Кабели бронированные магистральные
Кабели бронированные магистральные: конструкция, классификация и применение
Бронированные магистральные кабели представляют собой класс силовых кабелей, предназначенных для передачи больших объемов электроэнергии на значительные расстояния в условиях повышенных механических нагрузок и агрессивных воздействий окружающей среды. Их ключевая особенность — наличие броневой оболочки, защищающей токопроводящие жилы и изоляцию от повреждений. Основная сфера применения — прокладка в земле (траншеях), коллекторах, тоннелях, через водные преграды, а также в зонах с высокой вероятностью внешних механических воздействий, включая сдвиги грунта, вибрацию и растягивающие усилия.
Конструктивные элементы бронированных магистральных кабелей
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Рассмотрим элементы от центра к периферии.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из меди или алюминия. Для магистральных кабелей среднего и высокого напряжения (от 6 кВ и выше) жилы, как правило, имеют секторную или сегментную форму для компактности. Сечение жил варьируется от 50 до 2000 мм² и более.
2. Экранировка жилы (для кабелей на напряжение от 6 кВ)
Полупроводящий экран накладывается поверх жилы для выравнивания электрического поля и предотвращения локальных перенапряжений в изоляции.
3. Изоляция
- Сшитый полиэтилен (XLPE): Наиболее распространенный материал для кабелей на напряжение до 220 кВ и выше. Обладает высокой термостойкостью (допустимая температура длительной работы до 90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Бумажная пропитанная изоляция (МПИ): Используется в кабелях высокого напряжения (часто 110 кВ и выше). Бумажная лента пропитывается вязким или нестекающим составом. Требует герметичной оболочки.
- Этиленпропиленовая резина (EPR): Применяется в кабелях специального назначения, обладает повышенной гибкостью и стойкостью к частым изгибам.
- Ленточная броня: Выполняется из стальных оцинкованных лент, наложенных в два слоя с перекрытием. Защищает от механических воздействий (сдавливание, удары), грызунов. Применяется в средах без значительных растягивающих усилий.
- Проволочная броня: Выполняется из стальных оцинкованных проволок (плоских или круглых), наложенных поверх оболочки. Обеспечивает защиту от растягивающих нагрузок, что критически важно для прокладки в грунтах с подвижками, по мостам, через водные преграды. Также повышает стойкость кабеля к токам короткого замыкания.
- А – алюминиевая жила (отсутствие «А» означает медную).
- В – изоляция из поливинилхлорида (ПВХ).
- Пв – изоляция из сшитого полиэтилена.
- П – полиэтиленовая внешняя оболочка/шланг.
- В – ПВХ внешняя оболочка/шланг.
- Б – броня из стальных лент.
- К – броня из стальных круглых проволок.
- 2г – двойная герметизация (водоблокирующие ленты/порошки).
- нг(A)-HF – нераспространяющий горение, с пониженным газо- и дымовыделением.
- ПвБШв – кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными лентами, с защитным ПВХ шлангом.
- АПвПг – кабель с алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из круглых стальных проволок, с полиэтиленовым шлангом.
- ЦСП-ПвП-1 110 кВ – кабель на 110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, медным экраном, броней из плоских проволок, с полиэтиленовой оболочкой.
4. Экранировка изоляции (для кабелей от 6 кВ)
Полупроводящий слой, наложенный поверх изоляции. Вместе с экраном жилы формирует коаксиальную систему, направляющую электрическое поле внутрь изоляционного слоя.
5. Поясная изоляция
Наносится поверх скрученных изолированных жил многожильного кабеля для формирования круглой формы и дополнительной электрической защиты.
6. Оболочка (внутренняя)
Изготавливается из полиэтилена (PE) или поливинилхлоридного пластиката (PVC). Защищает изоляцию и экраны от увлажнения и механических повреждений на этапе до наложения брони.
7. Броневой покров
Ключевой защитный элемент. Существует два основных типа:
8. Защитный шланг (внешняя оболочка)
Накладывается поверх брони для защиты стальных элементов от коррозии. Материалы: полиэтилен (PE) высокой плотности, PVC. Для кабелей, прокладываемых в агрессивных грунтах, используется шланг из специальных полимеров.
Классификация и маркировка
Маркировка кабелей в России осуществляется согласно ГОСТ и ТУ. Основные буквенные обозначения для бронированных кабелей:
Примеры марок:
Ключевые технические характеристики
Номинальное напряжение
Определяет класс напряжения сети, для которой предназначен кабель. Основные ряды: 1 кВ, 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ.
Количество и сечение жил
Магистральные кабели обычно выполняются одножильными (для высоких напряжений) или трехжильными (до 35 кВ).
Токовая нагрузка
Допустимый длительный ток зависит от сечения, материала жилы, условий прокладки (в земле, воздухе) и температуры окружающей среды.
| Сечение жилы, мм² | Медь, А | Алюминий, А |
|---|---|---|
| 50 | 245 | 190 |
| 120 | 375 | 290 |
| 240 | 530 | 410 |
| 400 | 695 | 540 |
Сопротивление изоляции
Нормируется для температуры +20°C. Для кабелей на напряжение 1 кВ сопротивление должно быть не менее 0.5 МОм, для кабелей выше 1 кВ — не менее 10 МОм на километр длины.
