Труба диаметром 180 мм
Труба диаметром 180 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электротехнике и энергетике
Труба с номинальным диаметром 180 мм является одним из ключевых типоразмеров в номенклатуре кабельной и электротехнической продукции. Она применяется для защиты кабельных линий от механических повреждений, агрессивных сред, электромагнитных воздействий, а также для организации протяженных кабельных трасс в различных условиях прокладки. Данный диаметр оптимален для прокладки силовых кабелей среднего и высокого напряжения, контрольных кабелей в пучках, а также волоконно-оптических линий связи. В данной статье рассматриваются все аспекты, связанные с трубами диаметром 180 мм: материалы, стандарты, методы монтажа и расчетные параметры.
1. Материалы изготовления и типы труб
Трубы диаметром 180 мм производятся из различных материалов, выбор которых определяется условиями эксплуатации, требованиями к защите кабеля и экономической целесообразностью.
- Трубы полиэтиленовые (ПЭ) и ПНД (полиэтилен низкого давления): Наиболее распространенный тип для бестраншейной прокладки (горизонтально-направленное бурение, ГНБ) и в грунтах с высокой коррозионной активностью. Выпускаются в виде гладких двустенных (D) и гофрированных (К) труб. Гофрированная труба обладает высокой кольцевой жесткостью при гибкости, что упрощает монтаж.
- Трубы ПВХ (поливинилхлоридные) жесткие: Применяются для открытой и скрытой прокладки в строительных конструкциях, кабельных каналах, тоннелях. Отличаются стойкостью к воздействию химических веществ, самозатуханием.
- Трубы стальные электросварные и водогазопроводные (ВГП): Используются в условиях повышенных механических нагрузок, для пересечений с дорогами, в качестве гильз при проходке через стены, а также для защиты от мощных электромагнитных воздействий. Требуют обязательной антикоррозионной изоляции (битумная, полимерная) при прокладке в грунте.
- Трубы асбестоцементные: В настоящее время применяются ограниченно из-за экологических concerns, но могут встречаться в старых сетях. Обладают высокой механической прочностью и стойкостью к коррозии.
- Трубы дренажные полимерные гофрированные: Могут использоваться как защитные оболочки для кабелей при невысоких требованиях к защите от EMI/RFI.
- ГОСТ Р 50827-2009 (ЕН 13476-1:2007): Трубы полипропиленовые, полиэтиленовые и поливинилхлоридные для наружных канализационных сетей. Определяет классификацию по кольцевой жесткости (SN2, SN4, SN8, SN16).
- ГОСТ 18599-2001: Трубы напорные из полиэтилена. Определяет параметры для труб, используемых в ГНБ.
- ГОСТ 3262-75: Трубы стальные водогазопроводные. Указывает на сортамент, включая условный проход Ду 150, который соответствует наружному диаметру 165-180 мм в зависимости от толщины стенки.
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»: Устанавливает требования к прокладке кабелей в трубах.
- ПУЭ 7-е издание (Главы 2.1 и 2.3): Определяет условия прокладки кабелей в трубах в помещениях и в земле, требования к герметизации, заземлению стальных труб.
- Для одного кабеля: заполнение не нормируется, но должен быть зазор для охлаждения.
- Для нескольких силовых кабелей, работающих одновременно: заполнение не более 35% (для труб длиной до 10 м — 50%).
- Для пучка контрольных кабелей: заполнение не более 40%.
- 0.35 = 66 см².
- Открытая прокладка: По конструкциям зданий, в кабельных этажах, галереях с креплением на хомуты и кронштейны.
- Скрытая прокладка: В бетонных стяжках, под фальшполом, в штробах с последующим оштукатуриванием.
- Прокладка в грунте (траншейная): На подготовленную песчаную подушку с последующей засыпкой песком и грунтом. Глубина заложения – не менее 0.7 м от планировочной отметки (ПУЭ).
- Бестраншейная прокладка (ГНБ): Наиболее эффективный метод для преодоления препятствий. Используются трубы ПЭ с высокой кольцевой жесткостью и стойкостью к растяжению.
- Полимерные трубы: Соединение в раструб с уплотнительным кольцом (для безнапорных); стыковая сварка (для ПЭ труб ГНБ); муфтовое соединение.
- Стальные трубы: Сварка (предпочтительно) или резьбовые муфты с подмоткой. Сварные швы должны быть защищены от коррозии.
- Колодцы кабельные (КТК, ККС): Для монтажа разветвлений, установки соединительных муфт и ревизии трассы.
- Отводы и углы: Для изменения направления трассы. Минимальный радиус изгиба для ПЭ труб при ГНБ – не менее 40*Dнар (около 7.2 м).
- Защитные гильзы и футляры: Используются стальные трубы 180 мм для прохода через фундаменты, стены, дорожное полотно.
- Заглушки и торцевые уплотнения: Для герметизации концов трубы после затяжки кабеля от проникновения влаги, грунта и грызунов.
