Кабели для прокладки на опорах

Кабели для прокладки на опорах: конструкция, типы, нормы выбора и монтажа

Прокладка кабелей на опорах (воздушная кабельная линия – ВКЛ) является широко распространенным техническим решением в сетях среднего (6-35 кВ) и низкого (0.4 кВ) напряжения. Данный метод сочетает преимущества воздушных линий (относительная простота монтажа и обслуживания на трассах сложного рельефа, в городской застройке) и кабельных линий (высокая надежность, компактность, меньшая зона отчуждения, повышенная безопасность). Ключевым элементом таких систем являются специальные кабели, предназначенные для наружной прокладки и восприятия механических нагрузок.

Конструктивные особенности кабелей для ВКЛ

Кабели для подвески на опорах принципиально отличаются от стационарно прокладываемых в земле или кабельных каналах. Их конструкция рассчитана на длительное воздействие атмосферных факторов и механическое напряжение.

• Токопроводящая жила: Как правило, используется алюминий (А) или реже медь (Cu) с многопроволочной круглой скруткой для обеспечения гибкости. Сечения нормированы согласно ПУЭ и типовым проектам.
• Изоляция: Применяются современные полимерные материалы: сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE) или светостабилизированный полиэтилен (ПЭ). Изоляция из СПЭ обеспечивает высокие температурные характеристики (длительно допустимая температура +90°C), стойкость к трекингу и влаге. Для линий 0.4 кВ также используется термопластичная изоляция из поливинилхлорида (ПВХ).
• Несущий элемент: Главная отличительная черта. Для самонесущих кабелей (например, СИП) роль несущего элемента выполняет нулевая несущая жила (НЖ) из алюминиевого сплава, окруженная стальным сердечником или без него. В кабелях для подвески на тросе (типа АВТ) несущий элемент отсутствует в конструкции самого кабеля – он крепится к отдельному стальному оцинкованному тросу.
• Экран (для кабелей на напряжение 6 кВ и выше): Полупроводящий слой поверх изоляции и медная экранирующая оплетка или проводник, обеспечивающие симметрию электрического поля и отвод токов утечки.
• Внешняя оболочка: Выполняется из полиэтилена (ПЭ) высокой плотности, светостабилизированного полиэтилена или ПВХ-пластикатата. Оболочка защищает от ультрафиолета, осадков, химических воздействий и механических повреждений при монтаже.

Основные типы кабелей для прокладки на опорах

Ассортимент делится на две крупные категории: самонесущие изолированные провода (СИП) и кабели для подвески на тросе.

1. Самонесущие изолированные провода (СИП)

Представляют собой комплекс изолированных жил, скрученных вокруг несущего нулевого сердечника. Основные системы по ГОСТ Р 52373-2005 (МЭК 61089):

• СИП-1, СИП-1А: Три изолированные фазные жилы (изоляция из светостабилизированного ПЭ), нулевая несущая жила (НЖ) без изоляции (СИП-1) или с изоляцией (СИП-1А). На напряжение до 0.6/1 кВ. Применяются для магистралей ВЛ 0.4 кВ.
• СИП-2, СИП-2А: Аналогичны СИП-1, но изоляция всех жил (включая нулевую несущую) выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Более высокая термостойкость. На напряжение до 0.6/1 кВ.
• СИП-3: Одножильный самонесущий провод с изоляцией из сшитого полиэтилена и сталеалюминевым сердечником. Предназначен для ВЛ 6-35 кВ. Является основным для строительства ВКЛ среднего напряжения.
• СИП-4, СИП-5: Не имеют отдельной несущей жилы. Все жилы равноправны и являются изолированными токопроводящими. Применяются для ответвлений к вводам, прокладки по стенам зданий.

2. Кабели для подвески на отдельном несущем тросе (типа АВТ)

Это классические силовые кабели с полимерной изоляцией, которые с помощью специальной арматуры (подвесных зажимов, дистанционных распорок) крепятся к стальному оцинкованному тросу. Примеры марок:

• АВВГ, АПвВГ: Кабель с алюминиевыми жилами (А), изоляцией из ПВХ (В) или сшитого полиэтилена (Пв), оболочкой из ПВГ (В), без защитного покрова (Г). Подвешивается на тросе. Для сетей 0.6/1 кВ.
• АПвПу, АПвПуг: Кабель с изоляцией из СПЭ, экраном из медных проволок (пу), герметизированный (г). Предназначен для ВКЛ 6-35 кВ. Подвешивается на тросе с соблюдением требований к допустимым растягивающим усилиям на жилы.

Критерии выбора кабеля для ВКЛ

Выбор осуществляется на основе технико-экономического расчета с учетом нормативных требований (ПУЭ 7-го изд., ГОСТ, СТО).

