Кабели с пластмассовой оболочкой

Кабели с пластмассовой изоляцией и оболочкой: классификация, материалы, области применения и нормативные требования

Кабели с пластмассовой изоляцией и оболочкой составляют основу современных кабельных систем электроснабжения, связи и управления. Их широкое распространение обусловлено оптимальным сочетанием электротехнических характеристик, механических свойств, стойкости к воздействию внешней среды, технологичности производства и монтажа, а также экономической эффективности. Данный класс кабельной продукции вытеснил изделия с бумажной пропитанной изоляцией во многих областях и продолжает развиваться за счет появления новых полимерных композиций.

Классификация и основные типы кабелей

Кабели с пластмассовой оболочкой классифицируются по нескольким ключевым признакам:

• По материалу изоляции: Поливинилхлорид (ПВХ), Сшитый полиэтилен (СПЭ), Полиэтилен (ПЭ), Полипропилен (ПП).
• По материалу оболочки: ПВХ-пластикат, Полиэтилен (ПЭ), Полиамид (ПА), Безгалогеновые огнестойкие составы (LSZH).
• По номинальному напряжению: Низковольтные (до 1 кВ), Средневольтные (от 6 до 35 кВ), Высоковольтные (110 кВ и выше).
• По конструкции: Одножильные и многожильные, с поясной изоляцией и экранами или без них, бронированные и небронированные.
• По назначению: Силовые для стационарной прокладки, Гибкие для подвижного присоединения, Кабели управления, Контрольные кабели, Кабели связи.

Характеристики и свойства полимерных материалов

Поливинилхлорид (ПВХ)

ПВХ-пластикат – наиболее распространенный материал для изоляции и оболочки низковольтных кабелей общего назначения. Его свойства определяются рецептурой композиции, включающей стабилизаторы, пластификаторы, наполнители и пигменты.

• Преимущества: Хорошие диэлектрические свойства, гибкость, нераспространение горения, стойкость к маслам, кислотам и щелочам, низкая стоимость.
• Недостатки: Потеря гибкости при низких температурах (хладотекучесть), выделение коррозионно-активных газов и густого дыма при горении, миграция пластификаторов со временем.

Сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE)

Материал, получаемый из полиэтилена путем создания поперечных связей между молекулярными цепями (сшивка), что радикально улучшает его термостойкость и механические свойства.

• Преимущества: Повышенная рабочая температура (до +90°C долговременно, до +250°C в режиме перегрузки), высокая стойкость к тепловому пробою и токам короткого замыкания, отличные диэлектрические характеристики, стойкость к влаге и химикатам.
• Область применения: Изоляция силовых кабелей на напряжения от 1 кВ до 500 кВ и выше. Является стандартом для современных средневольтных и высоковольтных линий.

Полиэтилен (ПЭ, PE)

Используется преимущественно для оболочек кабелей наружной прокладки и изоляции кабелей связи.

• Преимущества: Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам, отличные механические свойства, хорошая гибкость при низких температурах.
• Недостатки: Горючесть и распространение пламени, низкая термостойкость.

Безгалогеновые огнестойкие составы (LSZH, HF)

Специальные полимерные композиции на основе полиолефинов с минеральными наполнителями, не содержащие хлора, фтора, брома и йода.

• Преимущества: Крайне низкое дымовыделение и отсутствие выделения коррозионных газов (галогеноводородов) при пожаре. Повышенная огнестойкость.
• Область применения: Обязательны для использования в метрополитенах, тоннелях, аэропортах, больницах, многоэтажных зданиях, торговых центрах – везде, где важна безопасность людей при эвакуации.

Конструктивные особенности и элементы

Типовая конструкция силового кабеля с пластмассовой изоляцией включает:

1. Токопроводящая жила: Из меди или алюминия, круглой или секторной формы, однопроволочная или многопроволочная.
2. Изоляция: Нанесенный экструзией слой полимера (ПВХ, СПЭ), обеспечивающий электрическую прочность.
3. Экран по жиле (для кабелей на 6 кВ и выше): Полупроводящий слой, выравнивающий электрическое поле вокруг жилы.
4. Поясная изоляция: Общий слой изоляции, скрепляющий изолированные жилы многожильного кабеля.
5. Экран (металлический): Из медных проволок или ленты, служит для защиты от внешних электромагнитных помех и в качестве пути для тока короткого замыкания.
6. Оболочка: Наружный защитный слой из ПВХ, ПЭ или LSZH-компаунда, предохраняющий от механических повреждений, влаги и агрессивных сред.
7. Броня (при наличии): Ленты из оцинкованной стали или гофрированная алюминиевая/стальная оболочка для защиты от грызунов и механических воздействий.

Области применения и условия прокладки

Выбор конкретного типа кабеля строго регламентируется условиями эксплуатации и нормативными документами.

