Кабели контрольные экранированные

Кабели контрольные экранированные: конструкция, назначение и применение

Контрольные экранированные кабели представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для передачи сигналов управления, измерений и контроля в электрических цепях низкого напряжения в условиях воздействия сильных электромагнитных помех. Их основное функциональное отличие от неэкранированных аналогов заключается в наличии экрана, который обеспечивает защиту передаваемых сигналов от внешних наводок и предотвращает излучение электромагнитных помех от самого кабеля. Это критически важно для обеспечения стабильной и безошибочной работы систем автоматизации, АСУ ТП, телемеханики, точных измерений и связи.

Конструктивные особенности и элементы

Конструкция контрольного экранированного кабеля является многослойной и включает в себя ряд обязательных элементов, каждый из которых выполняет конкретную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной проволоки, как правило, по ГОСТ 22483. Класс гибкости жилы варьируется от 1 (жесткая) для стационарной прокладки до 5 (гибкая) для подключения к подвижным элементам. Сечение жил стандартизировано и обычно лежит в диапазоне от 0.5 до 10 мм², наиболее распространены сечения 1.0, 1.5, 2.5 мм².
• Изоляция жилы: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, реже из сшитого полиэтилена (СПЭ) или полиэтилена. Цветовая маркировка изоляции жил соответствует стандартам для облегчения монтажа и идентификации.
• Скрутка (парная, тройковая или повивная): Изолированные жилы скручиваются в пары, тройки или группы для снижения взаимного влияния и обеспечения стабильности электрических параметров. Может применяться экранирование отдельных пар.
• Поясная изоляция: Оболочка, накладываемая поверх скрученных жил, которая формирует сердечник кабеля с круглой формой.
• Экран: Ключевой элемент. Выполняется в виде оплетки из медных или луженых медных проволок, алюмополимерной или медной ленты, либо комбинации ленты и оплетки. Оплетка обеспечивает гибкость и хорошее экранирование в широком диапазоне частот (до 90% эффективности). Фольгирование (лента) дает 100% покрытие, но менее гибко и требует наличия дренажного проводника.
• Дренажный проводник: Медный луженый провод, контактирующий с экраном. Служит для заземления экрана и отвода наведенных токов. При использовании экрана из фольги его наличие обязательно.
• Внешняя оболочка: Защищает все внутренние элементы от механических повреждений, влаги, агрессивных сред и обеспечивает требуемые пожаробезопасные характеристики. Материал – ПВХ различных составов (ПВХ общего назначения, ПВХ пониженной пожарной опасности -нг(А), маслостойкий, безгалогенный с низким дымовыделением -LS).

Классификация и маркировка

Кабели контрольные экранированные классифицируются по нескольким ключевым признакам, что отражено в их буквенно-цифровой маркировке по ГОСТ 1508-78 и техническим условиям (ТУ).

• По материалу оболочки и пожарной безопасности: КВВГэ (стандартный ПВХ), КВВГЭнг(А)-LS (не распространяющий горение, с низким дымовыделением), КПВГЭ (с изоляцией и оболочкой из полиэтилена).
• По типу экрана: Буква «Э» в маркировке указывает на наличие экрана. Иногда уточняется: «Эп» – экран из оплетки, «Эл» – экран из ленты.
• По количеству и сечению жил: Обозначается цифрами, например, КВВГЭнг(А)-LS 10х1.5 – кабель с 10 жилами сечением 1.5 мм² каждая.
• По гибкости: Кабели с классом гибкости жил 1-2 предназначены для стационарной прокладки, с классом 4-5 – для подвижных подключений.

Области применения и условия эксплуатации

Экранированные контрольные кабели применяются в тех случаях, когда целостность и достоверность контрольного сигнала являются приоритетными. Основные сферы применения:

• Системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) на промышленных предприятиях (нефтегаз, химия, металлургия).
• Щитовое хозяйство электростанций и подстанций для связи между релейной защитой, измерительными трансформаторами и системами управления.
• Подключение датчиков, преобразователей, исполнительных механизмов (заслонок, клапанов, частотных приводов).
• Системы телемеханики и SCADA в энергетике и на транспорте.
• Комплектные распределительные устройства (КРУ, КСО).
• Помещения с высоким уровнем электромагнитных помех (вблизи силовых шин, мощного преобразовательного оборудования).

Условия эксплуатации регламентируются техническими условиями и включают: диапазон рабочих температур (обычно от -50°С до +70°С), допустимую влажность, способы прокладки (в лотках, кабельных каналах, по воздуху, в земле – при наличии дополнительной защиты), требования к минимальному радиусу изгиба (как правило, не менее 10-15 наружных диаметров кабеля).

Технические характеристики и выбор кабеля

При выборе конкретной марки кабеля необходимо учитывать комплекс технических параметров.