- Визуальный осмотр: Отсутствие вмятин, трещин, расслоений материала.
- Измерение геометрических параметров: Соответствие диаметров и толщины стенки заявленным в ТУ.
- Испытание на герметичность (для ГНБ): Опрессовка трубопровода давлением 1.25 от рабочего в течение 15 минут.
- Проверка трассы после монтажа: Продувка сжатым воздухом или проходка контрольного шаблона (мандрала) диаметром 0.85 Dвн для подтверждения проходимости.
- Для стальных труб: Проверка целостности изоляционного покрытия (дефектоскопия).
- 180 мм = 7200 мм (7.2 метра). Превышение этого радиуса может привести к смятию или разрушению трубы.
- Ксн ≥ Iрасч.нагрузки. Для ответственных трасс рекомендуется выполнять тепловой расчет с помощью специализированного ПО.
- Одноразовые термоусаживаемые муфты: Обеспечивают полную влагонепроницаемость, используются на ответственных объектах.
- Механические сальниковые вводы (кабельные gland): Устанавливаются в стенках колодцев или вводных панелей, позволяют зажимать уплотнение вокруг кабеля.
- Полиуретановые или силиконовые герметики (заливочные составы): Заливаются в предварительно установленные манжеты вокруг пучка кабелей на входе в трубу.
- Резиновые уплотнительные кольца в раструбах колодцев.
2. Стандарты и нормативные документы
Производство и применение труб диаметром 180 мм регламентируется рядом национальных и международных стандартов.
3. Основные технические параметры
Для корректного проектирования трассы необходимо учитывать следующие параметры труб диаметром 180 мм.
3.1. Геометрические размеры
Номинальный диаметр 180 мм (DN/Ду 150) часто указывается как условный проход. Фактические наружный (Dнар) и внутренний (Dвн) диаметры варьируются в зависимости от материала и типа.
| Материал / Тип трубы | Наружный диаметр (Dнар), мм | Толщина стенки (s), мм | Внутренний диаметр (Dвн), мм | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| ПЭ/ПНД гладкая для ГНБ | 180.0 | 14.6 — 17.1 | 146 — 151 | По ГОСТ 18599, SDR 11 |
| ПЭ гофрированная двустенная | 180.0 (по гофру) | ~2.5 (впадина), ~15 (гофр) | ~155 (минимальный) | Кольцевая жесткость SN8, SN16 |
| ПВХ жесткая | 180.0 | ~5.0 — 8.0 | ~164 — 170 | По ТУ производителя |
| Стальная ВГП (Ду 150) | 165.0 (обычная), 166.0 (усиленная) | 4.0 — 4.5 | 157.0 — 158.0 | ГОСТ 3262-75 |
3.2. Кольцевая жесткость (SN)
Критический параметр для безнапорных полимерных труб, прокладываемых в грунте. Обозначает способность трубы выдерживать внешние нагрузки без недопустимой деформации. Для диаметра 180 мм стандартные значения: SN4 (для малых нагрузок), SN8 (стандартная прокладка), SN16 (для больших глубин или под дорогами).
3.3. Коэффициент упругой деформации (SDR)
Отношение наружного диаметра к толщине стенки. Определяет рабочее давление для напорных труб (важно для ГНБ с применением промывочной жидкости) и стойкость к внешнему давлению. Для труб ПЭ 180 мм типичны SDR 11, SDR 13.6, SDR 17.
4. Расчет заполнения и выбор кабеля
Согласно ПУЭ и СП, степень заполнения внутреннего сечения трубы кабелями не должна превышать определенных значений для обеспечения нормального теплоотвода и удобства протяжки.
Пример расчета внутренней площади трубы Dвн = 155 мм:
Sвн = π (Dвн/2)² = 3.14 (7.75)² ≈ 188.6 см².
Допустимая площадь для силовых кабелей: 188.6
Таблица совместимости: примеры кабелей для прокладки в трубе 180 мм
| Тип кабеля | Пример сечения, кол-во жил | Наружный диаметр кабеля, мм (примерно) | Возможное количество кабелей в одной трубе* | Назначение |
|---|---|---|---|---|
| АВБбШв | 3х120 | 45 | 3-4 | Силовое распределение 6-10 кВ |
| ПвПг | 1х300 | 35 | 5-6 | Силовое распределение 20-35 кВ |
| ВВГнг-LS | 4х150 | 55 | 2-3 | Силовое распределение 0.4 кВ |
| КВВГэ | 37х2.5 | 30 | До 10-12 (пучок) | Контрольные цепи, АСУ ТП |
| ОКГЦ | Волоконно-оптический | 12-20 | Множество (в разделительных коробах) | Системы связи и телеметрии |
*Расчетное, требуется точный расчет по заполнению и допустимому току.
5. Методы монтажа и специальные элементы
Прокладка труб диаметром 180 мм требует применения специализированной техники и комплектующих.
