Кабели экранированные негорючие

Кабели экранированные негорючие: конструкция, стандарты и области применения

Экранированные негорючие кабели представляют собой специализированный класс кабельной продукции, объединяющий две ключевые характеристики: наличие электромагнитного экрана и способность к самостоятельному затуханию при возникновении открытого пламени. Эти кабели предназначены для обеспечения бесперебойной и безопасной работы систем электроснабжения, автоматизации, связи и управления в условиях повышенных требований к пожарной безопасности и электромагнитной совместимости (ЭМС). Их применение критически важно на объектах с массовым пребыванием людей, в высотных зданиях, на промышленных предприятиях, в транспортной инфраструктуре и объектах энергетики.

Конструктивные особенности экранированных негорючих кабелей

Конструкция таких кабелей является многослойной, где каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Основные компоненты включают:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки (как правило, по ГОСТ 22483 или IEC 60228). Для гибких кабелей используется многопроволочная скрутка. Сечение жил варьируется от 0.5 до 240 мм² и более, в зависимости от назначения.
• Изоляция жил: Выполняется из полимерных композиций с пониженной горючестью и малым дымо- газовыделением. Наиболее распространены материалы на основе сшитого полиэтилена (XLPE) или композиций из полиолефинов, не содержащих галогенов (LSZH — Low Smoke Zero Halogen). Изоляция обеспечивает электрическую прочность и устойчивость к термическому воздействию.
• Экран: Ключевой элемент для защиты от электромагнитных помех. Выполняется в виде оплетки из медных луженых проволок, медной фольги (ламинированной алюминиевой или полиэфирной пленкой для механической прочности) или комбинации оплетки и фольги. Экран должен иметь низкое переходное сопротивление и обеспечивать покрытие не менее 65-85% для эффективного подавления помех. Для силовых кабелей на среднее и высокое напряжение экран выполняет также функцию выравнивания электрического поля.
• Поясная изоляция и разделительные слои: Могут применяться для фиксации экрана или в качестве барьера между экраном и внешней оболочкой.
• Внешняя оболочка: Определяет основные негорючие свойства кабеля. Изготавливается из специальных полимерных композиций (ПВХ пластикат пониженной горючести, безгалогенных композиций LSZH, полиолефинов). Оболочка придает кабелю механическую, химическую и термическую стойкость, а также обеспечивает выполнение требований по нераспространению горения при одиночной и групповой прокладке.
• Наполнители и армирующие элементы: Для придания кабелю круглой формы и механической стойкости могут использоваться негорющие наполнители из стекловолокна или полимерных нитей. В некоторых конструкциях присутствует броня из стальных оцинкованных лент или проволок, которая также повышает стойкость к распространению горения.

Классификация по степени пожарной опасности и стандарты

В Российской Федерации требования к негорючим кабелям регламентируются Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности (ФЗ-123) и серией стандартов ГОСТ Р МЭК 60332. Ключевыми показателями являются:

• Не распространяющие горение при одиночной прокладке (ГОСТ Р МЭК 60332-1-2): Кабель, проложенный одиночно, не должен поддерживать горение после удаления источника огня.
• Не распространяющие горение при групповой прокладке (ГОСТ Р МЭК 60332-3): Категории A, B, C, D в зависимости от объема горючего материала на метр длины и способности к распространению пламени. Категория А – наивысшая.
• Огнестойкость: Способность кабеля сохранять работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени (например, 30, 60, 90, 120, 180 минут). Обозначается индексом E (сохранение целостности цепи) и часто дополняется индексом I (сохранение изоляции) по ГОСТ Р 53315 или IEC 60331.
• Пониженное дымо- и газовыделение: Кабели с индексом «нг(А)-LS» (по ГОСТ 31565) или «нг(А)-FRLS» (огнестойкие) выделяют минимальное количество дыма (коэффициент дымопоглощения не более 50%) и коррозионно-активных газовых продуктов (водородный показатель pH > 4,3, проводимость < 10 мкСм/мм). Безгалогенные кабели (нг(А)-HFLS) практически не выделяют галогенов.

Сравнительная таблица основных категорий пожарной безопасности кабелей

Обозначение по ГОСТ 31565-2012	Распространение горения при групповой прокладке	Дымо- газовыделение	Типичные области применения
нг(А)-LS	Категория А (наивысшая стойкость)	Пониженное (LS)	Общественные здания, торговые центры, офисные комплексы
нг(А)-FRLS	Категория А	Пониженное (LS)	Системы противопожарной защиты, эвакуационное освещение, лифты в ЧС
нг(В)-LS	Категория В	Пониженное (LS)	Промышленные линии питания и управления
ППГнг(А)-HF	Категория А	Безгалогенное (HF)	Метро, тоннели, атомные станции, объекты ВМФ

Типы экранов и их эффективность

Выбор типа экрана определяется характером электромагнитных помех, требованиями к гибкости кабеля и условиями монтажа.

• Экран из медной фольги (Foil shield): Представляет собой алюминиевую или медную фольгу, ламинированную полиэфирной пленкой. Обеспечивает 100% покрытие по длине и эффективную защиту от высокочастотных помех. Недостаток – низкая механическая прочность и ограниченная гибкость. Часто комбинируется с дренажным проводником.
• Оплеточный экран (Braid shield): Выполняется в виде оплетки из медных луженых проволок. Обеспечивает хорошую защиту от низко- и среднечастотных помех, высокую механическую прочность и гибкость. Покрытие обычно составляет 65-85%. Имеет более высокое сопротивление постоянному току по сравнению с фольгой.
• Комбинированный экран (Foil + Braid): Сочетает преимущества обоих типов: 100% покрытие фольгой и механическую прочность/лучшее заземление оплетки. Обозначается как SF/UTP (для витых пар) или общий экран в силовых кабелях. Наиболее эффективен против широкого спектра помех.
• Экран из проводящего полимера: Применяется реже, в основном в кабелях связи. Представляет собой слой полимера с добавлением углерода или металлических частиц.

