Кабели LS экранированные

Кабели LS экранированные: конструкция, стандарты, применение и выбор

Экранированные кабели с низким дымовыделением и газовыделением (LS) представляют собой специализированный класс кабельно-проводниковой продукции, предназначенный для обеспечения безопасной и надежной передачи электроэнергии, сигналов управления и данных в условиях повышенных требований к пожарной безопасности и электромагнитной совместимости. Их применение критически важно на объектах с массовым пребыванием людей, в современных автоматизированных системах и в условиях высокой плотности электромонтажа.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция экранированного LS-кабеля является многослойной и включает несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Медные жилы являются предпочтительными для большинства стационарных установок благодаря высокой проводимости, гибкости и коррозионной стойкости. Жилы могут быть однопроволочными (класс 1 по ГОСТ 22483) для стационарной прокладки или многопроволочными (классы 2, 3, 4, 5) для подключения к подвижным механизмам или в условиях вибрации.
• Изоляция жил: Выполняется из полимерных композиций с пониженной пожарной опасностью. Основные материалы:
  • ПВХ пластикат пониженной пожарной опасности (ПВХ-ЛС): Наиболее распространенный вариант. Содержит специальные добавки-антипирены, минимизирующие выделение галогенов (хлора) при горении и тлении. Обладает самозатухающими свойствами.
  • Сшитый полиэтилен (XLPE): Обеспечивает более высокие температурные характеристики (длительная рабочая температура до +90°C против +70°C у ПВХ), повышенную стойкость к деформациям и лучшие диэлектрические свойства. Для исполнения LS также используется специальная безгалогенная композиция.
  • Безгалогенные полиолефины (HFFR): Материалы, не содержащие хлор, фтор, бром и йод. При пожаре они выделяют минимальное количество коррозионно-активных газов и дыма, что является ключевым преимуществом для объектов с чувствительной электроникой (ЦОДы, диспетчерские).
• Экран (электромагнитный экран): Основной функциональный элемент, обеспечивающий защиту от внешних электромагнитных помех и предотвращающий излучение электромагнитных полей от самого кабеля. Конструктивно выполняется одним из способов:
  • Оплетка из медных луженых проволок: Обеспечивает гибкость и хороший контакт при заземлении. Степень покрытия обычно составляет 65-85%. Эффективна в широком диапазоне частот.
  • Экран из алюмополимерной ленты (фольги): Алюминиевая фольга, ламинированная с полиэтиленовой или полиэфирной пленкой для механической прочности. Обеспечивает 100% покрытие, но менее гибок и требует аккуратного обращения при монтаже. Часто комбинируется с дренажным проводником.
  • Комбинированный экран: Сочетание оплетки и фольги. Фольга обеспечивает полное покрытие на высоких частотах, а оплетка — механическую защиту, гибкость и лучшее заземление на низких частотах. Это наиболее эффективный и распространенный вариант для кабелей передачи данных и силовых кабелей среднего напряжения.
• Дренажный проводник: Медная луженая проволока, контактирующая с экраном из фольги. Предназначен для обеспечения электрического контакта при заземлении экрана по всей его длине и облегчения разделки кабеля.
• Оболочка: Внешний защитный слой, изготавливаемый из тех же LS-материалов, что и изоляция (ПВХ-ЛС, безгалогенные композиции). Защищает внутренние элементы от механических повреждений, влаги, масел и агрессивных сред. Цвет оболочки, как правило, серый, оранжевый или красный, что указывает на ее специальные пожаробезопасные свойства.

Ключевые стандарты и технические требования

Производство и применение LS экранированных кабелей регламентируется рядом национальных и международных стандартов, определяющих их электрические, механические и пожарно-безопасные характеристики.

Пожарная безопасность (ГОСТ Р МЭК 60332, ГОСТ 31565, ГОСТ Р 53315)

Кабели маркируются индексами, указывающими на их поведение при пожаре:

• нг(А)-LS: Не распространяющие горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая нагрузка по горючей массе), с пониженным дымовыделением и газовыделением.
• нг(В)-LS, нг(С)-LS, нг(D)-LS: Аналогично, но для категорий В, C, D соответственно.
• Показатели по ГОСТ 31565 (аналоги МЭК 60332):
  • Испытание на нераспространение горения при одиночной и групповой прокладке (серии 1-3).
  • Кислотность газовыделений (pH ≥ 4,3) и проводимость (≤ 10 мкСм/мм).
  • Светопроницаемость при дымовыделении (≥ 60% или ≥ 40% в зависимости от класса).
  • Огнестойкость (маркировка FR, E30, E60, E90) – способность выполнять функции в условиях пожара в течение заданного времени.

