	425	494	336	321	302	312	281	290
240	508	576	401	374	359	363	334	338
300	589	654	464	423	424	417	394	388
400	693	753	544	485	501	482	466	448
500	819	870	636	556	-
625/630	971	1007	744	633
800	1146	1162	858	713
1000	1334	1327	972	793

Эта таблица приводит данные для кабелей с алюминиевыми токопроводящими жилами и изоляцией из ПВХ (или аналогичных композиций). Алюминий имеет более высокое удельное сопротивление по сравнению с медью, поэтому при одинаковом сечении и прочих равных условиях допустимые токовые нагрузки для алюминиевых кабелей всегда ниже. Структура таблицы полностью идентична таблицам для медных кабелей, что позволяет инженерам легко выбирать между материалами жилы в зависимости от технических требований и экономической целесообразности проекта.

Таблица 5. Допустимые токовые нагрузки кабелей с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)

S, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	одножильных				двух и трехжильных		четырех и пятижильных
	на постоянном токе		на переменном токе*		на переменном токе
	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле	на воздухе	в земле
2,5	35	36	26	34	24	32	22	30
4	46	46	35	44	34	42	32	39
6	59	59	43	54	43	50	40	47
10	80	77	58	71	58	67	54	62
16	108	94	79	93	78	87	73	81
25	144	176	112	114	108	112	100	104
35	176	211	138	136	134	135	125	126
50	217	251	171	161	158	157	147	146
70	276	309	216	198	203	195	189	181
95	340	371	267	237	248	233	231	217
120	399	423	313	271	290	267	270	248
150	457	474	360	304	330	299	307	278
185	531	539	419	346	382	341	355	317
240	636	629	501	403	453	397	421	369
300	738	713	580	455	538	455	500	423
400	871	822	682	523	636	527	591	490
500	1030	949	800	599	-
625/630	1221	1098	936	685
800	1437	1262	1081	773
1000	1676	1443	1227	862

* Прокладка треугольником вплотную.В этой таблице объединены два фактора: использование алюминиевых жил и высокотемпературной изоляции из сшитого полиэтилена. Эти кабели представляют собой компромисс между стоимостью (алюминий дешевле меди) и высокой пропускной способностью (благодаря СПЭ изоляции). Сравнение данных из этой таблицы с таблицей для кабелей АПвП (алюминий/ПВХ) показывает значительный прирост допустимых токов за счет применения более термостойкой изоляции. Структура таблицы полностью сохранена для удобства сравнения и использования.

3.1. Допустимые токи короткого замыкания

Ток короткого замыкания (КЗ) — это сверхток, возникающий в результате повреждения изоляции. Его длительность определяется временем срабатывания защитной аппаратуры (автоматических выключателей, предохранителей). Кабель должен выдержать термическое воздействие этого тока без необратимых повреждений.Допустимый ток односекундного короткого замыкания — это расчетная величина, используемая для проверки термической стойкости кабеля.При расчете реального тока КЗ для другой длительности (t < 5 с), используется формула:

Iкз_t = Iкз_1с / √t

где I_{кз_1с} — табличное значение тока односекундного КЗ.

Таблица 6. Допустимые токи односекундного короткого замыкания (КЗ) для кабелей низкого напряжения

S, мм2	Допустимые токи односекундного короткого замыкания кабелей, кА, с изоляцией
	из поливинилхлоридных пластикатов и композиций, не содержащих галогенов		из сшитого полиэтилена, а также огнестойких кабелей
	с медной жилой	с алюминиевой жилой	с медной жилой	с алюминиевой жилой
1,5	0,17	-	0,21	-
2,5	0,27	0,18	0,34	0,22
4	0,43	0,29	0,54	0,36
6	0,65	0,42	0,81	0,52
10	1,09	0,70	1,36	0,87
16	1,74	1,13	2,16	1,40
25	2,78	1,81	3,46	2,24
35	3,86	2,50	4,80	3,09
50	5,23	3,38	6,50	4,18
70	7,54	4,95	9,38	6,12
95	10,48	6,86	13,03	8,48
120	13,21	8,66	16,43	10,71
150	16,30	10,64	20,26	13,16
185	20,39	13,37	25,35	16,53
240	26,80	17,54	33,32	21,70
300	33,49	21,90	41,64	27,12
400	39,60	26,00	55,20	36,16
500	49,50	32,50	69,00	45,20
625/630	62,37	40,95	86,95	56,95
800	79,20	52,00	110,40	72,33
1000	99,00	65,00	138,00	90,40

