Кабель подключения сети

Классификация и типы кабелей для подключения сетей

Кабели для подключения сетей подразделяются на две основные категории: кабели для передачи электрической энергии (силовые кабели) и кабели для передачи информации (кабели связи, данные кабели). Конструкция, материалы и области применения каждого типа строго регламентированы национальными и международными стандартами (ГОСТ, МЭК, EN).

1. Силовые кабели для электрических сетей

Данные кабели предназначены для распределения и передачи электрической энергии в стационарных установках. Ключевыми параметрами являются номинальное напряжение, сечение токопроводящей жилы, материал изоляции и материал оболочки.

1.1. Конструктивные элементы силового кабеля:

• Токопроводящая жила: Изготавливается из меди или алюминия.
  • Медь: Обладает более высокой электропроводностью, механической прочностью и стойкостью к окислению. Применяется в ответственных установках и при ограничениях по сечению.
  • Алюминий: Легче и дешевле меди, но имеет более низкую электропроводность и склонен к ползучести и окислению, что требует специальных мер при монтаже (например, использование контактной пасты).
• Изоляция: Обеспечивает электрическую прочность и защиту от короткого замыкания.
  • Поливинилхлорид (ПВХ): Широко распространен благодаря низкой стоимости и гибкости. Существуют различные модификации: ПВХ общего назначения, с пониженной горючестью (ПВХнг), с пониженным дымовыделением и газообразованием (ПВХнг-LS), безгалогенный (ПВХнг-HF).
  • Сшитый полиэтилен (СПЭ/XLPE): Обладает повышенной термостойкостью (до +90°C в длительном режиме), стойкостью к токам короткого замыкания и влаге. Основной материал для кабелей среднего и высокого напряжения.
  • Резина (каучук): Обеспечивает исключительную гибкость и стойкость к вибрациям, но имеет более высокую стоимость. Применяется в гибких переносных кабелях (например, КГ).
  • Бумажная пропитанная изоляция: Используется в кабелях высокого напряжения (110 кВ и выше). Требует сложной герметизации.
• Поясная изоляция: Дополнительный слой изоляции, накладываемый поверх изолированных жил многожильного кабеля для повышения электрической прочности и формоустойчивости.
• Экран: Применяется в кабелях на напряжение 6 кВ и выше. Выполняется из электропроводящих материалов (полупроводящий слой, медная лента, проволока) для выравнивания электрического поля и защиты от внешних электромагнитных помех.
• Броня: Защищает кабель от механических повреждений.
  • Стальные ленты (Бл): Обеспечивает защиту от сдавливания и растяжения.
  • Стальные оцинкованные проволоки (Бп): Обеспечивает защиту от растягивающих усилий (например, при прокладке в вертикальных шахтах).
• Внешняя оболочка: Защищает внутренние элементы от воздействия окружающей среды (влаги, УФ-излучения, химических веществ). Материалы: ПВХ, полиэтилен, резина.

1.2. Основные марки силовых кабелей и их применение:

Таблица 1: Марки и характеристики силовых кабелей

Марка кабеля	Материал жилы	Напряжение, кВ	Изоляция	Оболочка / Броня	Основное применение
ВВГ	Медь	до 1	ПВХ	ПВХ	Прокладка в сухих и влажных помещениях, кабельных каналах, на открытом воздухе (при отсутствии механических воздействий).
ВВГнг(A)-LS	Медь	до 1	ПВХнг-LS	ПВХнг-LS	Групповая прокладка в кабельных сооружениях, в том числе в многоэтажных зданиях. Не распространяет горение, пониженное дымовыделение.
АВВГ	Алюминий	до 1	ПВХ	ПВХ	Аналогично ВВГ, но с алюминиевой жилой. Применяется в сетях распределения электроэнергии.
NYM	Медь	до 0.66	ПВХ	ПВХ	Стандарт европейского типа. Имеет дополнительный герметизирующий слой-заполнитель из мелонаполненной резины. Для стационарной прокладки внутри зданий.
ПвВГ	Медь	до 35	СПЭ	ПВХ	Кабели среднего напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена. Для прокладки в земле, туннелях, кабельных каналах.
АПвВГ	Алюминий	до 35	СПЭ	ПВХ	Аналогично ПвВГ, но с алюминиевой жилой.
КГ	Медь	до 0.66	Резина	Резина	Гибкий кабель для подключения передвижных механизмов (краны, сварочные аппараты, генераторы).
ВБбШв	Медь	до 1	ПВХ	ПВХ, броня из стальных лент, защитный шланг	Для прокладки в земле (траншеях) с защитой от механических повреждений.
АВБбШв	Алюминий	до 1	ПВХ	ПВХ, броня из стальных лент, защитный шланг	Аналогично ВБбШв, но с алюминиевой жилой.

