Кабели экранированные 1 кВ

Кабели силовые экранированные на напряжение 1 кВ: конструкция, назначение, применение

Кабели силовые экранированные на напряжение 1 кВ представляют собой класс электротехнической продукции, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на переменное напряжение до 1000 В частотой 50 Гц. Ключевой особенностью данной категории кабелей является наличие экрана – проводящего слоя, окружающего изолированные жилы, который выполняет функции защиты от электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля, повышения безопасности и надежности работы кабельной линии. Основная сфера применения охватывает промышленные предприятия, объекты инфраструктуры, коммерческие и жилые здания, где предъявляются повышенные требования к электромагнитной совместимости и безопасности.

Конструктивные элементы экранированных кабелей 1 кВ

Конструкция кабеля является многослойной, каждый элемент выполняет строго определенную функцию. Стандартная компоновка, начиная от центра:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из меди или алюминия, круглой или секторной (сегментной) формы. Медные жилы обладают более высокой проводимостью, стойкостью к окислению и механической прочностью. Алюминиевые – легче и дешевле. Жилы могут быть однопроволочными (класс 1 по ГОСТ 22483) или многопроволочными (классы 2, 3, 4, 5), что повышает гибкость кабеля.
• Изоляция жилы. Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, сшитого полиэтилена (СПЭ) или реже – из этиленпропиленовой резины (ЭПР). Изоляция определяет максимальную рабочую температуру жилы. Для ПВХ это обычно +70°C, для СПЭ – +90°C в длительном режиме.
• Поясная изоляция. Слой, накладываемый поверх скрученных изолированных жил (в многожильных кабелях) для придания cores округлой формы и дополнительной электрической защиты.
• Экран. Ключевой элемент. Выполняется в виде медной или алюминиевой ленты, наложенной продольно или в перекрытие с закрепляющей дренажной проволокой, либо в виде оплетки из медных проволок, либо в виде полимерной ленты с медным покрытием (copper tape). Экран должен иметь электрический контакт с землей (заземляющим устройством).
• Разделительный слой. Как правило, выполняется из полимерной ленты или обмотки, предотвращающей адгезию экрана к внешней оболочке и облегчающей разделку кабеля.
• Внешняя оболочка. Защищает все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, химических веществ и распространения пламени. Материалы: ПВХ пластикат различных исполнений (обычный, пониженной пожарной опасности — ПВХ-нг(LS), безгалогенный — ПВХ-нг(HF)), полиэтилен, реже резина. Оболочка может иметь цветовую маркировку.
• Броня (опционально). Присутствует в кабелях для прокладки в земле или в условиях повышенных механических рисков. Выполняется из стальных оцинкованных лент (броня типа Бл) или стальных оцинкованных проволок (броня типа Бп). Поверх брони накладывается защитный покров (например, из битума и стеклопряжи) или оболочка из ПВХ для защиты от коррозии.

Классификация и маркировка

Кабели экранированные 1 кВ классифицируются по ряду признаков, что отражено в их буквенно-цифровой маркировке по ГОСТ 31996-2012 (и аналогичным ТУ).

По материалу жилы:

• «А» – алюминий (если буквы нет – медь).

По материалу изоляции:

• «В» – ПВХ (винил).
• «Пв» – изоляция из сшитого полиэтилена.
• «П» – полиэтилен.
• «Р» – резина.

По наличию и типу экрана:

• «Э» – экран общий из медных или алюминиевых лент (для кабелей на 1 кВ чаще всего).
• «К» – контрольный кабель (также часто имеет экран).

По типу оболочки и пожарной безопасности:

• «В» – оболочка из ПВХ.
• «нг(LS)» – не распространяющий горение, с пониженным дымо- и газовыделением.
• «нг(HF)» – не распространяющий горение, безгалогенный, с низкой коррозионной активностью продуктов горения.
• «П» – оболочка из полиэтилена.

По наличию брони:

• «Б» – броня из стальных лент.
• «Бп» – броня из стальных оцинкованных проволок.

Примеры марок:

• ВВГЭнг(LS)-ХЛ: Кабель с медными жилами, изоляцией из ПВХ, оболочкой из ПВХ пониженной пожарной опасности, с общим экраном, для холодного климата.
• АПвВГЭ: Кабель с алюминиевыми жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, оболочкой из ПВХ, с общим экраном.
• ПвБШпнг(LS): Кабель с медными жилами, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных проволок, защитным шлангом из ПВХ пониженной пожарной опасности, с экраном.
• КВВГЭ: Контрольный кабель с медными жилами, изоляцией и оболочкой из ПВХ, с экраном.

Основные области применения и требования к прокладке

Экранированные кабели на 1 кВ применяются в цепях, где необходимо:

• Защитить чувствительное электронное оборудование (частотные преобразователи, системы АСУ ТП, серверы, медицинскую технику) от внешних электромагнитных помех.
• Ограничить излучение электромагнитных полей от самого силового кабеля, которое может мешать работе слаботочных систем (связь, автоматика, измерительные цепи).
• Обеспечить безопасность персонала (снижение риска поражения током при повреждении изоляции за счет стекания тока утечки на экран и далее в землю).
• Повысить надежность сети в условиях возможных перегрузок и коротких замыканий (экран способствует равномерному распределению электрического поля).