Эффективность экранирования измеряется в децибелах (дБ) и показывает, во сколько раз экран ослабляет напряженность электромагнитного поля. Для качественных кабелей эта величина в relevant частотном диапазоне должна превышать 60-80 дБ.

Области применения и правила монтажа

Экранированные негорючие кабели применяются в следующих ключевых сферах:

• Объекты энергетики: АЭС, ТЭЦ, ГЭС, распределительные подстанции. Здесь используются силовые экранированные кабели на напряжение до 35 кВ и выше с огнестойкой изоляцией (например, ПвПнг(А)-FRLS 1 кВ), а также кабели для систем управления и защиты.
• Транспортная инфраструктура: Метрополитен, железнодорожные тоннели, аэропорты. Применяются кабели категории ППГнг(А)-HF, часто с бронепокровом, для питания, освещения, сигнализации и систем вентиляции.
• Центры обработки данных (ЦОД): Для разводки питания (кабели типа ВВГнг(А)-LS, NYM-J) и структурированных кабельных систем (экранированные витые пары категории 6A F/UTP, S/FTP с оболочкой LSZH).
• Промышленные предприятия: В цехах с мощным электрооборудованием, создающим помехи, для подключения частотных преобразователей, сервомоторов, систем АСУ ТП (кабели управления, например, КВВГЭнг(А)-LS).
• Системы безопасности и противопожарной защиты: Питание и сигнализация для систем пожарной сигнализации, дымоудаления, оповещения и эвакуационного освещения. Используются исключительно огнестойкие кабели (нг(А)-FRLS).

Правила монтажа: При прокладке экранированных кабелей необходимо обеспечить непрерывность экрана по всей длине линии и его надежное заземление в одной точке (во избежание контурных токов) или в нескольких, в зависимости от типа помех и частоты. Для монтажа в пучках (групповая прокладка) следует руководствоваться нормами, указанными в технических условиях на кабель, соблюдая допустимое количество кабелей в пучке и способ прокладки (лотки, короба, кабельные конструкции).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями «нг-LS» и «нг-HF»?

Кабели с индексом «нг-LS» (Low Smoke) имеют пониженное дымо- и газовыделение, но в составе оболочки и изоляции могут содержать галогены (хлор, фтор и др.), которые при горении образуют коррозионно-активные и токсичные соединения. Кабели «нг-HF» (Halogen Free) полностью не содержат галогенов в полимерной композиции, что делает их дым менее едким и опасным для людей и оборудования. Кабели HF обязательны для закрытых помещений с ограниченным воздухообменом и массовым пребыванием людей.

Обязательно ли заземлять экран кабеля с двух сторон?

Для защиты от электромагнитных помех в широком частотном диапазоне, особенно в системах с частотными преобразователями, рекомендуется заземлять экран с двух сторон. Это обеспечивает эффективный путь для токов наведенных помех. Однако это может привести к протеканию уравнительных токов по экрану. На практике для силовых кабелей часто используют заземление с двух сторон, а для слаботочных и измерительных цепей – с одной стороны, чтобы избежать образования земляной петли. Решение должно приниматься на основе анализа конкретной электромагнитной обстановки и требований к системе.

Можно ли прокладывать негорючий кабель без дополнительной защиты (в гофре, трубе)?

Да, кабели, прошедшие испытания на нераспространение горения при групповой прокладке (например, нг(А)), разрешено прокладывать пучками на кабельных конструкциях, в лотках и коробах без дополнительной противопожарной защиты (металлических труб, гофр). Однако это не отменяет требований к механической защите кабеля от повреждений согласно ПУЭ. Для отдельных ответвлений или при прокладке скрыто в конструкциях зданий могут применяться трубы или гофры для удобства монтажа и дополнительной механической защиты.

Что означает маркировка «FRLS» и в чем ее отличие от просто «нг-LS»?

Маркировка «FRLS» расшифровывается как Fire-Resistant (огнестойкий), Low Smoke. В отличие от кабеля «нг-LS», который только не распространяет горение, кабель «FRLS» должен в течение заданного времени (обычно 60, 90 или 120 минут) сохранять работоспособность в пламени, обеспечивая питание критически важных систем. Это достигается за счет применения специальных огнестойких барьеров (слюдосодержащих лент, кремнийорганических покрытий) поверх токопроводящих жил. Кабель «нг-LS» такой функции не выполняет.

Как выбрать сечение экрана?

Сечение экрана (в случае оплетки) или толщина фольги нормируются техническими условиями на конкретный тип кабеля. Для силовых кабелей сечение экрана (дренажной жилы) связано с сечением основной жилы. Для кабелей управления и связи параметры экрана (плотность оплетки, толщина фольги) выбираются исходя из требований к эффективности экранирования на определенной частоте. В проектной документации, как правило, указывается тип экрана, а не его точное сечение.

Заключение

Экранированные негорючие кабели являются сложным инженерным продуктом, проектирование и применение которого требует учета множества факторов: класса пожарной опасности помещения, уровня электромагнитных помех, условий прокладки и эксплуатации. Правильный выбор кабеля на основе актуальных стандартов (ГОСТ, IEC) и технических условий является фундаментальным условием для создания безопасных, надежных и устойчивых к внешним воздействиям систем электроснабжения, автоматизации и связи. Применение такой продукции позволяет минимизировать риски распространения пожара и отравления продуктами горения, а также гарантировать стабильную работу чувствительного электронного оборудования в условиях промышленных электромагнитных помех.