Кабели медные контрольные бронированные: конструкция, стандарты и применение
Медные контрольные бронированные кабели представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для передачи сигналов управления, измерений и контроля в электрических установках, системах автоматизации и телемеханики, где присутствуют повышенные механические нагрузки и риск повреждения. Их ключевая особенность — наличие бронепокрова, обеспечивающего защиту от внешних воздействий, что позволяет прокладывать их в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, а также в условиях возможных растягивающих усилий и вибраций.
Конструктивные элементы кабеля
Конструкция бронированного контрольного кабеля является многослойной и строго регламентированной. Каждый слой выполняет конкретную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из медной проволоки (по ГОСТ 22483 или IEC 60228). Класс гибкости, как правило, 1 или 2, что обеспечивает достаточную жесткость для фиксации в клеммах и умеренную гибкость при монтаже. Сечение жил стандартизировано: 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4.0, 6.0, 10.0 мм². Жилы могут быть как однопроволочными (монолитными), так и многопроволочными.
2. Изоляция жилы
Каждая жила изолируется индивидуально. Основные материалы изоляции:
- Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ): Наиболее распространенный вариант для общего применения (например, ВБШв). Обладает хорошими электрическими и механическими свойствами, не поддерживает горение, стойкость к маслам и химикатам зависит от состава.
- Сшитый полиэтилен (СПЭ): Применяется реже, в специфичных сериях. Обеспечивает повышенную температурную стойкость (до +90°C долговременно) и улучшенные диэлектрические характеристики.
- Полиэтилен (ПЭ): Используется для кабелей с улучшенной стойкостью к влаге.
- Общий экран из алюмополимерной или медной ленты, часто в сочетании с дренажным проводником.
- Экран на каждую пару или тройку жил (в кабелях для сложных систем АСУ ТП).
- Экран из медной оплетки, обеспечивающий высокую гибкость и эффективность защиты.
- Броня из стальных оцинкованных лент (тип «Бл»): Две ленты накладываются внахлест по спирали, что обеспечивает защиту от сдавливания, ударов и грызунов. Наиболее распространенный вариант для стационарной прокладки в земле (кабели марок КВБбШв, АКВБбШв).
- Броня из стальных оцинкованных проволок (тип «К»): Проволоки накладываются поверх оболочки. Обеспечивает защиту от растягивающих усилий, что актуально для вертикальных трасс, прокладки по мостам, эстакадам (кабели марок КВБК, КВК).
- Прокладка в земле (без защиты): Обязательно применение кабелей с броней из стальных лент (КВБбШв) и антикоррозийной наружной оболочкой. Необходима песчаная подушка и защита кирпичом или сигнальной лентой.
- Прокладка в кабельных каналах, туннелях: Допустимо применение тех же марок. При совместной прокладке с силовыми кабелями необходимо учитывать тепловое воздействие и возможность электромагнитных помех, требуя экранирования.
- Помещения с повышенной пожарной опасностью: Обязательно применение кабелей с индексом «нг(А)-LS» или «нг(А)-FRHF».
- Вертикальные и наклонные трассы: При значительных перепадах высот (более 15-20 м) рекомендуется броня из проволок (КВБК), предотвращающая сползание жил и обеспечивающая восприятие растягивающей нагрузки.
- ГОСТ 1508-78 (заменен на ТУ, но остается базовым документом). Кабели контрольные. Технические условия.
- ТУ 16.К71-310-2001 (и более поздние редакции). Действующие технические условия на контрольные кабели с ПВХ изоляцией.
- ГОСТ 31565-2012 (IEC 60332-1-2) Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности.
- ПУЭ 7-е издание Главы 2.1, 2.3, 3.4 — правила устройства электроустановок, касающиеся выбора, прокладки и защиты кабелей.
- СП 76.13330.2016 Электротехнические устройства. Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85. Правила производства работ.
- √3) / Zдоп, где ρ — удельное сопротивление меди, L — длина кабеля в одну сторону, Iвт — вторичный ток ТТ (обычно 5А), Zдоп — допустимое сопротивление цепи по паспорту ТТ. На практике для линий длиной до 50-100 м часто принимают сечение 2.5-4 мм², для больших длин — 6-10 мм². Обязательно применение экранированного кабеля.
- К — контрольный.
- В — изоляция жил из ПВХ.
- Бб — броня из двух стальных оцинкованных лент.