Параметр	Типичное значение / Описание	Примечание
Номинальное напряжение переменного тока	660 В (частота 50 Гц) или 1000 В	Указывается в маркировке (например, КВВГЭ 660)
Сопротивление изоляции	Не менее 5 МОм·км при +20°C	Измеряется на постоянном токе между жилой и экраном/другими жилами
Испытательное напряжение переменного тока	2500 В (50 Гц) в течение 5 мин.	Контроль электрической прочности изоляции
Сопротивление экрана (для оплетки)	Не более 100 Ом/км	Определяет эффективность экранирования и качество заземления
Поперечное сечение экрана	Определяется ТУ, обычно от 0.2 до 2.5 мм²	Влияет на токопроводящую способность экрана
Пожаробезопасные характеристики	нг(А)-LS: не распространяют горение при групповой прокладке по категории А, с низким дымовыделением	Обязательно для прокладки в зданиях и коллекторах

Критерии выбора: количество и сечение необходимых контрольных жил; требуемый уровень защиты от помех (тип экрана); условия окружающей среды (температура, наличие масел, УФ-излучения); способ прокладки (стационарный/подвижный, одиночный/групповой); требования пожарной безопасности (использование кабелей с индексом «нг-LS» или «нг-FRLS»).

Правила монтажа и заземления экрана

Эффективность экранирования напрямую зависит от правильности монтажа и заземления. Нарушение этих правил может свести на нет защитные свойства кабеля.

• Заземление: Экран должен быть заземлен с одной или обеих сторон. Одностороннее заземление исключает образование замкнутого контура и протекание по экрану уравнительных токов, что предпочтительнее для защиты от низкочастотных помех. Двустороннее заземление эффективнее на высоких частотах, но требует обеспечения низкого сопротивления заземления во избежание циркулирующих токов. Дренажный проводник должен быть надежно соединен с экраном и точкой заземления.
• Разделка конца кабеля: При разделке экран (оплетку или фольгу) аккуратно собирают, оплетку часто заплетают в косичку. Место соединения с дренажным проводником изолируют. Важно предотвратить замыкание экрана на другие проводники или землю в не предназначенных для этого точках.
• Прокладка: Допускается прокладка в лотках, коробах, по конструкциям. При параллельной прокладке с силовыми кабелями необходимо соблюдать минимальное расстояние (регламентируется ПУЭ), либо размещать их в раздельных отсеках лотков или на разных уровнях. При пересечении силовых линий угол должен быть близок к 90°.
• Радиус изгиба: Необходимо строго соблюдать минимально допустимый радиус изгиба, указанный в ТУ, чтобы не повредить экран и изоляцию.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между экраном из оплетки и из фольги?

Оплетка обеспечивает лучшее механическое защитное действие, более гибкая и имеет меньшее сопротивление, что важно для отвода высокочастотных помех. Эффективность экранирования до 90%. Фольга (алюмополимерная лента) дает 100% покрытие по длине, но менее гибкая, легко повреждается, требует обязательного наличия дренажного проводника. Часто используется комбинированный экран: фольга + оплетка поверх, что сочетает 100% покрытие и механическую прочность.

Обязательно ли заземлять экран с двух сторон?

Нет, не обязательно. Для большинства приложений по передаче низкочастотных сигналов управления и контроля достаточно и часто предпочтительнее одностороннее заземление экрана (обычно со стороны источника питания или шкафа управления). Это предотвращает протекание циркулирующих токов по экрану. Двустороннее заземление применяется для высокочастотных сигналов и в системах с гальванической развязкой, но требует тщательного проектирования системы заземления.

Можно ли прокладывать экранированный контрольный кабель в одном лотке с силовым кабелем?

ПУЭ (Глава 2.1, п. 2.1.16) допускает совместную прокладку, но с оговорками. При параллельной прокладке расстояние между контрольными и силовыми кабелями должно быть не менее 100 мм, либо они должны быть разделены перегородкой в лотке. На практике рекомендуется максимально возможное разнесение трасс или использование раздельных кабельных конструкций для минимизации наводок, даже на экранированные кабели.

Что означает обозначение «нг(А)-LS» в маркировке кабеля?

Это обозначение пожаробезопасных характеристик. «нг» – не распространяющий горение при групповой прокладке. «(А)» – высшая категория по нераспространению горения (испытание по наиболее жесткому сценарию). «LS» (Low Smoke) – пониженное дымовыделение при пожаре. Использование таких кабелей обязательно для прокладки в зданиях, общественных сооружениях, метро, тоннелях, коллекторах согласно требованиям противопожарных норм.

Как правильно выбрать сечение жил контрольного экранированного кабеля?

Сечение выбирается, исходя из трех основных критериев: механической прочности (обычно минимально допустимое сечение для контрольных цепей – 0.5-0.75 мм²), допустимого падения напряжения (особенно важно для длинных линий питания датчиков или катушек реле) и тока нагрузки. Для большинства сигнальных цепей с малыми токами (до 2-3 А) достаточно сечения 1.0-1.5 мм². Для цепей питания вторичных цепей или более мощных исполнительных устройств требуется расчет по току и падению напряжения.

Требуется ли специальный инструмент для монтажа экранированных кабелей?

Для качественного монтажа крайне желательно использовать специализированный инструмент: стрипперы для аккуратного снятия внешней оболочки без повреждения экрана, инструмент для опрессовки наконечников на дренажный проводник и жилы, термоусадочные трубки с экранирующим слоем для изоляции и восстановления экрана в точке разделки. Это обеспечивает надежный контакт и сохранение экранирующих свойств на всем протяжении цепи.