Таблица 1: Соответствие типов кабелей условиям прокладки

Условия прокладки/эксплуатации	Рекомендуемый материал оболочки/изоляции	Типичные марки кабелей (примеры по ГОСТ/ТУ)
Внутренняя прокладка в зданиях, кабельных сооружениях	ПВХ, LSZH	ВВГ, ВВГнг-LS, NYM
Прокладка в земле (траншеях) без брони	ПВХ, ПЭ	АВБбШв, ВБбШв (с броней)
Прокладка в земле с риском механических повреждений	ПЭ или ПВХ поверх брони	АВБбШв, ВБбШв, ПвБШв
Наружная прокладка (по фасадам, на эстакадах)	Светостабилизированный ПЭ, ПВХ с УФ-стабилизаторами	СИП, АВВГ, ВВГ-ХЛ
Прокладка в агрессивных средах (химическая промышленность)	ПВХ, специальные составы	ВВГ, КВВГ
Пожароопасные помещения, объекты с массовым пребыванием людей	LSZH, огнестойкие составы	ВВГнг-FRLS, ППГнг-HF
Подвижное присоединение (машины, механизмы)	Особо гибкий ПВХ, резина	КГ, КГ-ХЛ

Нормативная база и маркировка

Производство и применение кабелей регламентируется национальными и международными стандартами: ГОСТ (Россия, СНГ), IEC (Международная электротехническая комиссия), EN (Евронормы), VDE (Германия). Маркировка кабеля содержит всю информацию о его конструкции:

• Материал жилы: А – алюминий, отсутствие буквы – медь.
• Материал изоляции: В – ПВХ, Пв – СПЭ, П – ПЭ.
• Материал оболочки: В – ПВХ, Шв/Шп – защитный шланг из ПВХ/ПЭ.
• Особые свойства: нг – не распространяющий горение, LS – с пониженным дымовыделением, FRLS – огнестойкий, HF – безгалогеновый.
• Конструктивные элементы: Б – броня, Э – экран, Г – гибкий.

Пример: Кабель АВВГнг(ож)-0.66 кВ 3х50 – алюминиевый, с ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой, не распространяющий горение, одножильный, на напряжение 0.66 кВ, 3 жилы сечением 50 мм².

Тенденции и перспективы развития

Основные направления развития связаны с повышением безопасности, надежности и эффективности:

1. Развитие огнестойких и безгалогеновых технологий: Создание составов, сочетающих высокие показатели пожарной безопасности с хорошими механическими и электрическими характеристиками.
2. Повышение термостойкости: Разработка полимеров для изоляции, работающих при температурах свыше +120°C.
3. Экологичность: Использование материалов, допускающих вторичную переработку, и снижение использования тяжелых металлов (свинец в стабилизаторах).
4. Совершенствование СПЭ-изоляции: Повышение стойкости к деревовидным разрядам и частичным разрядам для высоковольтных кабелей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между кабелями ВВГ и ВВГнг?

Кабель ВВГ имеет оболочку из обычного ПВХ-пластиката, который поддерживает горение при групповой прокладке. Кабель ВВГнг (не распространяющий горение) имеет в составе оболочки и изоляции специальные добавки-антипирены, которые препятствуют распространению пламени по кабелю при одиночной и групповой прокладке. Это обязательное требование для современных инсталляций согласно ПУЭ.

Когда необходимо использовать кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ)?

Кабели с изоляцией из СПЭ (например, ПвВГ, ПвПГ) применяются в случаях, где требуется повышенная нагрузочная способность, стойкость к перегрузкам и высокая надежность. Они предпочтительны для питания ответственных потребителей, для прокладки в условиях повышенных температур окружающей среды, а также для всех средневольтных сетей (6-35 кВ).

Что означает маркировка «LS», «HF» и «FR» на кабеле?

• LS (Low Smoke): Пониженное дымовыделение при горении.
• HF (Halogen Free)/LSZH (Low Smoke Zero Halogen): Безгалогеновый, с пониженным дымовыделением. Не выделяет коррозионно-активные газы.
• FR (Fire Resistance): Огнестойкий. Сохраняет работоспособность в условиях пожара в течение определенного времени (например, 60, 90, 120 минут).

Можно ли прокладывать кабель ВВГ на улице?

Прямая прокладка кабеля ВВГ (с ПВХ оболочкой) по улице под открытым солнцем не рекомендуется. Ультрафиолетовое излучение приводит к деструкции ПВХ, вымыванию пластификаторов, потере гибкости и растрескиванию оболочки. Для наружной прокладки следует использовать кабели со светостабилизированной полиэтиленовой оболочкой (например, АВВГ с индексом «ХЛ» для холодного климата или СИП) или прокладывать ВВГ в защитных трубах, лотках, закрытых коробах.

В чем разница между броней из стальных лент (БбШв) и гофрированной стальной ленты (КГШв)?

Броня из двух стальных оцинкованных лент (БбШв) обеспечивает защиту от механических воздействий, но делает кабель менее гибким. Броня в виде гофрированной стальной (КГШв) или алюминиевой (КГАШв) ленты обеспечивает сопоставимую защиту, но придает кабелю большую гибкость и герметичность (особенно алюминиевая гофра), что важно для прокладки в грунтах с высокой коррозионной активностью.

Как правильно выбрать сечение жилы кабеля с пластмассовой изоляцией?

Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ (Глава 1.3):
1. По длительно допустимому току нагрузки: Ток, протекающий по кабелю, не должен превышать значений, указанных в таблицах ПУЭ для конкретного способа прокладки.
2. По допустимой потере напряжения: Для удаленных потребителей.
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (для сетей выше 1 кВ).
Обязательно учитывается поправочный коэффициент на температуру окружающей среды и на количество кабелей, проложенных вплотную.