Кабели экранированные пятижильные

Кабели экранированные пятижильные: конструкция, стандарты и применение

Экранированный пятижильный кабель представляет собой сложное электротехническое изделие, предназначенное для передачи электроэнергии или сигналов в условиях воздействия сильных электромагнитных помех. Его ключевая особенность – наличие пяти изолированных токопроводящих жил, объединенных общей оболочкой и защищенных экраном. Основное функциональное назначение такой конструкции – обеспечение симметричной трехфазной системы (жилы L1, L2, L3), нейтрального проводника (N) и защитного заземления (PE) в одном кабеле, что соответствует требованиям современных систем электроснабжения (TN-S, TN-C-S). Экранирование, выполненное из медной или алюминиевой фольги и/или оплетки, минимизирует излучение электромагнитных полей от самого кабеля и защищает передаваемые сигналы от внешних наводок.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция пятижильного экранированного кабеля является многослойной и строго регламентированной. Каждый слой выполняет конкретную электротехническую и механическую функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из меди (высокая проводимость, гибкость, стойкость к окислению) или алюминия (меньший вес и стоимость). Жилы могут быть монолитными (однопроволочными) для стационарной прокладки или гибкими (многопроволочными) для подключения подвижного оборудования. Сечение жил нормируется по ГОСТ, IEC 60228 или другим стандартам. В силовых кабелях сечение нулевой жилы (N) и жилы заземления (PE) может быть равным фазному (полносечение) или редуцированным (например, 3×120+2×70), что зависит от расчетных токов несимметрии и требований к защитному заземлению.
• Изоляция жил: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, сшитого полиэтилена (XLPE), резины или других полимеров. Изоляция обеспечивает электрическую прочность, предотвращает межфазное замыкание и имеет цветовую маркировку согласно ПУЭ и МЭК: желто-зеленый – PE, голубой/синий – N, коричневый, черный, серый – фазные жилы L1, L2, L3.
• Экран: Является критически важным элементом. Выполняется в виде продольно наложенной медной или алюминиевой фольги с дренажным проводником (луженой медной проволокой) или оплетки из медных луженых проволок, либо их комбинации. Экран обеспечивает симметрию электрического поля вокруг жил, снижает индуктивность и емкость, защищает от внешних электромагнитных помех и ограничивает излучение кабеля, что важно для соответствия нормам электромагнитной совместимости (ЭМС).
• Поясная изоляция: Слой, скручивающий изолированные жилы в единый сердечник. Может быть выполнен в виде ленты или общей обмотки.
• Внешняя оболочка: Защищает всю внутреннюю конструкцию от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и ультрафиолета. Материал – ПВХ, полиэтилен, резина, безгалогенные составы (LSZH). Оболочка имеет маркировку с указанием производителя, типа кабеля, сечения, количества жил и стандарта.

Классификация и основные типы

Пятижильные экранированные кабели классифицируются по нескольким ключевым параметрам, определяющим область их применения.

По назначению:

• Силовые кабели: Предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках. Рабочее напряжение: 0.66 кВ, 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ и выше. Основные марки в РФ: ВВГЭнг(А)-LS (с изоляцией и оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности), ПвПГЭнг(А)-LS (с изоляцией из сшитого полиэтилена). По ГОСТ 31996-2012 экран обозначается индексом «Э».
• Кабели управления: Для цепей контроля, сигнализации и управления в условиях помех. Марки: КВВГЭнг, КГЭВнг. Имеют жилы малого сечения (от 0.75 мм²), часто многожильные.
• Инструментальные и контрольные кабели: Для подключения датчиков, измерительных приборов, передачи аналоговых и цифровых сигналов в системах АСУ ТП. Отличаются повышенными требованиями к точности экранирования.

По типу экрана:

• Экран из медной оплетки (покрытие 60-85%). Обеспечивает хорошую гибкость и защиту от низкочастотных помех.
• Экран из алюмополимерной ленты (фольги). Полное покрытие по длине, эффективно против высокочастотных помех.
• Комбинированный экран (фольга + оплетка). Обеспечивает максимальную степень защиты в широком частотном диапазоне.

Области применения

Применение пятижильных экранированных кабелей обусловлено требованиями к электробезопасности, надежности и ЭМС.

• Промышленные электросети: Питание трехфазных электродвигателей, станков с ЧПУ, промышленных роботов, где присутствуют мощные коммутационные помехи.
• Объекты инфраструктуры: Питание и резервирование систем вентиляции, аварийного освещения, лифтов в зданиях, торговых центрах, больницах.
• Энергетика: Подключение вспомогательного оборудования на подстанциях, в генераторных установках.
• Системы автоматизации (АСУ ТП): Организация цепей питания и управления для программируемых логических контроллеров (ПЛК), частотных преобразователей, датчиков в условиях производственных электромагнитных помех.
• Судостроение и авиация: Специальные кабели с повышенной стойкостью к вибрации, влаге и солевым туманам.

Нормативная база и стандарты

Производство и применение кабелей регламентируется обширным набором документов.

Стандарт	Область регулирования
ГОСТ 31996-2012	Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Основной документ в РФ.
ПУЭ (Глава 1.3, 2.1, 7.1)	Правила устройства электроустановок. Определяют требования к прокладке, заземлению экранов, выбору сечений.
IEC 60228	Конструкция токопроводящих жил (международный аналог ГОСТ 22483).
IEC 60502-1, -2	Стандарты на силовые кабели с экструдированной изоляцией на напряжение до 30 кВ.
IEC 61034, IEC 60332	Испытания на дымовыделение и распространение пламени.
Технический регламент ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011	Требования к электромагнитной совместимости и безопасности низковольтного оборудования.

