Кабели без брони: конструкция, классификация и область применения
Кабели без брони представляют собой обширный класс кабельной продукции, в конструкции которых отсутствуют броневые покровы из стальных лент или проволок. Их основное назначение – передача и распределение электрической энергии, сигналов или данных в условиях, где отсутствуют значительные механические воздействия, растягивающие усилия и риск случайных повреждений. Отсутствие брони существенно снижает вес, стоимость, радиус изгиба кабеля и упрощает его монтаж, что обуславливает их повсеместное применение.
Конструктивные элементы кабелей без брони
Конструкция таких кабелей варьируется в зависимости от назначения, но общие элементы включают:
- Токопроводящая жила: Изготавливается из меди или алюминия. Может быть однопроволочной (класс 1 по ГОСТ 22483) или многопроволочной (классы 2, 3, 4, 5), что повышает гибкость. Сечение и форма (круглая, секторная) жилы нормированы.
- Изоляция жилы: Выполняет основную электрическую функцию. Материалы: ПВХ (винил), сшитый полиэтилен (XLPE), этиленпропиленовая резина (EPR), бумага с пропиткой (в старых конструкциях). Выбор материала определяет температурный режим, диэлектрические потери и стойкость к среде.
- Поясная изоляция: Обмотка поверх изолированных жил, часто из ПВХ-ленты или экструдированного полимера, для формирования круглой формы кабеля и дополнительной электрической защиты.
- Экран (при наличии): Для кабелей на напряжение выше 1-6 кВ, а также для чувствительных слаботочных кабелей. Может быть выполнен из медных или алюминиевых лент, оплетки из медных проволок, проводящих полимеров. Нейтрализует электрическое поле, защищает от внешних помех.
- Внутренняя оболочка: Разделительный слой между сердечником и внешней защитой, часто из ПВХ или полиэтилена.
- Наружная оболочка (защитный шланг): Ключевой элемент механической и химической защиты. Материалы: ПВХ (для общего применения), полиэтилен (PE, HDPE – высокая стойкость к влаге и УФ), безгалогеновые огнестойкие составы (LSZH, FRHF – для общественных зданий, метро).
- Заполнитель: Пространство между жилами часто заполняется нитями, резиновой крошкой или компаундом для придания механической стабильности и круглой формы.
- ВВГ (медный, изоляция и оболочка из ПВХ, без защиты). Модификации: ВВГнг(А)-LS (не распространяющий горение, с пониженным дымогазовыделением), ВВГз (с заполнением).
- АВВГ (алюминиевый аналог ВВГ).
- ПвВГ (с изоляцией из сшитого полиэтилена, более высокая допустимая температура).
- NYM (аналог ВВГ с дополнительным несущим заполнением между жилами, европейский стандарт).
- КГ (гибкий кабель с резиновой изоляцией и оболочкой, для подвижного присоединения).
- ПвП – с изоляцией из сшитого полиэтилена, медной жилой, экраном и оболочкой из полиэтилена.
- АПвП – алюминиевый аналог.
- Цена на такие кабели без брони ниже, чем на бронированные, но их прокладка требует защиты в виде кабельных лотков, коробов или труб.
- Напряжение и сечение жил: Определяются расчетом нагрузки и сетевыми параметрами.
- Материал изоляции: Сшитый полиэтилен (XLPE) предпочтителен для сетей выше 1 кВ и при повышенных температурах (до +90°C). ПВХ (до +70°C) – для стандартных условий до 1 кВ.
- Пожарная безопасность: Обязательное использование кабелей с индексом «нг» (не распространяющие горение по категории А, B, C, D) при групповой прокладке. Для мест скопления людей – «нг(A)-LS» или «нг(A)-HF».
- Условия прокладки: Для улицы или сырых помещений – оболочка из полиэтилена (PE). Для агрессивных сред – маслостойкий ПВХ или специальные резины.
- Наличие экрана: Обязателен для сетей выше 1 кВ, для цепей с чувствительной электроникой, в условиях сильных электромагнитных помех.
- Гибкость: Для подключения к зажимам распределительных щитов или подвижному оборудованию требуются жилы класса 5 (гибкие).
- Прокладка в земле: Допустима исключительно в защитных трубах (ПНД, ПВХ, металлических) или блоках. Глубина заложения – не менее 0.7-1.0 м. Обязательна песчаная подушка и сигнальная лента.
- Прокладка в помещениях: По сгораемым основаниям (дерево) кабель должен быть защищен несгораемой прокладкой (асбест, металл) или проложен в трубе/коробе. По несгораемым основаниям (бетон, кирпич) допускается открытая прокладка с креплением скобами.