Примечание: Максимальная продолжительность короткого замыкания не должна превышать 5 с.Эта таблица имеет критическое значение для проверки термической стойкости кабелей при аварийных режимах. В ней приведены допустимые значения тока КЗ (в килоамперах, кА), которые кабель способен выдержать в течение одной секунды без разрушения. Значения сгруппированы по сечению жилы, материалу жилы (медь, алюминий) и типу изоляции. Видно, что кабели с изоляцией из СПЭ выдерживают более высокие токи КЗ благодаря более высокой предельной температуре (+250 °C против +160 °C у ПВХ). Эти данные используются для согласования характеристик кабеля с параметрами защитных устройств.

4. Допустимые токовые нагрузки для экранированных кабелей на 0,66; 1 и 3 кВ

Экранированные кабели применяются в условиях, где необходимо обеспечить защиту от внешних электромагнитных помех или защитить окружающее оборудование от поля, создаваемого самим кабелем. Экран (обычно из медной проволоки или ленты) несколько ухудшает условия теплоотвода от жил, что приводит к незначительному снижению длительно допустимых токов по сравнению с неэкранированными аналогами. Приведенные ниже данные основаны на информации от производителя АО «Электрокабель Кольчугинский завод».

Таблица 7. Допустимые токовые нагрузки экранированных кабелей с медными жилами и изоляцией из ПВХ

Номинальное сечение жилы, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	Одножильных на постоянном токе		Двух- и трехжильных на переменном токе		Четырех- и пятижильных на переменном токе
	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле
16	113	159	84	102	78,12	94,86
25	153	207	112	133	104,16	123,69
35	187	149	137	158	127,41	146,94
50	227	295	167	187	155,31	173,91
70	286	364	211	231	196,23	214,83
95	354	436	261	279	242,73	259,47
120	413	499	302	317	280,86	294,81
150	473	561	346	358	321,78	332,94
185	574	637	397	405	369,21	376,65
240	655	743	472	471	438,96	438,03

В таблице представлены данные по допустимым токам для экранированных кабелей с медными жилами и ПВХ-изоляцией. Значения сгруппированы по сечению, количеству жил (одножильные, 2-3 жилы, 4-5 жил) и способу прокладки (на воздухе, в земле). При сравнении с таблицей 2 для неэкранированных кабелей можно заметить небольшое снижение токовых нагрузок, особенно для многожильных кабелей, где экран создает дополнительный теплоизолирующий слой.

Таблица 8. Допустимые токовые нагрузки экранированных кабелей с медными жилами и изоляцией из СПЭ

Номинальное сечение жилы, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	Одножильных на постоянном токе		Двух- и трехжильных на переменном токе		Четырех- и пятижильных на переменном токе
	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле
16	139	175	104	112	96,72	104,16
25	188	228	141	144	131,13	133,92
35	230	274	172	173	159,96	160,89
50	281	325	209	205	194,37	190,65
70	356	399	265	253	246,45	235,29
95	440	478	327	304	304,11	282,72
120	514	546	381	347	354,33	322,71
150	591	614	437	391	406,41	363,63
185	685	695	504	442	468,72	411,06
240	821	812	598	515	556,14	478,95

Эта таблица содержит данные для высокопроизводительных экранированных кабелей: с медными жилами для максимальной проводимости и изоляцией из СПЭ для высокой термостойкости. Такие кабели часто применяются в ответственных установках, где важна и электромагнитная совместимость, и высокая пропускная способность. Данные, представленные в таблице, позволяют точно рассчитать нагрузку для этих кабелей в различных условиях монтажа.

Таблица 9. Допустимые токовые нагрузки экранированных кабелей с алюминиевыми жилами и изоляцией из ПВХ

Номинальное сечение жилы, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	Одножильных на постоянном токе		Двух- и трехжильных на переменном токе		Четырех- и пятижильных на переменном токе
	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле
25	117	159	87	102	80,91	94,86
35	143	192	106	123	98,58	114,39
50	176	229	126	143	117,18	132,99
70	223	282	161	178	149,73	165,54
95	275	339	197	214	183,21	199,02
120	320	388	229	244	212,97	226,92
150	366	434	261	274	242,73	254,82
185	425	494	302	312	280,86	290,16
240	508	576	359	363	333,87	337,59

Данная таблица представляет экономичный вариант экранированного кабеля: с алюминиевыми жилами и ПВХ-изоляцией. Эти кабели находят применение там, где требуется электромагнитная защита, но токовые нагрузки не являются экстремально высокими, и бюджет проекта ограничен. Таблица содержит все необходимые данные для корректного выбора сечения в зависимости от условий эксплуатации.

