Броня кабеля

Броня кабеля — это специализированный защитный элемент, представляющий собой слой или комбинацию слоев из металлических или иных материалов, наложенных поверх токопроводящих жил и изоляции. Основное функциональное назначение брони — обеспечение механической защиты кабеля от внешних воздействий, включая растяжение, сжатие, удары, вибрацию, грызунов и другие повреждения, которые могут привести к нарушению целостности изоляции, короткому замыканию и выходу кабельной линии из строя. Применение бронированных кабелей является обязательным требованием при прокладке в земле (траншеях), в условиях повышенного механического риска, в агрессивных средах, а также на объектах с особыми требованиями к надежности и безопасности.

Назначение и функции брони

1. Защита от механических повреждений: Это основная функция. Броня воспринимает на себя внешние нагрузки: давление грунта при прокладке в земле, растягивающие усилия при протяжке в кабельных каналах, точечные удары при монтаже и эксплуатации.
2. Защита от грызунов: Мыши, крысы и другие животные способны повредить оболочку и изоляцию незащищенного кабеля. Металлическая броня является для них непреодолимым препятствием.
3. Повышение стойкости к растяжению: Некоторые типы брони, в частности проволочная, позволяют кабелю выдерживать значительные растягивающие нагрузки, что критически важно для вертикальных трасс, подвесных линий и прокладки по мостам.
4. Экранирование: Металлическая броня может выполнять функцию экрана, снижая влияние электромагнитных помех на сигналы, передаваемые по кабелю, и уменьшая излучение помех от силовых кабелей.
5. Защита от вибрации: В конструкциях с вибрирующим оборудованием броня предохраняет внутренние элементы кабеля от усталостного разрушения.
6. Защита от коррозии (для свинцовой брони): Свинцовая оболочка, которая также может считаться разновидностью брони, предохраняет кабель от влаги и химически агрессивных сред.

Конструктивное расположение брони в кабеле

Броня всегда накладывается поверх внутренних элементов кабеля. Типовая конструкция бронированного силового кабеля выглядит следующим образом (сверху вниз):

1. Токопроводящая жила: Медная или алюминиевая.
2. Фазная изоляция: Из сшитого полиэтилена (XLPE), ПВХ, этиленпропиленовой резины (EPR) и др.
3. Поясная изоляция: Общий изоляционный слой поверх скрученных изолированных жил.
4. Экран по изоляции (для кабелей на напряжение выше 1 кВ): Полупроводящий или медный.
5. Подбуферные покровы: Важный элемент, защищающий изоляцию и экраны от повреждения броней. Обычно это слой битумного состава, крепированной бумаги, ПЭТ-ленты или специальной пластмассы.
6. Броневой покров: Непосредственно слой брони (ленточная или проволочная).
7. Защитный наружный покров (подушка): Наносится поверх брони для защиты ее от коррозии. Часто представляет собой битумный состав и джутовую оплетку, либо слой ПВХ.
8. Наружная оболочка: Защищает кабель от влаги, масел, химикатов и УФ-излучения. Материал — ПВХ, полиэтилен, шланговые резины.

Основные типы брони

Классификация брони осуществляется по материалу и форме его исполнения.

1. Ленточная броня

Представляет собой стальные или алюминиевые ленты, спирально наложенные в два слоя с перекрытием. Второй слой перекрывает зазоры первого, создавая сплошной металлический барьер.

• Материалы: Сталь оцинкованная, алюминий, нержавеющая сталь.
• Конструкция: Две ленты, наложенные с зазором (первый слой) и в перекрытие (второй слой).
• Преимущества:
  • Хорошая защита от механических повреждений и грызунов.
  • Гибкость, сравнимая с небронированными кабелями.
  • Относительно низкая стоимость.
  • Эффективная защита от магнитных полей (для немагнитных материалов — алюминия).
• Недостатки:
  • Низкая стойкость к растягивающим нагрузкам.
  • При изгибе кабеля возможно расхождение лент и образование зазоров.

Обозначение: В маркировке кабеля ленточная броня обозначается как «Бн» (броня из стальных лент с наружным защитным покровом) или «Б» (раньше использовалось для обозначения брони из стальных лент).

