Наружная прокладка электрических кабелей предъявляет особые требования к их конструкции, материалам и защитным характеристикам. Условия эксплуатации включают прямое солнечное излучение, перепады температур, атмосферные осадки, механические воздействия, включая ветровые нагрузки и обледенение, а также химическое воздействие окружающей среды. Правильный выбор кабельной продукции для таких условий является критически важным для обеспечения долговечности и бесперебойности работы энергосистем.
Конструкция кабеля для наружной прокладки должна быть рассчитана на комплексное сопротивление следующим факторам:
Выбор конкретного типа кабеля зависит от способа прокладки: воздушная (подвесная), в грунте (траншейная), по фасадам зданий и сооружений.
СИП является доминирующим решением для воздушных линий электропередачи 0.4/1 кВ и выше. Его ключевая особенность — изолированные жилы и встроенный несущий элемент.
Преимущества СИП: безопасность, устойчивость к схлестыванию, меньшая ширина просеки, простота монтажа, стойкость к УФ-излучению.
Для укладки в грунт требуются кабели с усиленной защитой от механических повреждений и влаги.
Для открытой прокладки по конструкциям, где исключено значительное механическое воздействие, применяются кабели без брони, но с УФ-стойкой оболочкой.
Свойства кабеля определяются материалами, используемыми в его конструкции.
| Материал | Тип | Ключевые свойства | Типичное применение | Ограничения |
|---|---|---|---|---|
| Поливинилхлорид (ПВХ) | Изоляция, оболочка | Гибкость, нераспространение горения, низкая стоимость. Для улицы требуется УФ-стабилизированное исполнение. | Оболочки кабелей ВВГ, АВВГ, БПИ бронированных кабелей. Изоляция жил низкого напряжения. | Потеря гибкости при низких температурах (ниже -15°C), подвержен старению под УФ (обычные составы). |
| Сшитый полиэтилен (ПЭС, XLPE) | Изоляция | Высокая термостойкость (+90°C), низкие диэлектрические потери, стойкость к влаге и термоциклированию. | Изоляция силовых кабелей на напряжение от 1 кВ до 500 кВ для любых способов прокладки. | Требует защиты от УФ (наружная оболочка), чувствителен к монтажным повреждениям. |
| Полиэтилен (ПЭ) высокой/низкой плотности | Оболочка, изоляция | Отличная влагостойкость, хорошая химическая и УФ-стойкость (особенно черный ПЭ). | Наружная оболочка кабелей СИП, бронированных кабелей (Шв), кабелей связи. | Распространяет горение (требует добавок-антипиренов), более жесткий, чем ПВХ. |
| Резина на основе этилен-пропиленового каучука (EPR) | Изоляция | Исключительная гибкость, стойкость к многократным изгибам, влагостойкость, широкий температурный диапазон. | Гибкие кабели для подключения передвижного оборудования, судовые кабели, ответвления. | Более высокая стоимость, меньшая стойкость к истиранию по сравнению с пластиками. |
Производство и применение кабелей для наружной прокладки регламентируется рядом стандартов и технических условий (ТУ). Основные из них:
Маркировка кабелей содержит информацию о материале жил, изоляции, оболочки, брони, защитном покрове, а также о конструктивных особенностях. Например, кабель АПвБбШв-1 1х120/70-10 расшифровывается: А – алюминиевая жила, Пв – изоляция из сшитого полиэтилена, Б – броня из стальных лент, б – без подушки под броней, Шв – защитный шланг из ПВХ, 1 – класс пожарной безопасности, 1х120/70 – сечение основной и нулевой жилы, 10 – номинальное напряжение 10 кВ.
Монтаж кабелей наружной прокладки требует учета ряда специфических факторов.
Стандартный кабель ВВГ не предназначен для длительной наружной прокладки под открытым солнцем. Его ПВХ-оболочка не имеет достаточной стойкости к ультрафиолетовому излучению и через 2-3 года может потрескаться, что приведет к снижению изоляционных свойств и опасности короткого замыкания. Для стационарной открытой прокладки по стенам, кронштейнам следует выбирать кабель с УФ-стойкой оболочкой, например, ВВГ-У или, лучше, АВВГ-П (с полиэтиленовой оболочкой). Для воздушной прокладки ВВГ не применяется.
Однозначно рекомендуется использовать СИП. Он конструктивно предназначен для воздушной прокладки: имеет несущий элемент, рассчитан на ветровые и гололедные нагрузки, его изоляция стойка к УФ. Прокладка ВВГ в гофротрубе по воздуху является кустарным методом. Гофра быстро разрушается под УФ, внутри может скапливаться конденсат, отсутствие несущего элемента создает риск обрыва линии. СИП монтируется с помощью специальной арматуры, что обеспечивает надежность и безопасность.
Буквы «нг» в маркировке означают «не распространяющие горение» при групповой прокладке. Кабель АВБбШв-нг при одиночной прокладке горит, но при прокладке в пучке с другими кабелями не поддерживает распространение пламени. Обычный АВБбШв этого свойства не имеет. Для прокладки в кабельных сооружениях (эстакадах, галереях, тоннелях) согласно ПУЭ и противопожарным нормам обязательны к применению кабели с индексом «нг» или с пониженным дымо- и газовыделением («нг-LS»), огнестойкостью («нг-FR»). Для одиночной прокладки в траншее это требование не является обязательным.
Требования к прокладке СИП по фасадам регламентируются ПУЭ (гл. 2.4) и проектной документацией. Как правило, на высоте менее 2.8 м (зона доступности) кабель должен быть защищен от механических повреждений. Это может быть достигнуто прокладкой в трубах, коробах или под наличниками. На высоте более 2.8 м открытая прокладка СИП по фасаду допускается, так как его изоляция является достаточной защитой. Однако всегда необходимо учитывать местные нормативы и материал фасада (горючий/негорючий).
Выбор зависит от бюджета, длины линии и нагрузки. Медный кабель (например, ВБбШв) имеет меньшее удельное сопротивление, что позволяет при одинаковом сечении передавать большую мощность или использовать меньшее сечение при той же мощности. Он более гибок и устойчив к коррозии в местах соединений. Алюминиевый кабель (АВБбШв) значительно дешевле и легче, что важно для протяженных трасс. Однако алюминий более хрупок, склонен к окислению, требует специальных клемм и большего сечения для той же нагрузки. Для сезонной дачи с небольшой нагрузкой часто выбирают алюминиевый кабель, для постоянного проживания с высокими нагрузками – медный.
«Пв» обозначает изоляцию жилы из вулканизированного (сшитого) полиэтилена (XLPE). Ключевые преимущества по сравнению с традиционной ПВХ изоляцией:
Кабели с изоляцией Пв рекомендуются для ответственных линий, линий с переменной нагрузкой и для прокладки в условиях повышенной влажности.
Выбор кабеля для наружной прокладки является комплексной инженерной задачей, требующей учета способа монтажа, климатических условий, механических и электрических нагрузок, а также нормативных требований. Приоритет должен отдаваться специализированным конструкциям: СИП для воздушных линий, бронированным кабелям с УФ-стойкой оболочкой для прокладки в земле и по конструкциям. Современные материалы, такие как сшитый полиэтилен, обеспечивают повышенную надежность и долговечность. Строгое соблюдение правил монтажа, соединения и защиты кабеля на всем протяжении трассы является не менее важным фактором, чем правильный выбор марки, и гарантирует бесперебойную работу электроустановки на протяжении всего срока службы.