Таблица 10. Допустимые токовые нагрузки экранированных кабелей с алюминиевыми жилами и изоляцией из СПЭ

Номинальное сечение жилы, мм2	Допустимые токовые нагрузки кабелей, А
	Одножильных на постоянном токе		Двух- и трехжильных на переменном токе		Четырех- и пятижильных на переменном токе
	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле	На воздухе	В земле
25	144	176	108	112	100,44	104,16
35	176	211	134	135	124,62	125,55
50	217	251	158	157	146,94	146,01
70	276	309	203	195	188,79	181,35
95	340	371	248	233	230,64	216,69
120	399	423	290	267	269,7	248,31
150	457	474	330	299	306,9	278,07
185	531	539	382	341	355,26	317,13
240	636	629	453	397	421,29	369,21

Таблица содержит данные для экранированных кабелей с алюминиевыми жилами и изоляцией из СПЭ. Эта комбинация предлагает улучшенную пропускную способность по сравнению с ПВХ-аналогом при сохранении весовых и стоимостных преимуществ алюминия. Данные в таблице позволяют проектировщикам использовать эти кабели в сетях с умеренными и высокими нагрузками, где необходима защита от электромагнитных полей.

5. Кабели с изоляцией из СПЭ на напряжение 6, 10, 20, 35 кВ

В сетях среднего напряжения кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена практически полностью вытеснили устаревшие кабели с бумажной пропитанной изоляцией (БПИ) благодаря значительно лучшим эксплуатационным характеристикам. Расчетные условия для приведенных ниже данных: глубина прокладки в земле - 0,7 м, удельное термическое сопротивление грунта r=1,2 К·м/Вт, экраны заземлены с двух концов. При прокладке одножильных кабелей в плоскости расстояние между ними в свету равно диаметру кабеля; при прокладке треугольником — вплотную.

Таблица 11. Токовые нагрузки для одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6 кВ

Ном. сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А
	Медные жилы				Алюминиевые жилы
	Прокладка в земле		Прокладка на воздухе		Прокладка в земле		Прокладка на воздухе
	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником
35	221	193	250	203	172	147	188	155
50	250	225	290	240	195	170	225	185
70	310	275	360	300	240	210	280	230
95	336	326	448	387	263	253	349	300
120	380	370	515	445	298	288	403	346
150	416	413	574	503	329	322	452	392
185	466	466	654	577	371	364	518	450
240	531	537	762	677	426	422	607	531
300	590	604	865	776	477	476	693	609
400	633	677	959	891	525	541	787	710
500	697	759	1081	1025	587	614	900	822
630	762	848	1213	1166	653	695	1026	954
800	825	933	1349	1319	719	780	1161	1094

В данной таблице приведены допустимые токовые нагрузки для одножильных кабелей на 6 кВ. Особенностью является разделение данных не только по материалу жилы (медь/алюминий) и способу прокладки (в земле/на воздухе), но и по конфигурации прокладки: "в плоскости" (с зазором) и "треугольником" (вплотную). Прокладка треугольником создает более компактную систему, но ухудшает теплоотвод из-за взаимного подогрева, что ведет к снижению допустимых токов по сравнению с прокладкой в плоскости. Эти данные критически важны для проектирования кабельных линий 6 кВ от распределительных подстанций.

Таблица 12. Токовые нагрузки для трехжильных кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 6 кВ

Ном. сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А
	Медные жилы		Алюминиевые жилы
	Прокладка в земле	Прокладка на воздухе	Прокладка в земле	Прокладка на воздухе
35	164	179	126	138
50	192	213	148	165
70	233	263	181	204
95	279	319	216	248
120	316	366	246	285
150	352	413	275	321
185	396	471	311	368
240	457	550	358	432

В этой таблице представлены данные для трехжильных кабелей на 6 кВ (как бронированных, так и небронированных). Трехжильная конструкция более удобна для монтажа трехфазных линий, но имеет худший теплоотвод по сравнению с тремя разнесенными одножильными кабелями. Таблица содержит значения для медных и алюминиевых жил при прокладке в земле и на воздухе, предоставляя полный набор данных для проектирования.