- Радиус изгиба: Нормируется ГОСТ и ТУ. Обычно не менее 7.5-10 наружных диаметров для многожильных кабелей с ПВХ изоляцией и 10-15 диаметров для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Превышение радиуса ведет к деформации изоляции и экрана.
- Заземление экрана: Экран силовых кабелей 6 кВ и выше должен быть заземлен с двух сторон для обеспечения равного потенциала и безопасности. Технология заделки концов требует тщательного снятия экрана и установки концевых муфт.
- Соединение и ответвление: Выполняется с помощью кабельных муфт (соединительных, ответвительных, концевых), соответствующих типу кабеля и материалу изоляции.
- Пв – изоляция из сшитого полиэтилена.
- П – оболочка из полиэтилена.
- нг(А) – не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наивысшая стойкость).
- HF (Halogen Free) – безгалогеновая оболочка, не выделяющая коррозионные газы и дым при пожаре.
- 1х150/25 – одна жила сечением 150 мм² с экраном сечением 25 мм².
- 10 кВ – номинальное напряжение 10000 В.
Классификация и основные типы кабелей без брони
Классификация осуществляется по множеству признаков: номинальному напряжению, материалу изоляции, гибкости, назначению.
1. Силовые кабели на напряжение до 1 кВ
Наиболее массовая группа для распределения энергии в зданиях и промышленных сетях.
2. Силовые кабели на напряжение 6-35 кВ и выше
Для распределения в сетях среднего напряжения. Обязательно наличие экрана по каждой жиле или общего.
3. Кабели контрольные
Для цепей контроля, измерения, управления (например, КВВГ, КВВГэ – с экраном).
4. Кабели связи и передачи данных
Витая пара (UTP, FTP), коаксиальные, оптические кабели (в буферных трубках без армирования).
Области применения и ограничения
Применение кабелей без брони строго регламентировано условиями прокладки.
| Область применения | Типовые марки кабелей | Условия прокладки | Примечания |
|---|---|---|---|
| Стационарная прокладка внутри зданий, офисов, жилых помещений | ВВГнг(А)-LS, NYM, ПвВГ | В лотках, коробах, по стенам, в штробах под штукатуркой, подвесных потолках. Запрещена прокладка непосредственно по сгораемым основаниям без защиты. | Обязательно использование кабелей с индексом «нг» (не распространяющие горение) и, предпочтительно, «LS» (Low Smoke) в общественных зданиях. |
| Промышленные предприятия, цеха | ВВГ, ВВГз, ПвВГ, КВВГэ | В кабельных каналах, по эстакадам, в трубах. При риске механических повреждений – обязательна защита металлическими рукавами или коробами. | Важен учет агрессивности среды (масла, кислоты) и выбор соответствующей оболочки. |
| Кабельные линии в земле (траншеях) | ПвП, АПвП, ПвВГ (ограниченно) | ТОЛЬКО при условии прокладки в защитных полиэтиленовых или ПВХ трубах, либо в блоках. Прямая прокладка в земле запрещена из-за риска повреждения при раскопках и давления грунта. | Требуется сигнальная лента поверх трассы. Бронированный кабель (АВБбШв, ПвБбШв) предпочтительнее. |
| Подвижное присоединение оборудования | КГ, КГ-ХЛ (холодостойкий) | Свободная подвеска или на подвижных частях механизмов. Запрещена прокладка в земле. | Ключевой параметр – гибкость (класс 5 и выше). |
| Объекты с особыми требованиями к пожарной безопасности (метро, ТЦ, вокзалы) | ПвПнг(А)-HF, ВВГнг(А)-FRLS | В системах аварийного электроснабжения, эвакуационного освещения, пожарной сигнализации. Прокладка пучками. | Используются кабели с огнестойкостью (индекс «FR») и безгалогеновой оболочкой (HF), не выделяющей коррозионные газы при горении. |
Сравнительный анализ: кабели без брони vs. бронированные кабели
| Параметр | Кабель без брони (например, ВВГ, ПвП) | Бронированный кабель (например, ВБбШв, ПвБбШв) |
|---|---|---|
| Механическая защита | Низкая. Защищает только от мелких ударов, истирания. Не выдерживает давление грунта, растяжение, грызунов. | Высокая. Стальные ленты (броня) защищают от проколов, давления, растягивающих усилий, грызунов. |
| Стоимость | Ниже на 15-40% за счет отсутствия металлической брони и упрощения конструкции. | Выше. |
| Вес и гибкость | Меньший вес, меньший минимальный радиус изгиба. Лече в транспортировке и монтаже. | Больший вес, больший радиус изгиба. Требует больше усилий при прокладке. |
| Область применения | Внутренние помещения, кабельные сооружения (эстакады, галереи), трубы и короба. В земле – только в трубах. | Прямая прокладка в земле (траншеях), в местах с высоким риском механических повреждений, в т.ч. на территории промышленных предприятий. |
| Монтаж | Проще, не требует специального заземления брони. | Требует заземления броневых покровов с двух сторон. Необходим инструмент для резки брони. |
| Коррозионная стойкость | Зависит только от материала оболочки (ПЭ, ПВХ стойки к влаге). | Требуется внешний защитный шланг поверх брони (индекс «Шв» – шланг виниловый) для защиты стали от коррозии. |
Критерии выбора кабеля без брони
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабелей без брони требует соблюдения правил, компенсирующих отсутствие механической защиты.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Можно ли проложить кабель ВВГнг-LS прямо в земле на дачном участке?