Испытательное напряжение
Кабели перед вводом в эксплуатацию подвергаются испытанию повышенным постоянным или переменным напряжением (например, для кабеля 10 кВ — переменным напряжением 2Uном в течение 10 минут).
Области применения и выбор типа брони
| Условия прокладки | Рекомендуемый тип брони | Рекомендуемый материал шланга | Дополнительные требования |
|---|---|---|---|
| Прокладка в траншеях в обычных грунтах (без растягивающих нагрузок) | Ленточная (Б) | PVC (В) или PE (П) | Защита от коррозии, грызунов |
| Прокладка в скальных, пучинистых грунтах, зонах сдвигов, через водные преграды | Проволочная (К) | PE высокой плотности (П) | Повышенная стойкость к растяжению |
| Прокладка в агрессивных грунтах (засоленных, болотистых, с блуждающими токами) | Ленточная или проволочная | PE специальных марок, стойкий к химикатам | Броня с усиленным цинковым покрытием, возможна дополнительная антикоррозийная защита |
| Прокладка в тоннелях, коллекторах, пожароопасных зонах | Ленточная (Б) | PVC нг(A)-HF | Огнестойкость, низкое дымовыделение |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж бронированных кабелей требует соблюдения строгих правил. Радиус изгиба нормируется и зависит от диаметра кабеля и его конструкции (обычно не менее 15-25 наружных диаметров для силовых кабелей с броней). При прокладке в земле обязательна песчаная подушка и засыпка, а также защита сигнальными лентами или плитами. При прокладке кабелей с броней из стальных лент необходимо избегать их перекручивания (эффект «открытия замка»).
При монтаже одножильных кабелей в металлической броне необходимо учитывать возникновение вихревых токов в бронепокрове, что приводит к потерям и нагреву. Для их снижения применяется перекрестное соединение брони и заземление в одной точке, либо использование кабелей с немагнитной (алюминиевой) броней.
Эксплуатация требует регулярного мониторинга трассы, контроля температуры кабеля, состояния концевых и соединительных муфт. Для кабелей, проложенных в земле, важным является контроль коррозии бронепокрова.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между ленточной и проволочной броней?
Ленточная броня обеспечивает защиту преимущественно от сдавливающих и ударных воздействий. Проволочная броня, помимо этого, эффективно противостоит растягивающим усилиям, что делает ее незаменимой при прокладке на вертикальных и наклонных участках, в нестабильных грунтах и через водные преграды.
Можно ли прокладывать бронированный кабель на открытом воздухе без дополнительной защиты?
Да, бронированные кабели с защитным полиэтиленовым (П) или ПВХ (В) шлангом предназначены для прокладки в открытых атмосферных условиях. Шланг обеспечивает защиту брони от атмосферной коррозии и УФ-излучения. Однако необходимо учитывать климатическое исполнение кабеля по температуре эксплуатации.
Как правильно заземлять броню кабеля?
Бронепокров подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения электробезопасности. В соединительных муфтах обеспечивается электрическая непрерывность брони. Для одножильных кабелей с целью снижения потерь применяют специальные схемы заземления (заземление в одной точке с изолированием на другом конце или перекрестное соединение).
Что означают обозначения «Пв» и «ПвП» в маркировке?
Пв — изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE). ПвП — изоляция из сшитого полиэтилена с внешней полиэтиленовой оболочкой поверх брони. Буква «П» в конце обозначает «шланг из полиэтилена».
Какой минимальный радиус изгиба для кабеля ПвБШв 1х240/25 10 кВ?
Минимально допустимый радиус изгиба нормируется производителем и ГОСТ. Для одножильных кабелей с броней из стальных лент он обычно составляет не менее 20-25 наружных диаметров кабеля. Для кабеля сечением 240 мм² это, как правило, 1000-1200 мм. Точное значение указано в технической документации на конкретную партию кабеля.
Нужна ли дополнительная защита для бронированного кабеля при прокладке в земле?
Броня является основной механической защитой, однако для предотвращения повреждений от острых камней или последующих земляных работ рекомендуется: устройство песчаной подушки и засыпки толщиной не менее 100 мм, укладка сигнальной ленты на глубине 250 мм от поверхности, а в зонах повышенного риска — защитных плит или кирпича поверх кабеля.
Как отличить кабель для прокладки в земле от кабеля для помещений?
Кабель для прокладки в земле имеет бронепокров (ленточный или проволочный) и внешний защитный шланг из полиэтилена или ПВХ, стойкий к влаге и агрессивным средам. Кабели для стационарной прокладки внутри помещений часто не имеют брони (например, ВВГ) или имеют облегченную броню, а их внешняя оболочка может не обладать такой же стойкостью к влаге и химикатам.