Кабели с оболочкой из стали

Кабели со стальной оболочкой представляют собой специализированный класс кабельно-проводниковой продукции, где в качестве внешнего защитного слоя используется сталь. Эта конструкция предназначена для работы в самых суровых условиях, где обычные кабели не способны обеспечить необходимую долговечность и надежность. Стальная оболочка служит одновременно и механическим щитом, и барьером от агрессивных сред.

1. Конструкция кабеля со стальной оболочкой: Слои защиты

Конструкция такого кабеля напоминает «сэндвич», где каждый слой выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

• Материал: Медь или алюминий. Медь предпочтительнее для высоких токовых нагрузок и коррозионной стойкости.
• Строение: Однопроволочная или многопроволочная, в зависимости от требований к гибкости.

2. Изоляция жил

• Материал:
  • Сшитый полиэтилен (XLPE): Для высоких температур (до +90°C) и напряжений.
  • ПВХ (Поливинилхлорид): Для стандартных условий.
  • Этиленпропиленовая резина (EPR): Для повышенной гибкости и стойкости к влаге.
  • Минеральная (MgO): В кабелях с минеральной изоляцией (МИК).

3. Заполнитель и поясная изоляция

• Заполнение пустот для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

4. Стальная оболочка (Ключевой элемент)

• Виды и назначение:
  • Гладкая герметичная оболочка: Изготавливается из непрерывно сварной стальной трубки. Обеспечивает абсолютную защиту от влаги, газов и механических воздействий. Часто используется для кабелей, прокладываемых непосредственно в земле или под водой.
  • Гофрированная стальная оболочка: Более гибкая, чем гладкая. Легче поддается изгибу при прокладке трасс сложной формы.
  • Броня из стальных оцинкованных проволок (БК): Защищает в основном от растягивающих усилий. Применяется в подвесных линиях и кабелях для шахт.
  • Броня из стальных оцинкованных лент (Бл): Классическая броня (например, в кабелях типа АСБл, СБл). Защищает от сдавливания и ударов.

5. Защитный внешний шланг

• Назначение: Защита стальной оболочки от коррозии.
• Материалы:
  • Полиэтилен (PE): Высокая стойкость к влаге и химикатам. Идеален для прокладки в земле.
  • Поливинилхлорид (ПВХ): Универсальный материал для различных условий.
  • Резина: Для повышенной гибкости.

6. Дополнительные элементы (в зависимости от модификации)

• Экран: Из медных или алюминиевых проволок/лент для защиты от электромагнитных помех.
• Гидробарьер: Слой, предотвращающий продольное распространение влаги вдоль кабеля.

2. Основные типы и марки кабелей со стальной оболочкой

1. Кабели с минеральной изоляцией (МИК / MICC / MgO)

• Конструкция: Медные жилы, уплотненная минеральная (магнезиальная) изоляция, медная оболочка.
• Пример марки: МКЭКх (где «х» — тип внешней защиты).
• Преимущества:
  • Огнестойкость (FR): Работоспособность в пламени до +1000°C в течение 2-3 часов.
  • Влагостойкость: Абсолютная герметичность.
  • Долговечность: Срок службы более 50 лет.
• Применение: Системы противопожарной защиты (АСПС, СОУЭ, дымоудаление), ответственные объекты (АЭС, метро).

2. Бронированные кабели с пластмассовой изоляцией

• Примеры марок:
  • ВБбШв: Медный, с ПВХ изоляцией, с броней из стальных лент, в ПВХ шланге. «Рабочая лошадка» для прокладки в земле.
  • ПвБбШв: С изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный. Для сетей среднего напряжения (6-35 кВ).
  • АСБл: Алюминиевый, с бумажной пропитанной изоляцией, с броней из стальных лент. Устаревший, но еще встречающийся тип для высоких напряжений.

3. Кабели в гладкой или гофрированной стальной оболочке

• Пример марки: КВБШв (кабель в броне из стальной гофрированной ленты).
• Преимущество: Гофрирование придает высокую гибкость и стойкость к многократным изгибам.

3. Преимущества и недостатки

Преимущества:

1. Высокая механическая прочность: Защита от сдавливания грунтом, ударов лопатой или техникой, растяжения, вибрации.
2. Защита от грызунов: Стальная оболочка непреодолима для крыс, мышей и других вредителей.
3. Стойкость к внешним воздействиям: Не боится ультрафиолета, перепадов температур, многих химикатов.
4. Защита от электромагнитных помех: Стальная оболочка выполняет функцию экрана.
5. Пожаростойкость: Особенно у МИК-кабелей.
6. Долгий срок службы: До 50 лет и более при правильной прокладке.

Недостатки:

1. Высокая стоимость: Значительно дороже небронированных аналогов.
2. Большой вес и радиус изгиба: Требуют специального оборудования для транспортировки и прокладки.
3. Сложность монтажа: Для разделки и оконцевания требуется специальный инструмент и высокая квалификация персонала (особенно для МИК-кабелей).
4. Риск коррозии: При повреждении внешнего защитного шланга стальная броня может корродировать.

4. Области применения

Кабели со стальной оболочкой используются там, где надежность является приоритетом:

1. Прокладка в земле (траншеях): Основная сфера применения бронированных кабелей (ВБбШв, ПвБбШв). Защита от давления грунта и земляных работ.
2. Объекты с высоким риском механических повреждений: Промышленные цеха, шахты, карьеры, порты.
3. Взрывоопасные зоны: Защита от повреждений, которые могут привести к искрению.
4. Системы безопасности: Аварийное освещение, пожарная сигнализация, эвакуационные системы (здесь лидируют МИК-кабели).
5. Подводные переходы: Специальные кабели с герметичной стальной оболочкой.
6. Вертикальные трассы: Кабели с броней из проволок для компенсации собственного веса.

5. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Заземление брони: Бронеленты или проволоки обязательно должны быть заземлены с обеих сторон кабеля. Это требование ПУЭ (Правил Устройства Электроустановок) для безопасности.
2. Защита от коррозии: Необходимо тщательно проверять целостность внешнего шланга при прокладке. В агрессивных грунтах применяют кабели с усиленной защитой (например, с шлангом из полиэтилена).
3. Учет радиуса изгиба: Минимальный радиус изгиба строго регламентирован (обычно не менее 10-15 наружных диаметров кабеля). Нарушение ведет к необратимой деформации и повреждению изоляции.
4. Прокладка в земле: Обязательна песчаная подушка и засыпка, а также укладка сигнальной ленты.
5. Соединение и оконцевание: Требуют использования специальных кабельных муфт, обеспечивающих герметизацию и заземление брони.

Заключение

Кабели со стальной оболочкой — это решение для задач, где требования к надежности и безопасности превышают все остальные. Их применение оправдано на критически важных объектах, в условиях сильных механических воздействий и при прокладке в сложной внешней среде.

Выбор между гладкой оболочкой, гофрированной броней или ленточной броней зависит от конкретных условий прокладки и эксплуатации. Несмотря на высокую первоначальную стоимость и сложность монтажа, их долговечность и бесперебойная работа многократно окупают все затраты, предотвращая аварии и простои. Это «непобедимая тяжелая кавалерия» в мире кабельно-проводниковой продукции.