Таблица 13. Токовые нагрузки для одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 10 кВ

Ном. сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А
	Медные жилы				Алюминиевые жилы
	Прокладка в земле		Прокладка на воздухе		Прокладка в земле		Прокладка на воздухе
	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником
50	250	225	290	240	195	170	225	185
70	310	275	360	300	240	210	280	230
95	336	326	448	387	263	253	349	300
120	380	370	515	445	298	288	403	346
150	416	413	574	503	329	322	452	392
185	466	466	654	577	371	364	518	450
240	531	537	762	677	426	422	607	531
300	590	604	865	776	477	476	693	609
400	633	677	959	891	525	541	787	710
500	697	759	1081	1025	587	614	900	822
630	762	848	1213	1166	653	695	1026	954
800	825	933	1349	1319	719	780	1161	1094

Эта таблица является одной из наиболее востребованных в городском и промышленном электроснабжении, так как напряжение 10 кВ является основным распределительным напряжением. Структура таблицы аналогична таблице для 6 кВ, она содержит данные для медных и алюминиевых одножильных кабелей при прокладке в плоскости и треугольником. Незначительные отличия в значениях по сравнению с 6 кВ кабелями обусловлены увеличенной толщиной изоляции, что немного изменяет условия теплоотдачи.

Таблица 14. Токовые нагрузки для одножильных кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 20 и 35 кВ

Ном. сечение жилы, мм2	Токовые нагрузки, А
	Медные жилы				Алюминиевые жилы
	Прокладка в земле		Прокладка на воздухе		Прокладка в земле		Прокладка на воздухе
	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником	в плоскости	треугольником
50	230	225	290	250	185	175	225	190
70	290	270	365	310	225	215	280	240
95	336	326	446	389	263	253	348	301
120	380	371	513	448	298	288	402	348
150	417	413	573	507	330	322	451	394
185	446	466	652	580	371	365	516	452
240	532	538	760	680	426	422	605	533
300	582	605	863	779	477	476	690	611
400	635	678	957	895	526	541	783	712
500	700	762	1081	1027	588	615	897	824
630	766	851	1213	1172	655	699	1023	953
800	830	942	1351	1325	722	782	1159	1096

Данные в этой таблице относятся к кабелям более высокого класса напряжения — 20 и 35 кВ. Эти кабели используются для построения магистральных питающих сетей крупных городов и промышленных предприятий. Увеличенная толщина изоляции, необходимая для работы при таких напряжениях, влияет на тепловые характеристики, что отражено в приведенных значениях. Таблица сохраняет детализацию по материалу жилы и способу прокладки (в плоскости/треугольником).

Таблица 15. Токовые нагрузки для трехжильных кабелей с изоляцией из СПЭ на напряжение 10, 20, 35 кВ

	Токовые нагрузки, А
Ном. сечение жилы, мм2	при прокладке в земле				При прокладке в воздухе
	С медными жилами		С алюминиевыми жилами		С медными жилами		С алюминиевыми жилами
	10 кВ	20,35	10 кВ	20,35	10 кВ	20,35	10 кВ	20,35
		кВ		кВ		кВ		кВ
50	207	207	156	161	206	215	159	163
70	253	248	193	199	255	264	196	204
95	300	300	233	233	329	331	255	256
120	340	341	265	265	374	376	291	292
150	384	384	300	300	423	426	329	331
185	433	433	338	339	479	481	374	375
240	500	500	392	392	562	564	441	442

Эта таблица обобщает данные для трехжильных кабелей (бронированных и небронированных) для всего диапазона средних напряжений (10, 20, 35 кВ). Она имеет сложную структуру, позволяющую выбрать значение тока в зависимости от сечения, материала жилы, номинального напряжения и способа прокладки (в земле/на воздухе). Небольшие различия в токах для разных напряжений при одинаковом сечении обусловлены конструктивными особенностями (толщиной изоляции), влияющими на общий тепловой баланс кабеля.

5.1. Кабели специального исполнения (не распространяющие горение, холодостойкие)

Для прокладки на объектах с повышенными требованиями к пожарной безопасности (например, в туннелях, на АЭС) или в регионах с суровым климатом применяются кабели специального исполнения. Оболочки таких кабелей изготавливаются из композиций, не распространяющих горение (исполнение "нг") или обладающих морозостойкостью (исполнение "ХЛ"). Эти модификации могут незначительно влиять на тепловые характеристики кабеля, поэтому производители предоставляют для них отдельные таблицы токовых нагрузок.