Применение: Прокладка в земле (траншеях), кабельных лотках, тоннелях, где нет значительных растягивающих усилий.

2. Проволочная броня

Состоит из стальных оцинкованных проволок круглого или плоского сечения, наложенных поверх подбуферного покрова по спирали.

• Материалы: Сталь оцинкованная, нержавеющая сталь.
• Конструкция: Одинарный или двойной слой проволок.
• Преимущества:
  • Высокая стойкость к растягивающим нагрузкам.
  • Отличная защита от ударов и сжатия.
  • Сохранение защитных свойств при многократных изгибах.
• Недостатки:
  • Меньшая гибкость по сравнению с ленточной бронёй.
  • Более высокая стоимость.
  • Наличие магнитных потерь (для стальной брони).

Обозначение: «К» (броня из круглых стальных оцинкованных проволок) или «П» (броня из плоских стальных проволок).

Применение: Кабели для вертикальных шахт, подвесные линии, переходы через водные преграды, прокладка в зонах с риском просадки грунта, корабельная кабельная продукция.

3. Комбинированные и специализированные типы брони

• Броня из алюминиевых проволок (AW): Используется в кабелях связи и силовых кабелях, где требуется немагнитная броня с хорошей стойкостью к растяжению.
• Плоская проволочная броня: Проволоки прямоугольного сечения, плотно прилегающие друг к другу, образуя гладкую поверхность. Обеспечивает лучшую защиту от радиальных воздействий.
• Спиральная броня: Применяется в гибких шланговых кабелях, например, для погружных насосов.

Сравнительная таблица типов брони

Параметр	Ленточная броня (Сталь)	Проволочная броня (Круглая сталь)	Ленточная броня (Алюминий)
Сопротивление растяжению	Низкое	Очень высокое	Низкое
Сопротивление ударам	Хорошее	Отличное	Удовлетворительное
Гибкость	Высокая	Средняя / Низкая	Высокая
Защита от грызунов	Эффективна	Эффективна	Менее эффективна
Магнитные свойства	Ферромагнетик (потери)	Ферромагнетик (потери)	Немагнитна (без потерь)
Вес кабеля	Средний	Высокий	Низкий (по сравнению со сталью)
Стойкость к коррозии	Требует защитного покрова	Требует защитного покрова	Высокая
Типичная сфера применения	Прокладка в земле, туннели	Вертикальные трассы, подвесные линии	Объекты с требованиями к немагнитности

Защитные покровы поверх брони

Для предотвращения коррозии металлической брони под воздействием влаги, химикатов и агрессивных грунтов, поверх нее наносится защитный покров.

• Покров типа «Бн» (Броня с наружным покровом): Состоит из битумного состава, слоя джута или стеклопряжи, и иногда дополнительного битумного покрытия. Предназначен для защиты от коррозии и механических повреждений оболочки.
• Покров типа «Шв» (Защитный шланг из ПВХ): Поверх брони экструдируется оболочка из поливинилхлоридного пластиката. Обеспечивает отличную защиту от влаги, масел и химикатов.
• Покров типа «Шп» (Защитный шланг из полиэтилена): Аналогичен «Шв», но из полиэтилена, что обеспечивает стойкость к влаге и агрессивным средам.

Выбор типа брони в зависимости от условий прокладки

• Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный случай. При отсутствии растягивающих нагрузок и риска смещения грунта применяется кабель с ленточной бронёй (например, ВБШв, АВБбШв). При наличии твердых включений в грунте или риска повреждения ковшами техники предпочтительнее проволочная броня (например, ПвКШв).
• Прокладка в воде и по дну водоемов: Используются кабели с проволочной бронёй, обеспечивающей стойкость к растяжению и давлению воды.
• Прокладка в кабельных сооружениях (лотки, тоннели, эстакады): Может применяться как ленточная, так и проволочная броня, в зависимости от риска механических повреждений и необходимости в растяжении.
• Взрывоопасные зоны: Обязательно применение бронированных кабелей для защиты от повреждений, которые могут привести к искрению и взрыву.

Маркировка бронированных кабелей

В российской и международной практике маркировка содержит информацию о типе брони.

