Кабели с оболочкой из стали

Кабели с оболочкой из стали: конструкция, типы, применение и монтаж

Кабели с оболочкой из стали представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для работы в условиях повышенных механических нагрузок, риска повреждения грызунами и необходимости защиты от электромагнитных воздействий. Стальная оболочка является ключевым элементом конструкции, обеспечивающим целостность токопроводящих жил в сложных эксплуатационных условиях. Данный тип кабелей широко используется в энергетике, промышленности, на транспорте и в оборонном секторе.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция кабеля со стальной оболочкой является многослойной. Каждый слой выполняет строго определённую функцию.

• Токопроводящая жила: Изготавливается из меди или алюминия. Медные жилы обладают более высокой проводимостью и стойкостью к излому, алюминиевые — меньшим весом и стоимостью. Жилы могут быть однопроволочными (монолитными) или многопроволочными (гибкими).
• Изоляция жил: Применяются материалы с высокими диэлектрическими свойствами: сшитый полиэтилен (XLPE), поливинилхлорид (ПВХ), этиленпропиленовая резина (EPR) или бумажная пропитанная изоляция. Выбор зависит от номинального напряжения и условий эксплуатации.
• Поясная изоляция и заполнители: После скрутки изолированных жил накладывается слой поясной изоляции из того же материала или специальных лент. Пространство между жилами может заполняться неметаллическим материалом для придания кабелю круглой формы и дополнительной механической стабильности.
• Внутренняя защитная оболочка: Под стальной бронёй часто присутствует герметизирующая оболочка, обычно из алюмополимерной ленты или экструдированного полиэтилена. Она защищает изоляцию жил от влаги, коррозионных агентов и обеспечивает дополнительный барьер.
• Стальная оболочка (броня): Основной защитный элемент. Существует два основных типа:
  • Ленточная броня: Выполняется из стальных оцинкованных лент, наложенных в два слоя внахлёст. Обеспечивает защиту от механических повреждений и растягивающих усилий. Более гибкая по сравнению с проволочной.
  • Проволочная броня: Выполняется из стальных оцинкованных проволок, спирально наложенных поверх кабеля. Обеспечивает высочайшую защиту от растягивающих нагрузок (например, в вертикальных шахтах или подвесных кабельных линиях).
• Внешний защитный шланг: Поверх стальной брони накладывается оболочка из ПВХ, полиэтилена или безгалогеновых материалов. Она защищает саму броню от коррозии, химических воздействий и выполняет функции изоляции.

Классификация и типы кабелей со стальной бронёй

Кабели со стальной оболочкой классифицируются по нескольким ключевым параметрам, которые определяют их область применения и технические характеристики.

По типу бронирования:

• БК – Броня из круглых стальных оцинкованных проволок. Обозначение по ГОСТ. Применяется для кабелей, прокладываемых в условиях, где возможны значительные растягивающие усилия.
• Бб – Броня из стальных оцинкованных лент. Наиболее распространённый тип. Защищает от сдавливания и ударов.
• ПвБбШв / ПвБШв: Кабель силовой с изоляцией из сшитого полиэтилена, броней из стальных лент (Бб) и защитным шлангом из поливинилхлорида (Шв).
• КГВВБб-ХЛ: Кабель гибкий с изоляцией и оболочкой из ПВХ, с бронёй из стальных лент, для холодного климата.

По материалу изоляции и назначению:

• Силовые кабели на напряжение до 35 кВ: С изоляцией из XLPE (ПвБбШв, ПвБШв) или ПВХ (ВБбШв). Для стационарной прокладки в земле, туннелях, каналах.
• Кабели связи: С броней для защиты магистральных и зоновых линий связи (например, КСБ, ТППэпБ).
• Контрольные кабели: Для цепей контроля и управления (КВБбШв, АКВБбШв).
• Судовые кабели: С бронёй для фиксированного монтажа на судах (КНРЭ, КНРЭм).