Таблица 16. Токовые нагрузки для одножильных кабелей из СПЭ, не распространяющих горение (6 и 10 кВ)

Номинальное сечение жилы кабеля, мм2	Ток при прокладке на воздухе, А
	С медной жилой при расположении		С алюминиевой жилой при расположении
	В плоскости	треугольником	В плоскости	Треугольником
50	290	240	225	185
70	360	300	280	230
95	448	387	349	300
120	515	445	403	346
150	574	503	452	392
185	654	577	518	450
240	762	677	607	531
300	865	776	693	609
400	959	891	787	710
500	1081	1025	900	822
630	1213	1166	1026	954
800	1349	1319	1161	1094

Данная таблица относится к кабелям, оболочка которых выполнена из материалов, препятствующих распространению горения при групповой прокладке (исполнение "нг"). Такие кабели обязательны к применению на многих промышленных и инфраструктурных объектах. Таблица приводит токовые нагрузки только для условия прокладки на воздухе, так как именно в таких условиях пожарная безопасность наиболее критична. Данные сгруппированы по материалу жилы и способу укладки (в плоскости/треугольником).

Таблица 17. Токовые нагрузки для трехжильных кабелей из СПЭ, не распространяющих горение (6 и 10 кВ)

Номинальное сечение жил кабеля, мм2	Ток при прокладке на воздухе, А
	с медными жилами		с алюминиевыми жилами
	6 кВ	10 кВ	6 кВ	10 кВ
50	213	206	165	159
70	263	255	204	196
95	319	329	248	255
120	366	374	285	291
150	413	423	321	329
185	471	479	368	374
240	550	562	432	441
300	630	635	495	501

Таблица содержит данные для трехжильных кабелей в пожаробезопасном исполнении ("нг"). Приводятся значения для прокладки на воздухе, с разделением по номинальному напряжению (6 и 10 кВ) и материалу жилы. Эта информация необходима для проектирования пожаробезопасных кабельных трасс на промышленных объектах, в торговых центрах и других местах массового скопления людей.

Таблица 18. Токовые нагрузки для одножильных кабелей из СПЭ, не распространяющих горение, в холодостойком исполнении (6 и 10 кВ)

Номинальное сечение жилы, мм2	Ток при прокладке на воздухе, А, кабеля на напряжение 6 и 10 кВ
	с медной жилой		с алюминиевой жилой
	в плоскости	Треугольником	в плоскости	Треугольником
35	250	203	188	155
50	290	240	225	185
70	360	300	280	230
95	448	387	349	300
120	515	445	403	346
150	574	503	452	392
185	654	577	518	450
240	762	677	607	531
300	865	776	693	609
400	959	891	787	710
500	1081	1025	900	822
630	1213	1166	1026	954
800	1349	1319	1161	1094

Данная таблица предназначена для кабелей, сочетающих в себе два важных свойства: пожаробезопасность ("нг") и способность сохранять эксплуатационные характеристики при экстремально низких температурах (исполнение "ХЛ"). Такие кабели незаменимы на объектах в арктической зоне и районах Крайнего Севера. Таблица приводит данные для прокладки на воздухе, где кабель подвергается воздействию низких температур.

Таблица 19. Токовые нагрузки для трехжильных кабелей из СПЭ, не распространяющих горение, в холодостойком исполнении (6 и 10 кВ)

Номинальное сечение жилы, мм2	Ток при прокладке на воздухе, А
	Кабеля с медными жилами		Кабеля с алюминиевыми жилами
	6 кВ	10 кВ	6 кВ	10 кВ
35	179	192	115	150
50	213	206	165	159
70	263	255	204	196
95	319	329	248	255
120	366	374	285	291
150	413	423	321	329
185	471	479	368	374
240	550	562	432	441
300	630	635	495	501

Таблица завершает раздел кабелей специального исполнения, предоставляя данные для трехжильных версий (бронированных и небронированных) с пожаробезопасными и холодостойкими свойствами. Данные сгруппированы по напряжению (6/10 кВ) и материалу жилы, что позволяет выбрать оптимальный кабель для трехфазных сетей в сложных климатических и эксплуатационных условиях.

5.2. Поправочные коэффициенты на условия эксплуатации

Все приведенные выше значения рассчитаны для стандартных температур. В реальных условиях температура окружающей среды может значительно отличаться, что требует введения поправочных коэффициентов. Также необходимо учитывать взаимный нагрев при прокладке нескольких кабелей в одной траншее и ухудшение теплоотвода при прокладке в трубах.