Сравнительная таблица основных типов кабелей для ВКЛ

Параметр	СИП-1, СИП-2 (на 0.4 кВ)	СИП-3 (на 10-35 кВ)	Кабель АПвПуг на тросе (на 10 кВ)
Номинальное напряжение, кВ	0.6/1	20, 35	6/10, 8.7/15
Несущий элемент	Нулевая жила из алюминиевого сплава	Сталеалюминевый сердечник в составе жилы	Отдельный стальной трос
Допустимое растягивающее усилие	Определяется сечением НЖ (40-70% от предела прочности)	Не менее 60-70% от предела прочности жилы	Воспринимается тросом, кабель не нагружается
Основная область применения	Магистрали и ответвления ВЛ 0.4 кВ	ВКЛ 10-35 кВ в населенной местности, в лесных массивах	ВКЛ 6-35 кВ при больших пролетах, переходы через препятствия
Преимущества	Минимальная ширина коридора, безопасность, простота монтажа	Высокая надежность, стойкость к КЗ, компактность	Возможность использования стандартных силовых кабелей, большая механическая прочность системы
Недостатки	Требуется специальная арматура	Высокая стоимость, чувствительность к качеству монтажа концевых заделок	Широкий коридор, сложность монтажа (вытяжка двух элементов), риск перетирания кабеля

Нормы проектирования и монтажа

Прокладка кабелей на опорах регламентируется главой 2.4 ПУЭ «Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ» и главой 2.5 «Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ».

• Габариты: Расстояние от кабеля в самой нижней точке пролета до земли должно быть не менее: 6 м – над проезжей частью; 3.5 м – над непроезжей частью; 5 м – в ненаселенной местности для ВЛ до 1 кВ; 6 м – для ВЛ 6-35 кВ.
• Пролеты: Максимальные длины пролетов определяются расчетом на механическую прочность и стрелу провеса. Для СИП-1,2 типовые пролеты – 40-50 м. Для СИП-3 и кабелей на тросе – до 70-100 м, в зависимости от сечения и климатических условий (гололед, ветер).
• Крепление и арматура: Используются специальные анкерные и поддерживающие зажимы, рассчитанные на конкретный тип и сечение кабеля. Для СИП – диэлектрические зажимы. Для подвески на тросе – подвесные гирлянды с дистанционными распорками или ленты-вязки.
• Защита от вибрации и схлестывания: На линиях с длинными пролетами и в ветровых районах применяются гасители вибрации (демпферы). Для предотвращения схлестывания фаз используются дистанционные распорки.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос: Что экономичнее и надежнее – СИП или кабель на тросе?

Ответ: Для линий 0.4 кВ СИП является безусловно экономичным и надежным решением, снижающим эксплуатационные затраты. Для линий 6-35 кВ выбор зависит от условий. СИП-3 дает выигрыш в компактности и безопасности, но требует высокой культуры монтажа концевых муфт. Кабель на тросе часто выбирают при модернизации существующих ВЛ, где можно использовать старый трос, или при необходимости обеспечить очень высокую механическую прочность (переходы через реки, овраги).

Вопрос: Можно ли использовать обычный кабель АВВГ для подвески на опорах?

Ответ: Нет, без дополнительного несущего троса – категорически нельзя. Обычный кабель не рассчитан на длительные механические растягивающие нагрузки и воздействие ультрафиолета. Его оболочка из ПВХ быстро разрушится на открытом воздухе. Для подвески применяются либо специальные марки кабелей с усиленной, светостабилизированной оболочкой (АВВГ-ХЛ, АПвВГ), либо, что чаще, обычный кабель для стационарной прокладки, но подвешиваемый с помощью дистанционных креплений к отдельному несущему тросу.

Вопрос: Как рассчитывается необходимое натяжение и стрела провеса для СИП-3?

Ответ: Расчет выполняется по методике, аналогичной расчету голых проводов, но с учетом механических характеристик, указанных в ТУ на конкретный провод. Исходные данные: тип и сечение СИП, климатический район (толщина стенки гололеда, скорость ветра), желаемый пролет. Расчет ведется на два режима: максимальная нагрузка (гололед+ветер) и минимальная температура. Цель – обеспечить допустимую механическую нагрузку на несущую жилу и соблюдение габаритов до земли в любых условиях.

Вопрос: Нуждается ли кабельная линия на опорах в устройстве заземления?

Ответ: Да, обязательно. Для кабелей 6 кВ и выше с медным экраном (оболочкой) экраны должны быть заземлены с обеих сторон для протекания циркулирующих токов и в промежуточных точках (на опорах с арматурой) для защиты от перенапряжений. Для СИП нулевая несущая жила выполняет функцию PEN- или PE-проводника и заземляется на каждой опоре через арматуру или непосредственно.

Вопрос: Каков типичный срок службы современных кабелей для ВКЛ?

Ответ: Гарантийный срок, устанавливаемый производителями, обычно составляет 3-5 лет. Однако расчетный срок службы при соблюдении условий монтажа и эксплуатации значительно выше: для кабелей и проводов с изоляцией из сшитого полиэтилена (СИП-2, СИП-3, АПвВГ, АПвПуг) – не менее 30-40 лет; с изоляцией из светостабилизированного ПЭ – 20-25 лет. Критическим фактором является качество монтажа концевых и соединительных муфт.

Заключение

Применение кабелей для прокладки на опорах представляет собой современный и технологичный способ строительства распределительных сетей, отвечающий требованиям повышения надежности и безопасности электроснабжения. Правильный выбор типа кабеля (СИП или кабель на тросе), его сечения и конструкции, строгое соблюдение норм проектирования и монтажа с использованием специализированной арматуры являются залогом долговечной и бесперебойной работы воздушной кабельной линии. Постоянное развитие материалов (новые составы полимеров, композитные несущие элементы) и технологий монтажа продолжает расширять область экономически целесообразного применения ВКЛ.