Области применения и условия эксплуатации

Использование кабелей со стальной оболочкой экономически и технически оправдано в следующих случаях:

• Прокладка в земле (траншейным способом): Защита от механических повреждений при раскопках, давления грунта, острых камней, а также от грызунов (крыс, кротов).

Прокладка в условиях с повышенным риском пожара или взрыва: Броня обеспечивает дополнительную защиту от внешних воздействий, способных повредить изоляцию.

• Вертикальные и наклонные трассы: Кабели с проволочной бронёй (типа БК) используются в шахтах, стволах, эстакадах, где на кабель действуют значительные растягивающие нагрузки от собственного веса.
• Взрывоопасные зоны: Броня может служить в качестве заземлённой экранирующей оболочки для отвода статического электричества и обеспечения взрывозащиты типа «защита оболочкой – ехd».
• Объекты с повышенными требованиями к физической защите: Военные объекты, АЭС, метрополитен, где кабельная линия должна сохранять работоспособность при внешних воздействиях.
• Прокладка в воде: Специальные кабели с проволочной бронёй и усиленной противокоррозионной защитой используются для прокладки по дну водоёмов.

Технические характеристики и стандарты

Основные параметры регламентируются национальными (ГОСТ, ТУ) и международными стандартами (МЭК, DIN, VDE).

Параметр	Описание и типовые значения	Стандарт (пример)
Номинальное напряжение U0/U (Um)	0,66/1 кВ; 6/10 кВ; 8,7/15 кВ; 20/35 кВ. Определяет толщину изоляции.	ГОСТ 31996-2012, МЭК 60502-1, -2
Количество и сечение жил	1, 2, 3, 4, 5 жил. Сечение: от 1.5 мм² до 1000 мм² (зависит от типа).	ГОСТ 22483-2012
Толщина стальной ленты (для Бб)	Обычно 0.3 мм, 0.5 мм, 0.8 мм. Ширина ленты зависит от диаметра кабеля.	ГОСТ Р 53769-2010
Диаметр стальной проволоки (для БК)	От 1.2 мм до 4.0 мм в зависимости от диаметра кабеля и требуемой прочности.	ГОСТ Р 53769-2010
Сопротивление брони растеканию тока	Важный параметр для систем заземления. Нормируется для конкретных типов кабелей.	ТУ производителя
Минимальный радиус изгиба	Для кабелей с ленточной бронёй: не менее 10-15 внешних диаметров. Для кабелей с проволочной бронёй: не менее 15-20 внешних диаметров.	ГОСТ Р 53769-2010
Температурный диапазон эксплуатации	Зависит от материалов изоляции и оболочки. Для ПВХ: от -50°С до +70°С. Для XLPE: от -60°С до +90°С (кратковременно до +250°С).	ГОСТ 15150-69

Особенности монтажа и соединения

Работа с кабелями, имеющими стальную оболочку, требует специальных инструментов и соблюдения строгих технологических процедур.

• Разделка кабеля: Требует аккуратного послойного снятия защитных покровов. Для резки стальных лент или проволок используются специальные резаки или ножовки по металлу. Важно не повредить изоляцию жил и внутреннюю герметизирующую оболочку.
• Заземление брони: Стальная броня подлежит обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения электробезопасности (снятия наведённого потенциала) и выполнения функций экрана. Для этого используются специальные бандажи и заземляющие проводники.
• Соединение и оконцевание: При монтаже муфт (соединительных, концевых) броня аккуратно обрезается и фиксируется. Место перехода от бронированного участка к муфте герметизируется для предотвращения проникновения влаги. Для кабелей с проволочной бронёй используются специальные наконечники для крепления брони.
• Прокладка: При протяжке кабеля через лотки, трубы, блоки необходимо строго соблюдать минимальный радиус изгиба. Несоблюдение этого правила ведёт к необратимой деформации брони и изоляции. Использование кабельных чулок (грибков) для тяги за броню допустимо только для кабелей с проволочной бронёй. Для ленточной брони тяга осуществляется за жилы или с помощью наружных захватов.

