Слаботочный кабель для систем сигнализации

Классификация и типы слаботочных кабелей для систем сигнализации

Слаботочные кабели, используемые в системах сигнализации (охранной, пожарной, тревожной), предназначены для передачи данных и сигналов управления с низким напряжением, как правило, до 60 В постоянного или переменного тока. Их основная задача – обеспечить надежную и бесперебойную связь между датчиками, приборами приемно-контрольными (ППК) и исполнительными устройствами.

1. Кабели для передачи данных от шлейфов сигнализации (ШС)
Это наиболее распространенная группа кабелей, используемая для соединения ППК с извещателями (объемными, магнитоконтактными, акустическими и т.д.).

• Кабель типа «витая пара» (UTP, FTP):
  • Назначение: Передача цифровых и аналоговых сигналов в системах с высокой плотностью извещателей или на протяженных линиях. Подверженность электромагнитным помехам (ЭМП) снижается за счет скрутки проводников.
  • Конструкция: Несколько пар изолированных медных проводников, скрученных вместе с определенным шагом. Может иметь общий экран (FTP) или быть неэкранированным (UTP).
  • Пример: UTP cat.5e, 4x2x0.52.
• Многожильный монтажный кабель:
  • Назначение: Универсальное решение для построения шлейфов сигнализации, подключения клавиатур, датчиков и других устройств в пределах объекта.
  • Конструкция: От 2 до 10 и более многожильных медных проводников в общей ПВХ изоляции и оболочке. Жилы часто имеют цветовую маркировку для удобства монтажа.
  • Пример: КСВВ 4х0.5, КСПВ 2х0.5.
• Кабель с защитой от наводок (экранированный):
  • Назначение: Прокладка в условиях сильных электромагнитных помех (рядом с силовыми линиями, промышленным оборудованием), а также для организации линий связи между сетевыми устройствами в распределенных системах.
  • Конструкция: Имеет экран в виде оплетки из медных луженых проволок или алюмополимерной ленты. Экран требует обязательного заземления.
  • Пример: КВВ-П 2х0.75, КВВ-Пэ 4х0.5.

2. Кабели для систем пожарной сигнализации (ОПС)
К данной категории предъявляются повышенные требования по пожарной безопасности. Они должны сохранять работоспособность в течение определенного времени в условиях пожара.

• Огнестойкие кабели (с индексом «нг-FRLS», «нг-FRHF»):
  • Назначение: Прокладка шлейфов пожарной сигнализации, систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ). Обеспечивают передачу сигналов при возникновении пожара.
  • Конструкция: Используются специальные безгалогенные (Low Smoke) и огнестойкие (Fire Resistant) материалы изоляции и оболочки (например, слюдосодержащие). При горении выделяют мало дыма и не распространяют горение.
  • Примеры: КПСнг-FRLS 2х1.5, КПСЭнг-FRHF 4х1.5.

3. Комбинированные кабели (КК)
Используются в случаях, когда необходимо одновременно передать сигнал и подать питание на удаленные устройства (например, поворотные камеры, термоматричные датчики).

• Назначение: Коммутация активного оборудования, требующего как линий данных, так и линий электропитания.
• Конструкция: Включает в себя коаксиальные проводники (для видео), витые пары (для данных) и силовые жилы (для питания 12/24/220В).
• Пример: КК-2-(2)2х0.75-2х0.2-2х0.2, где указано количество и сечение силовых и сигнальных жил.

Конструктивные особенности и материалы

1. Материал проводника:

• Медь (Cu): Основной материал. Обеспечивает низкое электрическое сопротивление, высокую гибкость и долговечность.
• Омедненная сталь (CCS — Copper Clad Steel): Более дешевая альтернатива, применяется в магистральных линиях, где не требуется высокая гибкость, но важна прочность на разрыв. Электрические характеристики хуже, чем у чистой меди.