Типовые объекты применения:

• Промышленные предприятия: цеха с мощным оборудованием (краны, прокатные станы, насосные станции), системы вентиляции и кондиционирования.
• Объекты энергетики: распределительные устройства, цепи собственных нужд подстанций.
• Коммерческая недвижимость: офисные центры, торговые комплексы, больницы, лаборатории.
• Жилые многоквартирные дома повышенной комфортности (для питания лифтов, насосов, центральных систем).
• Судостроение и железнодорожный транспорт.

Требования к прокладке и монтажу:

• Экран подлежит обязательному заземлению с двух сторон кабельной линии (за исключением некоторых случаев с односторонним заземлением для предотвращения циркулирующих токов). Заземление должно быть надежным, с минимальным переходным сопротивлением.
• При прокладке в лотках, коробах, по конструкциям необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба, которые для экранированных кабелей обычно больше, чем для неэкранированных (например, не менее 10 наружных диаметров для многожильных кабелей с поясной изоляцией).
• При параллельной прокладке силовых и слаботочных кабелей должны соблюдаться нормируемые расстояния или применяться разделительные перегородки.
• При монтаже концевых и соединительных муфт необходимо тщательно восстановить целостность экрана и обеспечить его электрическую связь с заземляющим контуром через специальные контактные лепестки или проводники.

Сравнительные характеристики материалов изоляции

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. В чем принципиальное отличие экранированного кабеля от неэкранированного?

Экранированный кабель имеет дополнительный проводящий слой (экран), окружающий изолированные жилы. Этот слой электрически соединен с землей и служит для защиты от внешних электромагнитных помех, снижения излучения собственного электромагнитного поля кабеля, выравнивания электрического поля вокруг жил и повышения безопасности при аварийных режимах (токи утечки замыкаются на экран). Неэкранированный кабель данных функций не выполняет.

2. Обязательно ли заземлять экран с двух сторон?

В большинстве случаев для эффективного подавления высокочастотных помех требуется двухстороннее заземление экрана. Однако в протяженных линиях или в сетях с высоким уровнем токов нулевой последовательности это может привести к появлению циркулирующих токов по экрану, вызывающих его нагрев. В таких ситуациях применяют одностороннее заземление (как правило, со стороны источника питания) или используют специальные устройства (заземляющие ограничители). Решение принимается на основе расчета и требований проекта.

3. Можно ли прокладывать экранированный кабель в земле без брони?

Нет, для прямой прокладки в земле (траншее) кабель должен иметь защиту от механических повреждений – броню (стальные ленты или проволоки). Экранированные кабели в оболочке из ПВХ или СПЭ без брони (например, ВВГЭ) предназначены для прокладки в кабельных сооружениях (лотках, коробах, тоннелях), по стенам, а также в помещениях. Для подземной прокладки используются марки типа ПвБШп или АВБбШв.

4. Какой материал жилы предпочтительнее: медь или алюминий?

Медь имеет более высокую проводимость, механическую прочность, стойкость к окислению в местах соединений, лучшую гибкость. Алюминий легче и дешевле, но требует большего сечения для той же токовой нагрузки, склонен к ползучести и образованию окисной пленки, что ухудшает контакт. Выбор зависит от бюджета проекта, условий монтажа и эксплуатации. В современных ответственных установках чаще применяют медные кабели.

5. Что означает маркировка «нг(LS)» и «нг(HF)»?

«нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке. «LS» (Low Smoke) – пониженное дымо- и газовыделение при пожаре. «HF» (Halogen Free) – безгалогенный, при горении не выделяет коррозионно-активные и токсичные галогеносодержащие газы. Кабели «нг(HF)» имеют наивысший уровень безопасности для людей и оборудования в случае пожара и обязательны для применения на объектах с массовым пребыванием людей, метро, больницах, серверных.

6. Как правильно выбрать сечение экранированного кабеля?

Выбор сечения производится по трем основным критериям: 1) По допустимому длительному току нагрузки (с учетом метода прокладки, температуры окружающей среды и группировки кабелей). 2) По потере напряжения (должна быть в пределах нормы для данной цепи). 3) По термической стойкости к токам короткого замыкания. Расчеты выполняются согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и другим нормативным документам с использованием соответствующих таблиц и методик.

7. Требуется ли специальная арматура для монтажа экранированных кабелей?

Да, для оконцевания и соединения экранированных кабелей необходимо использовать специальные концевые и соединительные муфты, которые предусматривают конструкцию для заделки и подключения экрана к заземляющему проводнику (контактные лепестки, клеммы, проводники). Использование муфт для неэкранированных кабелей недопустимо, так как это нарушит целостность экранирующей системы.

Заключение

Применение экранированных силовых кабелей на напряжение 1 кВ является необходимым техническим решением для создания современных, безопасных и надежных систем электроснабжения, особенно в условиях насыщенной электромагнитной среды. Правильный выбор марки кабеля, соответствующей условиям прокладки и эксплуатации, а также строгое соблюдение правил монтажа, в особенности качественное заземление экрана, являются залогом долговечной и безотказной работы электроустановки. Понимание конструктивных особенностей и принципов действия экрана позволяет проектировщикам и монтажникам принимать обоснованные решения, обеспечивающие электромагнитную совместимость и общую устойчивость энергосистемы объекта.