Таблица 20. Поправочные коэффициенты на температуру окружающей среды

Условия прокладки	Поправочные коэффициенты при температуре среды, °С
	-5	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
Земля	1,13	1,1	1,06	1,03	1,0	0,97	0,93	0,89	0,86	0,82	0,77	0,73
Воздух	1,21	1,18	1,14	1,11	1,07	1,04	1,0	0,96	0,92	0,88	0,83	0,78

Данная таблица является ключевым инструментом для адаптации стандартных значений токовых нагрузок к реальным условиям эксплуатации. Она содержит поправочные коэффициенты для различных температур окружающей среды (от -5 °C до +50 °C) при прокладке в земле и на воздухе. Если температура выше стандартной (+15 °C для земли, +25 °C для воздуха), коэффициент меньше единицы, что снижает допустимый ток. Если температура ниже, коэффициент больше единицы, что позволяет увеличить нагрузку.Допустимые токи кабеля в режиме перегрузки при прокладке в земле и на воздухе могут быть рассчитаны путем умножения значений, указанных в таблицах на коэффициент 1,17 при прокладке в земле и на коэффициент 1,20 при прокладке в воздухе.Допустимые токи кабелей, проложенных в земле в трубах длиной более 10 м, должны быть уменьшены путем умножения значений токов, указанных в таблицах, на коэффициент 0,94, если одножильные кабели проложены в отдельных трубах, и на коэффициент 0,9, если три одножильных кабеля проложены в одной трубе.

Таблица 21. Поправочные коэффициенты при групповой прокладке кабелей в земле

Расстояние между кабелями в свету, мм	Коэффициент при числе кабелей
	1	2	3	4	5	6
100	1	0,90	0,85	0,80	0,78	0,75
200	1	0,92	0,87	0,84	0,82	0,81
300	1	0,93	0,90	0,87	0,86	0,85

При прокладке нескольких кабельных линий в одной траншее они взаимно нагревают друг друга, ухудшая общий теплоотвод. Эта таблица содержит понижающие коэффициенты, которые необходимо применять в зависимости от количества параллельно проложенных кабелей и расстояния между ними "в свету" (от 100 до 300 мм). Чем больше кабелей и чем ближе они друг к другу, тем меньше коэффициент и тем ниже допустимая нагрузка на каждый кабель.

5.3. Допустимые токи КЗ для кабелей среднего напряжения

Таблица 22. Допустимые токи односекундного КЗ для кабелей с изоляцией из СПЭ (6-35 кВ)

Номинальное сечение жилы, мм2	Допустимый ток односекундного короткого замыкания, кА, кабеля
	С медной жилой	С алюминиевой жилой
35	5,0	3,3
50	7,15	4,7
70	10,0	6,6
95	13,6	8,9
120	17,2	11,3
150	21,5	14,2
185	26,5	17,5
240	34,3	22,7
300	42,9	28,2
400	57,2	37,6
500	71,5	47,0
630	90,1	59,2
800	114,4	75,2

Данная таблица содержит значения термической стойкости для кабелей среднего напряжения с изоляцией из СПЭ. Токи КЗ в этих сетях значительно выше, чем в сетях 0,4 кВ, поэтому проверка кабеля на стойкость к токам КЗ является обязательным этапом проектирования. Расчет произведен для начальной температуры жилы +90 °C и предельной температуры при КЗ +250 °C.

Таблица 23. Допустимые токи односекундного КЗ в медных экранах кабелей 6-35 кВ

Номинальное сечение медного экрана, мм2	Ток односекундного короткого замыкания, кА, не более
16	3,3
25	5,1
35	7,1
50	10,2
70	14,2

При однофазном коротком замыкании на землю в сетях с заземленной нейтралью значительная часть тока протекает по металлическому экрану кабеля. Поэтому экран также должен быть проверен на термическую стойкость. В этой таблице приведены допустимые токи односекундного КЗ для медных экранов различного сечения. Сечение экрана должно быть выбрано таким образом, чтобы выдерживать ожидаемые токи КЗ на землю.

6. Самонесущие изолированные провода (СИП)

СИП — это современное решение для воздушных линий электропередачи низкого и среднего напряжения, пришедшее на смену неизолированным проводам. Изоляция из светостабилизированного сшитого полиэтилена обеспечивает высокую надежность, безопасность и снижает эксплуатационные расходы.