- Шв — наружная защитная оболочка в виде ПВХ шланга.
- нг(А) — не распространяющий горение при групповой прокладке по категории А (наибольшая пожаробезопасность).
- LS (Low Smoke) — с пониженным дымовыделением при горении.
- 10х1,5 — 10 жил сечением 1.5 мм² каждая.
Изоляция имеет стандартную цветовую маркировку для идентификации жил.
3. Скрутка и поясная изоляция
Изолированные жилы скручиваются в сердечник с определенным шагом. Для кабелей с большим количеством жил (например, 37 или 61) применяется повивная скрутка. Поверх скрученных жил часто накладывается слой поясной изоляции (из ПВХ или полиэтиленовой ленты) для придания сердечнику округлой формы и дополнительной электрической защиты.
4. Экран (опционально, но часто присутствует)
Для защиты передаваемых сигналов от электромагнитных помех (ЭМП) и наводок кабель может экранироваться. Основные типы экранов:
5. Внутренняя оболочка (подброневой покров)
Поверх экрана (или сердечника) накладывается герметизирующий слой из ПВХ пластиката. Его задача — защитить сердечник от коррозии при контакте с броней и обеспечить дополнительную механическую и влагозащитную преграду.
6. Броневой покров
Ключевой элемент, определяющий механическую стойкость. Существует два основных типа:
7. Наружная оболочка
Защищает броню от коррозии и выполняет функцию внешнего изоляционного покрова. Материал — ПВХ пластикат различных составов (обычный, маслостойкий, морозостойкий до -40°C и ниже, не распространяющий горение). Оболочка кабелей для прокладки в земле часто выполняется в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката (Шв).
Основные марки и их технические характеристики
В России и странах СНГ наиболее распространены кабели, соответствующие ГОСТ 1508-78 и ТУ 16.К71-310-2001. Ниже приведена таблица с ключевыми марками.
| Марка кабеля | Расшифровка | Тип брони | Экран | Основные области применения | Диапазон температур эксплуатации |
|---|---|---|---|---|---|
| КВБбШв | Контрольный, с ПВХ изоляцией, с броней из стальных лент, в ПВХ шланге защитном. | Стальные оцинкованные ленты | Опционально (Э) | Прокладка в земле (траншеях), кабельных каналах, тоннелях, помещениях с высокой механической опасностью. | -50°C до +70°C |
| КВБбШвнг(А)-LS | То же, что КВБбШв, но с пониженным дымогазовыделением и не распространяющий горение по категории А. | Стальные оцинкованные ленты | Опционально (Э) | Прокладка в зданиях и коллекторах с массовым пребыванием людей, метро, на объектах с повышенными требованиями пожарной безопасности. | -50°C до +70°C |
| КВБК | Контрольный, с ПВХ изоляцией, с броней из круглых стальных оцинкованных проволок, в ПВХ оболочке. | Стальные оцинкованные проволоки | Опционально | Участки с возможными растягивающими усилиями, вертикальные трассы, прокладка по эстакадам, мостам. | -50°C до +70°C |
| АКВБбШв | Алюминиевые жилы, в остальном аналогичен КВБбШв. | Стальные оцинкованные ленты | Опционально | Применяется реже, в целях экономии, где не требуется высокая гибкость и проводимость меди. Прокладка стационарная в земле. | -50°C до +70°C |
| КВВБГ-Э | Контрольный, с ПВХ изоляцией, в ПВХ оболочке, бронированный лентами, гибкий, с экраном. | Стальные оцинкованные ленты | Есть (алюмополимерная лента/медная оплетка) | Системы с высокой чувствительностью к помехам (АСУ ТП, измерительные цепи), прокладка в земле и помещениях. | -40°C до +70°C |
Ключевые параметры выбора и проектирования
При подборе кабеля необходимо учитывать комплекс параметров, выходящих за рамки простого соответствия марки.
Количество и сечение жил
Стандартные количества: 4, 5, 7, 10, 14, 19, 24, 27, 30, 37, 44, 48, 52, 61. Выбор зависит от количества сигналов и резерва. Сечение выбирается исходя из тока нагрузки (для силовых цепей управления) и падения напряжения (для измерительных и аналоговых цепей). Для дискретных сигналов управления часто достаточно 1.5 мм², для цепей питания промежуточных реле — 2.5 мм², для трансформаторов тока — не менее 2.5-4 мм² с учетом длины.