2. Материал изоляции и оболочки:

• Поливинилхлорид (ПВХ): Наиболее распространенный материал. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, гибкостью. Не поддерживает горение (с индексом «нг»), но при горении выделяет коррозионно-активные и токсичные газы (галогены).
• Полиэтилен (ПЭ): Часто используется для изоляции жил в кабелях для внешней прокладки, так как устойчив к ультрафиолету и перепадам температур.
• Безгалогенные материалы (LS, LSHF — Low Smoke Halogen Free): Применяются в кабелях для ОПС и СОУЭ. При пожаре выделяют минимальное количество дыма и не выделяют коррозионных газов.

3. Наличие и тип экрана:

• Неэкранированные (U/UTP): Для помещений без значительных ЭМП.
• С общим экраном (F/UTP, S/UTP): Экран из фольги (F) или оплетки (S). Защищает от высокочастотных помех.
• С экранированием каждой пары (U/FTP, F/FTP): Максимальная защита от перекрестных помех и внешних наводок.

Ключевые параметры выбора кабеля

1. Сечение жилы
Определяет максимальное электрическое сопротивление линии, что критично для обеспечения необходимого напряжения на удаленных датчиках и исключения ложных срабатываний из-за просадки напряжения.

Таблица 1: Зависимость сопротивления жилы от сечения и длины кабеля (для меди)

Сечение жилы, мм²	Сопротивление на 1 км (при +20°C), Ом	Падение напряжения на линии 100 м при токе 100 мА, В
0.22	~85.0	0.85
0.35	~54.5	0.55
0.5	~36.0	0.36
0.75	~24.5	0.25
1.0	~18.1	0.18
1.5	~12.1	0.12

Расчет падения напряжения: ΔU = I * R * L * 2, где I — ток в линии (А), R — сопротивление жилы на 1 км (Ом/км), L — длина линии (км). Множитель 2 учитывает петлю «туда и обратно».

2. Волновое сопротивление
Критически важно для высокочастотных линий (видеонаблюдение, сетевые соединения). Должно соответствовать волновому сопротивлению подключаемого оборудования (как правило, 50 Ом для коаксиала, 100 Ом для витой пары).

3. Погонная емкость
Особенно важна для цифровых шин (например, RS-485) и шлейфов адресной сигнализации. Высокая емкость искажает цифровые импульсы и ограничивает максимальную длину линии и скорость передачи.

Таблица 2: Сравнительные характеристики кабелей для разных задач

Тип кабеля	Пример марки	Сечение жилы, мм²	Погонная емкость, нФ/км	Рекомендуемая макс. длина для RS-485*	Область применения
Витая пара UTP	UTP cat.5e	0.5 (24 AWG)	45-50	до 1200 м (при 115.2 кбит/с)	Сетевые соединения, адресные системы
Монтажный кабель	КСВВ 4х0.5	0.5	90-120	до 500-700 м	Неадресные шлейфы ОПС/ОС, питание датчиков
Экранированный кабель	КВВ-Пэ 2х0.75	0.75	80-100	до 800 м	Промышленные объекты, линии рядом с силовыми сетями
Огнестойкий кабель	КПСнг-FRLS 2х1.5	1.5	70-90	до 1000 м	Шлейфы пожарной сигнализации, СОУЭ

• Значения длины приведены ориентировочно и зависят от скорости передачи, типа драйверов и топологии линии.

4. Условия прокладки

• Внутренняя прокладка: Используются кабели с ПВХ оболочкой (КСВВ, КВВ-П).
• Наружная прокладка: Применяются кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена, стойкого к УФ-излучению и осадкам (КВВ-Пт, КПСВ).
• Прокладка в грунте: Требуется кабель с бронезащитой (обычно стальная гофрированная лента) и влагозащитной оболочкой (КВБбШв).
• Прокладка в пожароопасных зонах, пучках: Обязательно применение кабелей с индексом «нг» (не распространяющие горение).