Электрические и конструктивные параметры (ГОСТ 31996, ГОСТ 1508, МЭК 60502)

Эти стандарты определяют номинальное напряжение (U0/U, например, 0,66/1 кВ), сечения жил, конструкцию, требования к изоляции и испытательные напряжения.

Примеры марок кабелей и их основные параметры

Марка кабеля	Назначение	Материал изоляции/оболочки	Тип экрана	Класс пожарной опасности
ПвПнг(А)-LS	Силовой, стационарная прокладка	XLPE / Безгалогенный полимер	Медная оплетка или комбинированный	П1б.8.2.2.2 (нг(А)-LS)
ВВГнг(А)-LS	Силовой, стационарная прокладка	ПВХ-ЛС / ПВХ-ЛС	Медная оплетка	П1б.8.2.2.2 (нг(А)-LS)
КВВГнг(А)-LS	Кабель контроля	ПВХ-ЛС / ПВХ-ЛС	Общий экран из фольги с дренажом	П1б.8.2.2.2 (нг(А)-LS)
LiYCYнг(А)-LS	Информационный, измерительный	ПВХ-ЛС / ПВХ-ЛС	Индивидуальный экран из фольги для каждой пары/жилы + общий экран	П1б.8.2.2.2 (нг(А)-LS)

Области применения и критерии выбора

Экранированные LS-кабели применяются в проектах, где одновременно предъявляются требования к электромагнитной совместимости (ЭМС) и пожарной безопасности.

• Объекты транспортной инфраструктуры: Метрополитен, железнодорожные вокзалы, аэропорты, тоннели. Высокая плотность кабельных трасс и наличие систем жизнеобеспечения требуют применения кабелей, не распространяющих горение и с низким дымовыделением.
• Общественные и административные здания: Торгово-развлекательные центры, больницы, школы, высотные здания, бизнес-центры. Экранирование необходимо для систем автоматизации (АСУ ТП, ОВКВ), противопожарной сигнализации и систем безопасности, работающих в условиях насыщенной электромагнитной обстановки.
• Промышленные предприятия: Химические, нефтегазовые комплексы, автоматизированные производственные линии. Применяются для подключения частотно-регулируемых приводов, датчиков, систем управления, где важна защита от помех, а условия прокладки могут быть стесненными.
• Центры обработки данных (ЦОД): Ключевое применение безгалогенных (HFFR) экранированных кабелей. Минимальное коррозионное воздействие на дорогостоящее серверное оборудование при возможном возгорании и защита сигналов передачи данных от помех являются обязательными требованиями.
• Системы безопасности и связи: Кабели для систем видеонаблюдения, СКУД, структурированных кабельных систем (СКС) в исполнении FTP (экранированная витая пара) категорий 6/6А и выше с оболочкой LS.

Критерии выбора:

1. Уровень электромагнитных помех: При высоком уровне помех или требовании к минимальному излучению выбирают кабель с комбинированным экраном (фольга+оплетка). Для умеренных условий может быть достаточно экрана из фольги.
2. Гибкость и условия монтажа: Для стационарной прокладки подходят кабели с однопроволочными жилами. Для подключения к шинопроводам, сборкам или в условиях вибрации необходимы многопроволочные жилы и гибкая оплетка в качестве экрана.
3. Требования пожарной безопасности объекта: Определяется категорией помещения и нормативными документами (СП 112.13330, Технический регламент о требованиях пожарной безопасности). Для зданий с массовым пребыванием людей, как правило, обязательны кабели категории нг(А)-LS или нг(В)-LS.
4. Агрессивность среды: В условиях возможного воздействия масел, химикатов или УФ-излучения необходимо выбирать кабель с маслостойкой или светостабилизированной оболочкой, сохраняющей LS-свойства.
5. Температурный режим: Для линий с повышенной токовой нагрузкой или прокладываемых в условиях высоких температур предпочтительны кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE).

Особенности монтажа и заземления экрана

Правильный монтаж и заземление экрана являются критически важными для реализации его защитных функций. Нарушения на этом этапе сводят на нет преимущества экранированного кабеля.

