Кабели с защитным шлангом: конструкция, типы, применение и стандарты
Кабели с защитным шлангом, часто обозначаемые в кабельной номенклатуре как «кабели в шланге» или «бронированные кабели шлангового типа», представляют собой класс силовых и контрольных кабелей, предназначенных для работы в условиях повышенных механических нагрузок, вибраций, растяжений, а также при риске повреждения грызунами или в агрессивных средах. Конструктивной особенностью является наличие внешнего защитного покрова в виде сплошной или гофрированной металлической оболочки (шланга), поверх которой, как правило, накладывается защитный полимерный шланг. Данная статья детально рассматривает конструктивные элементы, типы, области применения, нормативную базу и ключевые критерии выбора данной продукции.
Конструкция кабелей с защитным шлангом
Конструкция таких кабелей является многослойной и включает в себя несколько обязательных элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.
1. Токопроводящая жила
Изготавливается из меди или алюминия. Медные жилы обладают лучшей проводимостью, гибкостью и стойкостью к окислению, алюминиевые — меньшим весом и стоимостью. Жилы могут быть однопроволочными (класс 1 по ГОСТ 22483) для стационарной прокладки или многопроволочными (классы 2, 4, 5, 6) для подключения к подвижным механизмам или на участках с вибрацией.
2. Изоляция жил
Выполняется из полимерных материалов: поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), сшитого полиэтилена (СПЭ), этиленпропиленовой резины (ЭПР) или силиконовой резины. Выбор материала зависит от требований к температурному режиму, гибкости, стойкости к агрессивным средам и диэлектрическим свойствам.
3. Поясная изоляция и заполнитель
Поверх скрученных изолированных жил накладывается поясная изоляция (обычно из ПВХ или полиэтилена) или производится заполнение межжильного пространства для придания кабелю круглой формы и дополнительной электрической защиты.
4. Экран (при наличии)
В кабелях на среднее и высокое напряжение, а также в контрольных и сигнальных кабелях для защиты от электромагнитных помех применяются экраны из медной или алюминиевой фольги с дренажной жилой или оплетки из медных проволок.
5. Броневой покров (защитный металлический шланг)
Это ключевой элемент конструкции. Выполняется в двух основных вариантах:
- Гофрированная стальная лента (ГСТ): Лента из оцинкованной или нержавеющей стали накладывается продольно и гофрируется для придания гибкости. Обеспечивает защиту от радиальных и осевых нагрузок, сдавливания, ударов.
- Оплетка из стальных оцинкованных проволок: Применяется для кабелей, подвергающихся значительным растягивающим усилиям и кручению (например, для кранов, экскаваторов).
- Кабели с броней из гофрированной стальной ленты (ГСТ): Обозначаются в марках как «БбШв», «ВБбШв», «ПвБбШв». Наиболее распространенный тип для стационарной прокладки в земле, кабельных каналах, тоннелях.
- Кабели с броней из стальных оцинкованных проволок: Обозначаются как «БбШп», «КГ-ХЛ» (в гибком исполнении). Применяются для вертикальных трасс, участков с растяжением, плавучих кранов.
- Кабели с алюминиевой броней: Маркировка «БлбШв». Используются в условиях повышенной коррозионной активности, где сталь может быстро разрушаться.
- Низковольтные (до 1 кВ): Силовые кабели для распределительных сетей, питания стационарных установок (например, ВБбШв 0,66 кВ).
- Среднего напряжения (6-35 кВ): Для питания мощных потребителей, городских распределительных сетей (например, ПвБбШв 10 кВ).
- Контрольные кабели (до 0,66/1 кВ): Для цепей управления, сигнализации, измерения (КВБбШв, АКВБбШв).
- Для стационарной прокладки: С однопроволочными жилами.
- Для подвижного подключения: С многопроволочными жилами и гибкой броней (например, кабели для горной техники, судовые).
- Прокладка в земле (траншеях) без дополнительных защитных труб: Защита от давления грунта, механических повреждений при земляных работах, грызунов.
- Взрывоопасные и пожароопасные зоны: Исполнения с броней, обеспечивающей защиту от распространения пламени и искрообразования при повреждении.
- Промышленные предприятия: В цехах с тяжелыми условиями (металлургия, машиностроение, химические производства), где присутствуют вибрации, риск падения тяжелых предметов, воздействие масел и химикатов.