5.1. Способы прокладки:
5.2. Соединение труб:
5.3. Специальная арматура:
6. Особенности применения в специфических условиях
6.1. Прокладка в сейсмически активных зонах:
Требуется применение труб с повышенной стойкостью к деформациям (гофрированные ПЭ трубы SN16). Трасса должна иметь компенсаторы напряжений, а в колодцах – запас кабеля в виде «змейки».
6.2. Прокладка в агрессивных грунтах:
Стальные трубы исключаются или требуют усиленной изоляции (полимерное покрытие типа «3ПЭ»). Полимерные трубы (ПЭ, ПВХ) обладают высокой химической стойкостью.
6.3. Защита от блуждающих токов:
При параллельном следовании с рельсами электрифицированного транспорта стальные трубы должны иметь продольную электрическую разрывность (изолирующие фланцевые соединения) для предотвращения коррозии.
6.4. Прокладка в зонах с высокими температурами:
Необходимо учитывать снижение кольцевой жесткости полимерных труб при температуре выше +40°C. Требуется дополнительное заглубление или применение труб из сшитого полиэтилена (PEX) или стальных.
7. Контроль качества и приемо-сдаточные испытания
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Как правильно выбрать между гладкой и гофрированной трубой ПЭ диаметром 180 мм?
Ответ: Гладкая двустенная труба (D) предназначена в первую очередь для бестраншейной прокладки методом ГНБ, где важна низкая сила трения при протяжке и высокая стойкость к внутреннему давлению. Гофрированная труба (К) обладает повышенной кольцевой жесткостью при меньшем расходе материала, лучше противостоит точечным нагрузкам и подвижкам грунта, чаще применяется для траншейной прокладки. Выбор зависит от способа монтажа и расчетных внешних нагрузок.
В2: Каков минимальный радиус изгиба для трубы ПЭ 180 мм при ГНБ?
Ответ: Минимальный радиус изгиба (Rmin) регламентируется производителем и стандартами. Для труб из ПЭ 100 SDR11 диаметром 180 мм Rmin обычно составляет не менее 40 наружных диаметров, то есть 40
В3: Нужно ли заземлять стальную трубу диаметром 180 мм, проложенную в земле с кабелем 10 кВ?
Ответ: Да, в обязательном порядке. Согласно ПУЭ (п. 2.3.83), стальные трубы, используемые для прокладки кабелей, должны быть защищены от коррозии и заземлены с двух сторон. Это необходимо для выравнивания потенциалов, защиты от наведенного напряжения и обеспечения безопасности при обслуживании. Заземление выполняется присоединением трубы к контуру заземления с помощью стальной полосы или проводника.
В4: Можно ли использовать одну трубу 180 мм для совместной прокладки силовых и контрольных кабелей?
Ответ: Совместная прокладка силовых кабелей напряжением выше 42 В и контрольных (слаботочных) кабелей в одной трубе запрещена (ПУЭ, п. 2.1.16, 2.3.134). Это связано с опасностью электромагнитного влияния силовых цепей на контрольные, что может привести к сбоям в системах АСУ ТП, связи и релейной защиты. Для таких целей необходимо использовать раздельные трубы или кабельные конструкции.
В5: Как рассчитать необходимое количество кабелей, которые можно проложить в трубе 180 мм, с учетом нагрева?
Ответ: Расчет проводится в два этапа. Первый – по геометрическому заполнению (не более 35% для силовых). Второй и основной – по допустимому току нагрузки с учетом взаимного нагрева. Используются коэффициенты снижения тока нагрузки (Ксн) из ПУЭ (Таблица 1.3.26 и др.), которые зависят от количества кабелей в трубе, способа прокладки и типа изоляции. Окончательный подбор сечения жил кабеля производится по условию Iдоп.кабеля
В6: Что такое SDR 11 для трубы ПЭ 180 мм и как это влияет на применение?
Ответ: SDR (Standard Dimension Ratio) – стандартное размерное отношение, определяемое как отношение наружного диаметра трубы к толщине ее стенки. Для трубы 180 мм SDR 11 означает, что толщина стенки s = Dнар / SDR = 180 / 11 ≈ 16.4 мм. Чем ниже значение SDR, тем толще стенка трубы и выше ее стойкость к внутреннему и внешнему давлению. Трубы SDR 11 применяются для ГНБ на значительные расстояния и глубины, а также в грунтах с нестабильными характеристиками. Трубы с более высоким SDR (например, 17) тоньше и дешевле, но требуют более щадящих условий монтажа и эксплуатации.
В7: Как обеспечить герметизацию торцов трубы после затяжки кабеля, особенно при переходе из грунта в здание?
Ответ: Для герметизации применяются специальные торцевые уплотнительные системы (сальники), которые могут быть:
Выбор метода зависит от требований к влагозащите (IP), взрывозащите и сейсмостойкости.