Нет, категорически не рекомендуется. Кабель ВВГ не имеет брони и гидроизоляционной защиты (металлической оболочки). Даже в защитной ПВХ оболочке он не выдержит давления грунта, точечных нагрузок (например, лопаты), воздействия грунтовых вод и корней растений. Для прокладки в земле, даже на участке, необходимо использовать бронированный кабель (например, АВБбШв) или помещать кабель ВВГ в герметичную ПНД трубу на всю длину, что часто экономически и технологически нецелесообразно.
В чем принципиальная разница между ВВГ и NYM?
Оба кабеля – медные, с ПВХ изоляцией и оболочкой. Ключевое отличие – наличие у кабеля NYM дополнительного промежуточного герметизирующего слоя из мелонаполненной резины (не поддерживающей горение) между жилами и оболочкой. Это повышает его гибкость, немного улучшает пожарные характеристики и обеспечивает дополнительную герметизацию. Кабель NYM соответствует немецкому стандарту VDE, а ВВГ – отечественному ГОСТ. По электрическим параметрам они близки, но NYM, как правило, дороже и не предназначен для прокладки в земле и на открытом воздухе (оболочка не устойчива к УФ).
Когда необходим экран в кабеле на напряжение 0.4 кВ?
Экран в низковольтных кабелях (до 1 кВ) необходим в следующих случаях: 1) Для питания чувствительного электронного оборудования (серверное, медицинское) – для защиты от электромагнитных помех. 2) В протяженных кабельных линиях для симметрирования электрического поля и снижения влияния на соседние цепи. 3) В цепях с частотными преобразователями для подавления высших гармоник и помех, создаваемых самим кабелем. 4) В взрывоопасных зонах для предотвращения искрения при пробое.
Что означает маркировка «ПвПнг(А)-HF 1х150/25-10 кВ»?
Это силовой кабель на среднее напряжение, без брони, с высокой пожарной и экологической безопасностью.
Почему кабели без брони с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE) вытесняют бумажно-масляные?
Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (ПвП, ПвВ) имеют ряд преимуществ: более высокую допустимую температуру жилы (до +90°C против +70°C), меньший вес и радиус изгиба, отсутствие необходимости в сложных концевых муфтах с масляным барьером, возможность прокладки на вертикальных участках без ограничения по высоте (бумажная изоляция подвержена стеканию пропитки). Они не требуют системы масляного питания и мониторинга, что упрощает эксплуатацию и снижает пожарную опасность.
Как правильно выбрать минимальный радиус изгиба при прокладке кабеля ПвП 10 кВ?
Минимальный радиус изгиба для одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 6-10 кВ, как правило, составляет не менее 15-20 наружных диаметров кабеля (D). Для многожильных кабелей – не менее 10-12 D. Точное значение всегда указано в технических условиях (ТУ) или каталоге производителя на конкретную марку кабеля. Например, для кабеля ПвП 10 кВ сечением 3х150 мм² с наружным диаметром 65 мм радиус изгиба будет не менее 650 мм (10D). Нарушение этого правила ведет к необратимой деформации экрана и изоляции, возникновению локальных электрических напряжений и сокращению срока службы.
Заключение
Кабели без брони являются основой для построения внутренних и наружных (при условии защиты) кабельных систем электроснабжения, связи и автоматизации. Их правильный выбор, основанный на анализе условий прокладки, требований пожарной безопасности, электрических параметров и экономической целесообразности, является критически важной задачей для проектировщиков и монтажников. Понимание конструкции, маркировки и областей применения различных типов таких кабелей позволяет создавать надежные, безопасные и долговечные инженерные сети. При этом всегда следует помнить об их ключевом ограничении – необходимости защиты от механических воздействий там, где такие воздействия возможны.