2. Кабели для передачи данных (информационные сети)

Эти кабели предназначены для передачи сигналов связи и данных. Основными параметрами являются полоса пропускания, волновое сопротивление, скорость передачи данных и помехозащищенность.

2.1. Витая пара (Twisted Pair, TP)

Используется в структурированных кабельных системах (СКС) для компьютерных сетей (Ethernet), телефонии, систем видеонаблюдения.

• Конструкция: Несколько пар изолированных медных проводников, скрученных вместе с определенным шагом для снижения электромагнитных помех (ЭМП) и перекрестных наводок.
• Экранирование:
  • U/UTP (ранее UTP) — неэкранированная витая пара.
  • F/UTP (ранее FTP) — общий экран из фольги.
  • S/FTP (ранее S-STP) — экран из фольги для каждой пары и общий экран из медной оплетки.
• Категории: Определяют полосу пропускания и скорость передачи.

Таблица 2: Категории кабеля «витая пара»

Категория	Полоса пропускания	Скорость передачи	Применение
Cat 5e	100 МГц	до 1 Гбит/с	Наиболее распространена для сетей 100BASE-TX и 1000BASE-T.
Cat 6	250 МГц	до 10 Гбит/с (на расстояние до 55 м)	Сети 10GBASE-T.
Cat 6A	500 МГц	до 10 Гбит/с (на расстояние до 100 м)	Высокоскоростные сети дата-центров.
Cat 7	600 МГц	до 10 Гбит/с и выше	Экранированные системы (S/FTP).
Cat 8	2000 МГц	до 40 Гбит/с (на расстояние до 30 м)	Для коротких соединений в дата-центрах.

2.2. Коаксиальный кабель

Используется в системах видеонаблюдения (CCTV), антенных системах (телевидение, СВ-связь), высокоскоростных магистралях передачи данных.

• Конструкция: Центральный медный проводник, окруженный изоляцией (диэлектриком), экраном (фольга и/или оплетка) и внешней оболочкой.
• Волновое сопротивление: Наиболее распространены кабели с сопротивлением 50 Ом (для передачи данных) и 75 Ом (для видеосигналов и телевидения).
• Марки: RG-6, RG-11, RG-58, RG-213.

2.3. Волоконно-оптический кабель (ВОК)

Используется для магистральных линий связи, подключения центров обработки данных, FTTx (оптика до помещения). Обеспечивает высочайшую скорость, защищенность от ЭМП и большие расстояния.

• Конструкция: Основа — оптическое волокно из кварцевого стекла или пластика, передающее световой сигнал.
• Типы волокон:
  • Одномодовое (SMF): Малое сечение сердцевины (8-10 мкм). Передает одну моду света. Малое затухание, большая дальность (десятки и сотни км). Высокие скорости.
  • Многомодовое (MMF): Большее сечение сердцевины (50 или 62.5 мкм). Передает несколько мод света. Большее затухание, меньшая дальность (до 500-2000 м). Применяется внутри зданий.
• Классы оболочки:
  • Тight Buffer: Плотный буфер для прокладки внутри помещений.
  • Loose Tube: Свободная трубка для прокладки в грунте, с высокой стойкостью к растяжению и влаге.
  • Armored: Броневой кабель с защитой от грызунов и механических повреждений.

3. Критерии выбора кабеля для подключения сети

1. Назначение сети: Определяет тип кабеля (силовой, витая пара, оптика).
2. Электрические параметры:
   • Для силовых: Напряжение, сила тока (определяет сечение жилы), частота, условия короткого замыкания.
   • Для данных: Полоса пропускания, затухание, перекрестные наводки (NEXT, ACR-F).
3. Условия прокладки и эксплуатации:
   • Температура: Номинальная, минимальная и максимальная.
   • Механические воздействия: Наличие брони, гибкость.
   • Окружающая среда: Влажность, УФ-излучение, химическая агрессивность, наличие грызунов.
   • Пожарная безопасность: Необходимость использования кабелей с пониженной горючестью (нг), с низким дымовыделением (LS), безгалогенных (HF).
4. Совместимость и стандарты: Соответствие национальным стандартам (ГОСТ Р, ПУЭ) и международным (МЭК, UL, EN).
5. Экономическая эффективность: Стоимость кабеля, монтажа и жизненного цикла.