По ГОСТ (Россия):

• Б (устар.) / Бн — броня из стальных лент с защитным покровом.
• К — броня из круглых стальных оцинкованных проволок.
• П — броня из плоских стальных проволок.
• БбШв — Броня из стальных лент, Защитный шланг из ПВХ.
• КШв — Броня из круглых проволок, Защитный шланг из ПВХ.

По МЭК (Международная электротехническая комиссия):

• SWA (Steel Wire Armour) — броня из стальных проволок.
• STA (Steel Tape Armour) — броня из стальных лент.
• AWA (Aluminium Wire Armour) — броня из алюминиевых проволок.

Монтаж и эксплуатация бронированных кабелей

• Заземление брони: Металлическая броня подлежит обязательному заземлению с обеих сторон кабельной линии. Это необходимо для электробезопасности (снятие потенциала при пробое изоляции на броню) и для правильной работы токовых защит.
• Допустимые радиусы изгиба: Бронированные кабели, особенно с проволочной бронёй, имеют строго регламентированные минимальные радиусы изгиба. Их нарушение приводит к необратимому повреждению брони, изоляции и оболочки. Как правило, радиус изгиба для кабеля с ленточной бронёй составляет 10-15 внешних диаметров, с проволочной — 15-20.
• Разделка кабеля: При подключении кабеля к аппаратуре броня должна быть аккуратно заземлена с помощью специальных наконечников или зажимов. Место среза брони должно быть обработано для предотвращения коррозии и заусенцев.

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Обязательно ли заземлять броню кабеля?
Да, обязательно. Броня является проводящей частью. При пробое изоляции на ней может появиться опасный для жизни потенциал. Заземление обеспечивает срабатывание защитной аппаратуры и безопасность персонала.

2. Как отличить кабель с ленточной броней от проволочной по внешнему виду?
Кабель с ленточной бронёй имеет относительно гладкий цилиндрический вид. Кабель с проволочной бронёй имеет рельефную, ребристую поверхность, так как витки проволоки создают спиральные выступы.

3. Можно ли использовать кабель с ленточной бронёй для прокладки по фасаду здания с подвесом на тросе?
Нет, это не рекомендуется. Ленточная броня не рассчитана на длительные растягивающие нагрузки. Для подвесных линий необходимо использовать кабель с проволочной бронёй, который сам может нести нагрузку, либо применять небронированный кабель, но с отдельным несущим тросом.

4. Что такое «броня из слюды» в огнестойких кабелях?
Это некорректный термин. В огнестойких кабелях (например, при прокладке систем противопожарной защиты) используется слюдяная лента, которая накладывается поверх жилы. Эта лента не является бронёй, а служит для сохранения целостности изоляции и работоспособности кабеля в условиях открытого пламени в течение нормируемого времени.

5. Какой кабель лучше для прокладки в земле: с алюминиевой или стальной бронёй?
Стальная ленточная броня обеспечивает лучшую механическую защиту и защиту от грызунов. Алюминиевая броня легче и не подвержена коррозии, но менее прочна на удар и может быть повреждена грызунами. Выбор зависит от агрессивности грунта и конкретных механических рисков. В большинстве случаев стальная броня является предпочтительным и более экономичным решением.

6. Существует ли гибкий бронированный кабель?
Да, для подвижных соединений (например, в горнодобывающей промышленности, на кранах) применяются кабели с гибкой проволочной бронёй особой конструкции, часто в комбинации с очень эластичными материалами изоляции и оболочки (резина). Однако их гибкость все равно ниже, чем у небронированных аналогов.

7. Нужно ли снимать броню при подключении кабеля в муфту или концевой наконечник?
Да, броня удаляется на определенную длину, указанную в инструкции по монтажу муфты. Однако сама броня заземляется на корпус муфты с помощью специального зажима или проводника, который обеспечивает электрический контакт между бронёй и землей.

8. Что означает маркировка «Бн» в названии кабеля?
«Бн» расшифровывается как «Броня из стальных лент с наружным защитным покровом» (например, из джута, пропитанного битумом). Это уточняет, что поверх стальных лент имеется дополнительный слой, защищающий их от коррозии.