Нормативная база и стандарты

Выбор кабеля регламентируется следующими основными документами:

• СП 6.13130.2020: Требования к кабелям систем противопожарной защиты. Определяет необходимость использования огнестойких кабелей с индексом FR.
• ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60331-21:1999): Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Определяет критерии огнестойкости.
• ГОСТ Р 53315-2009: Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности. Определяет индексы «нг», «LS», «HF».
• Технические регламенты Таможенного союза (ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011): По электромагнитной совместимости и безопасности низковольтного оборудования.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Можно ли использовать для пожарной сигнализации обычный монтажный кабель КСВВ?
Нет, категорически запрещено. Для шлейфов пожарной сигнализации, которые должны функционировать в условиях пожара, необходимо применять специальные огнестойкие кабели с маркировкой «нг-FRLS» или «нг-FRHF», соответствующие требованиям СП 6.13130.2020. Кабель КСВВ не обладает необходимыми свойствами огнестойкости и при групповой прокладке может способствовать распространению пламени.

2. Какое сечение кабеля выбрать для шлейфа сигнализации длиной 300 метров?
Расчет ведется по падению напряжения. Допустим, шлейф нагружен на 8 извещателей с общим током потребления 50 мА. Для кабеля сечением 0.5 мм² (R=36 Ом/км) падение напряжения составит: ΔU = 0.05 А * 36 Ом/км * 0.3 км * 2 = 1.08 В. Если напряжение на ППК 12В, то на последнем датчике будет около 10.92В, что, как правило, является допустимым. Для больших токов (например, питание сирены) или больших длин требуется сечение 0.75 или 1.0 мм².

3. В чем разница между кабелем КСВВ и КВВ-П?

• КСВВ: Кабель Сигнальный, в Виниловой (ПВХ) изоляции, в Виниловой оболочке. Предназначен для внутренней прокладки.
• КВВ-П: Кабель с Виниловой изоляцией, в Виниловой оболочке, Плоский. Конструктивное отличие в форме – КВВ-П плоский, что удобно для скрытой прокладки под штукатурку.

4. Обязательно ли использовать экранированный кабель при прокладке рядом с силовыми линиями?
Да, настоятельно рекомендуется. Переменное напряжение в силовых кабелях наводит электромагнитные помехи в слаботочных линиях, что приводит к ложным срабатываниям или отказам системы. Прокладка должна осуществляться с соблюдением расстояния не менее 30-50 см, а при пересечении – под углом 90°. Если такое расстояние обеспечить невозможно, необходимо применять экранированный кабель (например, КВВ-Пэ) с последующим заземлением экрана с одной стороны.

5. Что означает маркировка «LS», «HF», «FRLS» на кабеле?

• LS (Low Smoke): Пониженное дымовыделение.
• HF (Halogen Free): Безгалогенный состав материалов. Не выделяет коррозионно-активных газов (хлора, фтора) при горении.
• FR (Fire Resistance): Огнестойкость. Способность кабеля выполнять свои функции в течение определенного времени в условиях пожара.
• FRLS: Огнестойкий с пониженным дымовыделением.

6. Можно ли использовать витую пару (UTP) для подключения неадресных датчиков?
Да, можно. При этом пары можно объединять для увеличения сечения проводников и снижения сопротивления линии. Однако, для неадресных систем это часто нецелесообразно с экономической точки зрения, так как витая пара обычно дороже стандартного монтажного кабеля КСВВ. Ее применение оправдано, если в будущем планируется модернизация системы на адресную или цифровую.

7. Какой кабель выбрать для уличного видеонаблюдения (камера с ИК-подсветкой)?
Для такой задачи необходим комбинированный кабель (КК). Он содержит коаксиальную жилу для передачи видео (например, РК-75-2) и две силовые медные жилы для подачи питания на камеру (обычно сечением 0.5-0.75 мм²). Оболочка должна быть из светостабилизированного полиэтилена для защиты от ультрафиолета и перепадов температур.