Таблица 24. Допустимые токовые нагрузки и токи КЗ для проводов СИП

Номинальное сечение основных жил, мм2	Допустимый ток нагрузки, А, не более			Допустимый ток односекундного короткого замыкания, кА, не более
	Самонесущих изолированных проводов	Защищенных проводов		Самонесущих изолированных проводов	Защищенных проводов
		20 кВ	35 кВ
16	100	-	-	1,5	-
25	130	-	-	2,3	-
35	160	200	220	3,2	3,0
50	195	245	270	4,6	4,3
70	240	310	340	6,5	6,0
95	300	370	400	8,8	8,2
120	340	430	460	10,9	10,3
150	380	485	520	13,2	12,9
185	436	560	600	16,5	15,9
240	515	600	670	22,0	20,6

Таблица содержит ключевые параметры для самонесущих изолированных проводов (СИП) и защищенных проводов для ВЛ на 20 и 35 кВ. В ней объединены два важнейших параметра: длительно допустимый ток нагрузки и ток односекундного короткого замыкания. Это позволяет инженерам комплексно подходить к выбору провода, оценивая его как для нормального, так и для аварийного режима работы. Данные сгруппированы по номинальному сечению основных жил.

7. Кабели гибкие (марки КГ и аналогичные)

Гибкие кабели предназначены для присоединения передвижных механизмов, электроинструмента и другого нестационарного оборудования. Их ключевая особенность — многопроволочные жилы высокого класса гибкости и эластичная резиновая изоляция и оболочка. Токовые нагрузки для них нормируются при температуре +25°С.

Таблица 25. Токовые нагрузки для гибких кабелей различных марок

Сечение основных жил, мм2	Токовые нагрузки, А, не более, для кабелей:
	с одной жилой	с двумя основными, с жилой заземления или нулевой и без них	с тремя основными, с жилой заземления или нулевой и без них	с тремя основными, с жилой заземления или нулевой и без них, с одной или двумя вспомогательными жилами	с четырьмя основными жилами	с пятью основными жилами
0,75	-	22	22	-	-	-
1,0	-	26	24	-	20	20
1,5	-	30	30	27	25	25
2,5	60	40	40	35	35	30
4	80	55	50	45	45	40
6	100	60	60	60	55	50
10	135	90	80	80	75	70
16	175	115	105	100	95	95
25	220	145	135	130	125	115
35	270	180	165	160	150	140
50	330	220	205	200	180	175
70	400	260	250	235	220	210
95	465	300	290	270	260	250
120	535	350	335	320	300	290
150	610	400	385	370	350	-
185	680	450	430	410	400	380
240	800	600	610	600	560	510
300	910	-	-	-	-	-
400	1060	-	-	-	-	-

В данной таблице сведены данные для широкого спектра гибких кабелей (КГ, КГН, КПГ и др.) с резиновой изоляцией. Особенностью таблицы является группировка данных по полной конструкции кабеля: не только по количеству основных жил (от 1 до 5), но и с учетом наличия жилы заземления/нулевой и вспомогательных жил. Это отражает реальные условия эксплуатации, так как общая конструкция кабеля влияет на его теплоотдачу. Для кабелей в теплостойком исполнении указана возможность увеличения нагрузки на 10%.

Таблица 26. Токовые нагрузки для кабелей марки КГ на напряжение 380 В

Номинальное сечение основных жил, мм2	Токовые нагрузки, А, не более, для кабелей марки КГ на 380 В
	с одной жилой	с двумя основными жилами и жилой заземления или нулевой и без них	с тремя основными жилами и жилой заземления или нулевой и без них	с четырьмя основными жилами	с пятью основными жилами
0,75	-	21		-	-
1,0	-	25	23	19
1,5	-	29		24
2,5	57	38		33	29
4	76	52	48	43	38
6	95	57		52	48
10	128	86	76	71	67
16	166	109	100	90	86
25	209	138	128	119	109
35	257	171	157	143	133
50	314	209	195	171	166
70	380	247	238	209	200
95	442	285	276	247	238
120	508	333	318	-	-

Эта таблица является частным случаем предыдущей и конкретизирует данные для наиболее распространенного гибкого кабеля марки КГ на напряжение 380 В (в сетях 0,4 кВ). Данные представлены для разного числа основных жил (от 1 до 5), что позволяет точно подобрать кабель для подключения как однофазных, так и трехфазных передвижных электроприемников.