Условия прокладки и монтажа
Электрические параметры и помехозащищенность
Для аналоговых сигналов (4-20 мА, сигналы с датчиков), слаботочных цепей и цифровых интерфейсов (RS-485, Profibus) критически важно наличие экрана. Экран должен быть заземлен только с одной стороны во избежание образования контура заземления, если иное не предусмотрено инструкцией к оборудованию. Сопротивление изоляции для контрольных кабелей, согласно ГОСТ, должно быть не менее 5 МОм·км.
Нормативная база и стандарты
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж бронированных контрольных кабелей требует соблюдения специфических правил. Минимальный радиус изгиба при прокладке для кабелей с броней из лент составляет не менее 10 наружных диаметров кабеля, для кабелей с броней из проволок — не менее 15-20 диаметров. Броня подлежит обязательному заземлению на обоих концах кабеля для выравнивания потенциалов и безопасности. Для этого с бронепокрова снимается наружная оболочка, на броню устанавливается заземляющий зажим, к которому крепится медный проводник заземления. При прокладке в земле необходимо исключить натяжение кабеля и его контакт с острыми камнями, рекомендуется использовать песчаную подсыпку.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между контрольным кабелем КВБбШв и силовым ВБбШв?
Основное отличие — в назначении и конструкции жил. Силовой кабель ВБбШв предназначен для передачи электроэнергии и имеет, как правило, 1-5 жил большого сечения (от 1.5 до 240 мм² и более). Контрольный кабель КВБбШв предназначен для цепей управления, сигнализации и измерения, имеет большое количество жил (до 61) малого сечения (до 10 мм²). Требования к электрической прочности изоляции у силовых кабелей выше.
Можно ли использовать бронированный контрольный кабель для прокладки по воздуху (по фасадам, между зданиями)?
Да, можно, но необходимо учитывать два фактора: воздействие ультрафиолета и механическую нагрузку (ветер, обледенение). Стандартная ПВХ оболочка не имеет высокой стойкости к УФ-излучению. Для открытой прокладки рекомендуется выбирать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (в маркировке может быть указано «ож» или «СИП-оболочка») или предусматривать защиту в виде гофротрубы. При значительных пролетах предпочтительна броня из проволок.
Как правильно выбрать сечение жил для цепей трансформаторов тока (ТТ)?
Сечение жил кабеля в цепях ТТ выбирается не по токовой нагрузке, а по условию обеспечения необходимого класса точности — то есть по допустимому полному сопротивлению цепи. Оно складывается из сопротивления жил кабеля и сопротивления обмоток измерительных приборов. Расчет ведется по формуле: S = (ρ L Iвт
Нужно ли заземлять экран и броню одновременно, и если да, то как?
Да, и экран, и броня подлежат заземлению, но цели и точки заземления могут различаться. Броня заземляется на обоих концах кабеля для электробезопасности и защиты от грозовых наводок. Экран, как правило, заземляется только с одной стороны (чаще со стороны источника сигнала или шкафа управления) для предотвращения протекания уравнительных токов по экрану, которые могут стать источником помех. В некоторых случаях, при высокочастотных помехах, допускается заземление экрана с обоих концов через емкость или по схеме, рекомендованной производителем оборудования. Заземляющие проводники для брони и экрана должны быть отдельными.
Что означает обозначение «КВБбШвнг(А)-LS 10х1,5»?
Какой срок службы у данных кабелей и от чего он зависит?
Номинальный срок службы контрольных бронированных кабелей с ПВХ изоляцией составляет 25-30 лет. Фактический срок сильно зависит от условий эксплуатации: агрессивности грунта (при подземной прокладки), температурного режима, наличия вибраций, коррозионной активности среды, перегрузок по току. Регулярный мониторинг сопротивления изоляции и состояния оболочки позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
Заключение
Медные контрольные бронированные кабели являются критически важным компонентом современных систем управления и автоматизации в энергетике, на промышленных предприятиях и объектах инфраструктуры. Правильный выбор марки, сечения, типа экранирования и бронирования, осуществленный на основе анализа условий прокладки, электрических требований и нормативных документов, является залогом долговечной, надежной и безопасной работы вторичных цепей. Особое внимание при проектировании и монтаже следует уделять вопросам защиты от помех, правильного заземления брони и экрана, а также соблюдению требований пожарной безопасности.