• Заземление: Экран должен быть заземлен с двух сторон для эффективного подавления низкочастотных помех. Для высокочастотных помех может применяться одностороннее заземление во избежание образования контура заземления, но этот метод требует тщательного анализа системы. Заземление должно выполняться на шину защитного заземления с минимальным сопротивлением и длиной проводника.
• Разделка кабеля: При заделке в концевой элемент (клеммник, муфту, соединитель) необходимо обеспечить надежный электрический контакт экрана с заземляющей шиной или корпусом устройства. Для этого используются специальные экранирующие наконечники, токопроводящие ленты или зажимы.
• Целостность экрана: При прокладке следует избегать резких изгибов, которые могут повредить экран из фольги. Радиус изгиба должен соответствовать требованиям ГОСТ для конкретной марки кабеля (обычно не менее 7,5-10 наружных диаметров).
• Маркировка: Линии с экранированными кабелями должны быть четко промаркированы в проектной документации и на концах кабелей, чтобы персонал, выполняющий обслуживание, учитывал необходимость контроля целостности экрана.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем экранированный кабель LS отличается от неэкранированного того же класса пожарной опасности?

Экранированный кабель LS, помимо пониженного дымовыделения и нераспространения горения, содержит дополнительный проводящий слой (экран), который защищает передаваемый сигнал или силовой ток от внешних электромагнитных помех (например, от работы силового оборудования, радиочастотных передатчиков) и предотвращает излучение электромагнитных полей от самого кабеля, которые могут мешать работе соседнего оборудования. Неэкранированный кабель LS таких свойств не имеет.

Обязательно ли заземлять экран с двух сторон?

Для силовых кабелей и кабелей, передающих низкочастотные сигналы (например, токовая петля 4-20 мА), как правило, рекомендуется и применяется двухстороннее заземление экрана для эффективного отвода наведенных токов и обеспечения безопасности. Для высокочастотных сигнальных линий (свыше 1 МГц) двухстороннее заземление может создать контур, который сам станет антенной для помех. В таких случаях часто применяют одностороннее заземление, но окончательное решение должно быть основано на анализе ЭМС конкретной системы и рекомендациях производителя оборудования.

Можно ли прокладывать экранированные LS-кабели совместно с неэкранированными?

Совместная прокладка не рекомендуется. Силовые неэкранированные кабели могут создавать значительные электромагнитные помехи для экранированных информационных линий, даже если последние имеют защиту. Эффективность экрана в таких условиях может снижаться. Согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ) и лучшим практикам, кабели разных систем (силовые, контроля, связи) рекомендуется прокладывать раздельно, в разных лотках, на разных уровнях или с разделительными перегородками.

Что означает маркировка «HF» или «HL» в дополнение к «LS»?

Маркировка HF (Halogen Free) или HL (по ГОСТ 31565 – безгалогенный) указывает, что материалы изоляции и оболочки кабеля не содержат галогенов (хлор, фтор и др.). При пожаре такой кабель выделяет крайне мало коррозионно-активных и токсичных газов, а дым обладает низкой плотностью. Кабель LS на основе ПВХ все же содержит хлор, хотя и в меньшем количестве, чем обычный ПВХ. Таким образом, кабели HF/HL представляют собой высшую категорию пожаробезопасности по газовыделению.

Как проверить качество экрана при приемке кабеля?

Визуально и инструментально:
1. Внешний осмотр: Концы кабеля должны быть герметично заделаны. На разрезе экран (оплетка или фольга) должен быть виден, плотно прилегать к изоляции жил или внутренней оболочке.
2. Проверка целостности и сопротивления экрана: С помощью омметра измеряется сопротивление экрана между двумя концами бухты. Оно должно быть минимальным и соответствовать значениям, указанным в технической документации на кабель (обычно единицы или десятки Ом/км для оплетки). Резкое увеличение сопротивления указывает на обрыв.
3. Проверка наличия дренажного проводника: В кабелях с экраном из фольги необходимо убедиться в наличии и надежном контакте дренажной медной жилы с фольгой.

В чем основное преимущество изоляции XLPE перед ПВХ-ЛС в контексте LS-кабелей?

Основные преимущества сшитого полиэтилена (XLPE):
— Более высокая допустимая рабочая температура: +90°C против +70°C у ПВХ, что позволяет увеличить нагрузочную способность кабеля или использовать его в жарких помещениях.
— Повышенная стойкость к короткому замыканию: до +250°C.
— Лучшие диэлектрические и механические характеристики.
— Для LS-исполнения XLPE-композиции также являются, как правило, безгалогенными (HF), что дает дополнительное преимущество по коррозионной активности дыма.