4. Нормативные документы и стандарты

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ): Основной руководящий документ в РФ.
• ГОСТ Р МЭК 60227-серия: На кабели с ПВХ изоляцией на напряжение до 1 кВ.
• ГОСТ Р МЭК 60502-серия: На силовые кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение от 1 кВ до 30 кВ.
• ГОСТ 31565-2012 (Серия ГОСТ Р 53315): Требования пожарной безопасности к кабельной продукции.
• Стандарты TIA/EIA-568: Для структурированных кабельных систем (витая пара, оптика).

---

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Что выбрать для стационарной прокладки в квартире: кабель ВВГнг-LS или NYM?
Оба кабеля подходят. NYM имеет дополнительный слой-заполнитель, что повышает его герметичность и механическую прочность, но делает его более жестким и дорогим. ВВГнг-LS более гибкий и экономичный, полностью соответствует требованиям ПУЭ для групповой прокладки. Для скрытой проводки в штробах чаще используют ВВГнг-LS.

2. Почему в силовых кабелях на напряжение выше 1 кВ используется экран?
Экран выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая его концентрацию на отдельных участках изоляции, что приводит к ее пробою. Также экран защищает от внешних электромагнитных помех и обеспечивает безопасность при повреждении.

3. В чем принципиальная разница между кабелями с изоляцией из ПВХ и СПЭ?
СПЭ имеет более высокую рабочую температуру (+90°C против +70°C у ПВХ), большую стойкость к токам короткого замыкания и влаге. Кабели со СПЭ изоляцией имеют больший срок службы и меньший вес и диаметр при одинаковых параметрах, но их стоимость выше.

4. Когда необходимо применять бронированный кабель?
Бронированный кабель (например, ВБбШв) обязателен при прокладке в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб или коробов. Он также применяется в местах с риском механических повреждений: в производственных цехах, на эстакадах, в тоннелях.

5. Можно ли прокладывать кабель с алюминиевыми жилами в жилых зданиях?
Согласно актуализированной редакции ПУЭ (п. 7.1.34), в зданиях и сооружениях жилого и общественного назначения следует применять кабели и провода с медными жилами. Использование алюминиевых жил сечением менее 16 мм² в групповых сетях внутри помещений запрещено.

6. Что означают обозначения «нг», «LS», «HF» в маркировке кабелей?

• нг (non-flame propagating) — не распространяющий горение при групповой прокладке.
• LS (Low Smoke) — с пониженным дымовыделением.
• HF (Halogen Free) — безгалогенный, при горении не выделяет коррозионно-активные и токсичные газы.

7. Какой кабель «витая пара» выбрать для офисной сети на 1 Гбит/с?
Для большинства офисных применений достаточно кабеля категории 5e (Cat 5e) с экранированием F/UTP (если есть источники помех) или U/UTP (если помех нет). Категория 6 обеспечит запас на будущее.

8. В чем преимущество волоконно-оптического кабеля перед медной витой парой?

• Высокая помехозащищенность (не подвержен ЭМП).
• Высокая скорость передачи данных (сотни Гбит/с и более).
• Большая дальность связи (десятки км без ретрансляции).
• Безопасность данных (сложность несанкционированного подключения).
• Малые габариты и вес.

9. Как правильно выбрать сечение силового кабеля?
Сечение выбирается по двум основным критериям:

• По допустимому длительному току нагрузки (согласно ПУЭ, гл. 1.3). Учитывается способ прокладки, температура окружающей среды и группировка кабелей.
• По потере напряжения (должна быть в пределах норм, например, не более 5% для групповых линий).

10. Можно ли прокладывать кабель ВВГ на открытом воздухе?
Да, кабель ВВГ с обычной ПВХ оболочкой может прокладываться на открытом воздухе, но только если он защищен от прямого солнечного излучения (например, в кабельном канале, трубе). Для открытой прокладки под солнцем рекомендуется использовать кабели с светостабилизированной полиэтиленовой оболочкой (например, АВВГ-П или ВВГ-П), которая устойчива к ультрафиолету.