8. Интересные факты по теме

 
• Эффект вытеснения тока (скин-эффект): На переменном токе высокой частоты, а также в проводниках большого сечения на промышленной частоте 50 Гц, ток имеет тенденцию протекать преимущественно по поверхности проводника. Это увеличивает эффективное сопротивление жилы и несколько снижает ее пропускную способность по сравнению с расчетом для постоянного тока.
 
• Эффект близости: Когда два проводника с переменным током расположены близко друг к другу, их магнитные поля взаимодействуют. Если токи текут в противоположных направлениях, они "притягиваются" к ближним сторонам проводников. Если в одном направлении — "отталкиваются" к дальним. Это также приводит к неравномерному распределению плотности тока и дополнительным потерям.
 
• Запас в 25%: В американской электротехнической практике (согласно National Electrical Code, NEC) принято выбирать сечение проводника таким образом, чтобы длительная нагрузка не превышала 80% от его номинальной пропускной способности. Это создает дополнительный запас надежности.
 
• Почему алюминий вернулся?: В СССР в 1970-80х годах был период массового использования алюминиевой проводки в жилых домах. Из-за проблем с окислением и ползучестью контактов это привело к большому количеству пожаров. Современные алюминиевые сплавы (например, серии 8ххх), используемые в силовых кабелях, лишены этих недостатков и являются безопасной и экономичной альтернативой меди для стационарной прокладки.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

 

1. Почему допустимый ток для кабеля в земле часто выше, чем на воздухе?

 

Это связано с лучшим теплоотводом. Грунт, особенно влажный, имеет более высокую теплопроводность по сравнению с воздухом. Он эффективнее "забирает" тепло от кабеля, позволяя пропустить по нему больший ток при сохранении той же температуры жилы. Однако в сухом песчаном грунте ситуация может быть обратной.

 

2. Что произойдет, если длительно нагружать кабель током, превышающим допустимый?

 

Это приведет к перегреву жилы выше предельной температуры для изоляции. Изоляция начнет ускоренно "стареть" — терять эластичность, трескаться, ее диэлектрические свойства ухудшатся. В конечном итоге это приведет к пробою изоляции и короткому замыканию.

 

3. Почему для четырехжильного кабеля допустимый ток ниже, чем для трехжильного того же сечения?

 

Потому что в четырех- и пятижильных кабелях (при симметричной нагрузке) по всем жилам протекает рабочий ток. Это приводит к большему суммарному тепловыделению внутри кабеля по сравнению с трехжильным кабелем (где может быть одна жила заземления/нулевая с меньшим током). Условия охлаждения для центральных жил в плотной скрутке ухудшаются, что и требует снижения общей токовой нагрузки.

 

4. Как правильно использовать поправочные коэффициенты?

 

Нужно взять базовое значение допустимого тока из таблицы (для стандартных условий) и последовательно умножить его на все применимые поправочные коэффициенты. Например, при прокладке 3 кабелей в траншее (k=0.85) при температуре грунта +30°С (k=0.89), итоговый допустимый ток будет: I_{доп_реальн} = I_{доп_табл} · 0.85 · 0.89.

 

5. В каких случаях предпочтительнее кабель с изоляцией из СПЭ, а в каких — из ПВХ?

 

СПЭ предпочтителен: в сетях 6 кВ и выше; при высоких токовых нагрузках, где он позволяет сэкономить на сечении; на ответственных объектах с высокими требованиями к надежности; при прокладке в условиях высоких температур. ПВХ является экономически оправданным решением: в сетях 0,4 кВ с умеренными нагрузками; в цепях управления и освещения; там, где требуется повышенная гибкость кабеля; при ограниченном бюджете проекта.

Заключение

Представленный материал является комплексным инженерным руководством по определению допустимых токовых нагрузок для широкого спектра кабельно-проводниковой продукции. Анализ табличных данных, основанных на ГОСТ 31996-2012 и данных производителей, показывает строгую зависимость пропускной способности кабеля от множества факторов: материала токопроводящей жилы и изоляции, конструктивного исполнения, напряжения, а также условий окружающей среды и способа монтажа.Ключевым выводом является демонстрация преимуществ современных материалов, в частности, изоляции из сшитого полиэтилена (СПЭ), которая позволяет значительно увеличить длительно допустимые токи и термическую стойкость при коротких замыканиях по сравнению с традиционным ПВХ-пластикатом. Это открывает возможности для оптимизации проектов электроснабжения, позволяя передавать большие мощности при меньших сечениях проводников.