Преимущества и недостатки

Выбор в пользу кабеля со стальной оболочкой должен быть технически и экономически обоснован.

Преимущества:

• Высокая механическая прочность на разрыв (особенно у проволочной брони) и устойчивость к сдавливанию.
• Надёжная защита от грызунов и случайных повреждений при земляных работах.
• Экранирующие свойства (защита от электромагнитных помех, снижение влияния на смежные цепи).
• Повышенная пожарная безопасность при прокладке в земле (броня локализует повреждение).
• Длительный срок службы в агрессивных средах при правильном выборе внешнего шланга.

Недостатки:

• Значительно больший вес и жёсткость по сравнению с небронированными аналогами, что усложняет транспортировку и монтаж.
• Более высокая стоимость из-за расхода металла и сложности конструкции.
• Требуется специальный инструмент и квалификация персонала для разделки и монтажа.
• Необходимость обязательного заземления брони с двух сторон.
• Больший наружный диаметр, требующий использования кабеленесущих систем большего сечения.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается броня из лент (Бб) от брони из проволок (БК)?

Ленточная броня (Бб) обеспечивает в основном защиту от сдавливания и ударов. Она более гибкая и применяется для прокладки в земле (траншеях), где нет значительных растягивающих нагрузок. Проволочная броня (БК) предназначена для компенсации растягивающих усилий, например, при вертикальной прокладке или прокладке по мостам и эстакадам. Она обладает большей механической прочностью на разрыв.

Обязательно ли заземлять стальную броню кабеля?

Да, обязательно и с двух концов линии. Это требование ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Заземление необходимо для безопасности персонала (снятие наведённого потенциала), для правильной работы устройств релейной защиты (путь тока короткого замыкания) и для выполнения броней экранирующих функций.

Можно ли прокладывать кабель со стальной бронёй на открытом воздухе?

Да, можно, но только при наличии у кабеля наружной оболочки (шланга), стойкой к ультрафиолетовому излучению и атмосферным осадкам (обычно это ПВХ или полиэтилен). Сама по себе оцинкованная сталь со временем может корродировать под воздействием влаги и химических веществ в атмосфере.

Какой кабель лучше для прокладки в земле: с алюминиевой или стальной бронёй?

Стальная броня обладает более высокой механической прочностью, особенно на удар. Алюминиевая броня (тип Ба) легче, не требует отдельного заземления (так как не магнитна и не создаёт вихревых токов), но её защитные свойства от острых предметов и грызунов считаются менее эффективными. Выбор зависит от конкретных условий трассы и экономического расчёта.

Как правильно выбрать сечение брони?

Толщина стальных лент или диаметр проволок нормированы стандартами (например, ГОСТ Р 53769-2010) и привязаны к диаметру кабеля под броней. Правильный выбор заключается в корректном подборе типа кабеля (Бб или БК) по условиям прокладки. Конкретные параметры брони указываются в технических условиях на кабель и являются частью его конструкции.

Что означают буквы «Шв» в маркировке кабеля ПвБбШв?

Буква «Ш» обозначает «защитный шланг», а «в» — материал шланга, «винил» (ПВХ). Таким образом, «Шв» — это наружная оболочка из поливинилхлоридного пластиката, наложенная поверх брони. Она защищает броню от коррозии и механических воздействий.

Можно ли использовать кабель с ленточной бронёй для прокладки в воде?

Нет, для постоянной прокладки в воде (по дну рек, озёр) требуются специальные кабели с проволочной бронёй, усиленной противокоррозионной защитой (часто с дополнительной свинцовой оболочкой под бронёй) и гидроизолирующими слоями. Ленточная броня не обеспечивает необходимой защиты от постоянного гидростатического давления и растяжения в таких условиях.