Расчет и выбор кабеля

Выбор пятижильного экранированного кабеля – комплексная инженерная задача.

1. Определение номинального напряжения: U₀/U (U_m). Например, 0.6/1 кВ.
2. Расчет сечения по допустимому длительному току: Выполняется по ПУЭ (Глава 1.3) с учетом способа прокладки (в земле, в воздухе, в трубе), температуры окружающей среды, количества кабелей в пучке. Используются таблицы ПУЭ или данные производителя.
3. Проверка по потере напряжения: Особенно важно для длинных линий.
4. Проверка по условиям короткого замыкания: Термическая стойкость к току КЗ.
5. Выбор типа изоляции и оболочки: Условия эксплуатации (температура, химическая агрессивность, пожароопасность) определяют материал (ПВХ, XLPE, LSZH).
6. Определение конструкции экрана: Исходя из уровня электромагнитных помех в месте прокладки и требований к ЭМС.
7. Учет необходимости заземления экрана: Экран должен быть заземлен с двух сторон для эффективной работы на высоких частотах. В сетях с частотой 50 Гц допускается заземление с одной стороны для предотвращения циркулирующих токов, но это снижает эффективность экранирования.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж экранированных кабелей требует соблюдения специальных правил.

• Радиус изгиба: Ограничивается для предотвращения повреждения изоляции, жил и экрана. Обычно не менее 10-15 наружных диаметров кабеля.
• Заземление экрана: Должно выполняться с помощью специальных концевых заделок или соединительных муфт, обеспечивающих надежный электрический контакт по всей окружности экрана. Дренажный проводник должен быть присоединен к контуру заземления.
• Прокладка в магнитопроводах (лотках, коробах): При параллельной прокладке нескольких силовых экранированных кабелей рекомендуется их симметричное расположение для компенсации магнитных полей.
• Защита от механических повреждений: При прокладке в земле – в трубах или с сигнальной лентой; при открытой прокладке – на высоте не менее 2 м или в коробах.
• Маркировка: Концы кабелей должны быть промаркированы бирками с указанием назначения, сечения, номера линии.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальное отличие кабеля 5×10 от кабеля 3×10+2×6?

Кабель 5×10 имеет все пять жил одинакового сечения (10 мм²). Кабель 3×10+2×6 имеет три фазные жилы сечением 10 мм², а нулевую (N) и заземляющую (PE) – сечением 6 мм². Второй вариант применяется, когда расчетные токи в нейтрали и токи КЗ не требуют полного сечения, что позволяет экономить материал и снижать стоимость и вес кабеля. Выбор определяется проектом в соответствии с ПУЭ.

Обязательно ли заземлять экран с двух сторон?

Для эффективного подавления высокочастотных помех (от частотных преобразователей, импульсных блоков питания) – да, экран должен быть заземлен с двух сторон, образуя замкнутый контур. Для силовых линий на промышленной частоте 50 Гц, где основной риск – наводки от соседних линий, допускается одностороннее заземление для предотвращения протекания по экрану циркулирующих токов, вызванных несимметрией. Решение принимается на основе анализа конкретной электромагнитной обстановки.

Можно ли использовать экранированный кабель в быту?

Как правило, нет. В стандартных жилых и офисных зданиях уровень электромагнитных помех не требует применения дорогостоящих экранированных кабелей. Их использование оправдано только в специализированных помещениях (домашние кинотеатры высокого класса, серверные) или для подключения мощного трехфазного оборудования (например, станка в частной мастерской). Основная сфера применения – промышленность.

Как проверить целостность экрана после монтажа?

Целостность экрана проверяется мегомметром на сопротивление изоляции между экраном и каждой жилой, а также между экраном и землей. Сопротивление должно соответствовать нормам (как правило, не менее 0.5 МОм). Также проверяется непрерывность экрана – измерение сопротивления постоянному току между его концами (оно должно быть очень низким).

Что означает маркировка «нг(А)-LS» в названии кабеля?

Это обозначение указывает на свойства пониженной пожарной опасности: «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке, «(А)» – высшая категория по испытаниям на нераспространение горения (по ГОСТ 53315), «LS» (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре. Такие кабели обязательны для прокладки в общественных зданиях, на транспорте, в тоннелях.

Чем отличается экран из оплетки от экрана из фольги?

Медная оплетка обеспечивает лучшее экранирование на низких частотах (до 1 МГц), более механически прочна, лучше заземляется. Алюмополимерная фольга дает почти 100% покрытие и более эффективна на высоких частотах (более 1 МГц), но менее устойчива к многократным изгибам. Комбинированный экран (фольга+оплетка) объединяет преимущества обоих типов.

Заключение

Пятижильные экранированные кабели являются специализированным, технически сложным продуктом, применение которого строго обусловлено требованиями электробезопасности, надежности и электромагнитной совместимости в промышленных и критически важных объектах. Правильный выбор, монтаж и заземление такого кабеля требуют от специалиста глубоких знаний нормативной базы, принципов работы экранирования и условий конкретной эксплуатации. Несоблюдение этих правил может свести на нет все преимущества экранированной конструкции и привести к сбоям в работе чувствительного электрооборудования или создать риски для безопасности системы в целом.