- Объекты инфраструктуры: Аэропорты, железнодорожные станции, метрополитен, порты, ТЭЦ, ГЭС, АЭС.
- Горнодобывающая промышленность: В шахтах, разрезах, для питания экскаваторов, буровых установок.
- Судостроение: Специальные судовые кабели с бронёй для фиксированной и гибкой прокладки.
- Вертикальные и наклонные трассы: Броня из проволок компенсирует растягивающую нагрузку от собственного веса кабеля.
- ГОСТ 31996-2012: Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия. Определяет требования к кабелям марок ВВГ, ВБбШв и др.
- ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502-1:2004): Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение до 1 кВ включительно.
- ГОСТ 1508-78: Кабели контрольные. Общие технические условия (для марок КВВГ, КВБбШв и др.).
- ТУ 16-705.499-2010 и другие отраслевые ТУ: Для кабелей специального назначения (судовых, шахтных, для подвижного состава).
- ПУЭ 7-е издание: Правила устройства электроустановок, главы 2.1 и 2.3, регламентирующие выбор и способы прокладки кабелей.
- Минимальный радиус изгиба: Регламентирован стандартами и ТУ. Для кабелей с броней из ГСТ обычно составляет не менее 10-15 наружных диаметров кабеля. Нарушение ведет к деформации брони и повреждению изоляции.
- Заземление брони: Металлический бронепокров должен быть заземлен с двух концов кабельной линии для снятия наведенного потенциала и в целях электробезопасности. Для этого используются специальные концевые муфты с заземляющими лепестками или бандажами.
- Защита концов при транспортировке и хранении: Концы кабеля должны быть герметизированы термоусаживаемыми или литыми заглушками для предотвращения попадания влаги внутрь конструкции.
- Укладка в траншею: На дне траншеи необходимо устройство песчаной или мягкой грунтовой подушки толщиной не менее 100 мм. При риске повреждения (в местах пересечений с дорогами) кабель дополнительно защищают плитами или защитными трубами.
- Учет растягивающих нагрузок: При прокладке на вертикальных участках с броней из проволок необходимо правильно рассчитать и смонтировать крепления, чтобы нагрузка воспринималась броней, а не жилами.
В некоторых исполнениях используется броня из алюминиевых лент или проволок для защиты от коррозии и снижения веса.
6. Внутренний защитный шланг
Полимерный слой (обычно из ПВХ, полиэтилена или резины), накладываемый поверх брони для предотвращения коррозии металла и защиты изоляции жил от острых кромок бронеленты при изгибах кабеля.
7. Наружный покров (оболочка)
Внешний полимерный слой, обеспечивающий защиту от влаги, масел, химических веществ, ультрафиолета и механических истираний. Материал подбирается исходя из условий эксплуатации: ПВХ (обычное исполнение), полиэтилен (для агрессивных сред), резина (для повышенной гибкости и морозостойкости).
Классификация и основные типы кабелей
Кабели с защитным шлангом классифицируются по нескольким ключевым параметрам.
По материалу и типу брони:
По номинальному напряжению:
По гибкости и назначению:
Области применения
Благодаря комплексной защите, кабели с защитным шлангом применяются в наиболее ответственных и тяжелых условиях:
Нормативные документы и стандарты
Производство и испытания кабелей с защитным шлангом в РФ регламентируется следующими основными документами:
Критерии выбора кабеля с защитным шлангом
При подборе конкретной марки и сечения необходимо учитывать комплекс факторов, представленных в таблице ниже.
| Критерий выбора | Варианты и параметры | Комментарии и рекомендации |
|---|---|---|
| Условия прокладки | В земле (траншее), в воздухе (по эстакадам), в помещениях, в агрессивных средах, при наличии растяжения/вибрации. | Для земли — обязательна броня ГСТ. Для растяжения — броня из проволок. Для химически активной среды — оболочка из полиэтилена или резины. |
| Номинальное напряжение, кВ | 0.66, 1, 6, 10, 20, 35. | Определяет толщину изоляции жил и конструкцию экрана. Должно соответствовать напряжению сети. |
| Количество и сечение жил | 1, 2, 3, 4, 5 жил; от 1.5 до 1000 мм² и более. | Выбирается по расчетному току нагрузки с учетом поправочных коэффициентов на способ прокладки и температуру окружающей среды. |
| Материал жилы | Медь (Cu), Алюминий (Al). | Медь: для высоких токовых нагрузок, гибких подключений. Алюминий: для стационарной прокладки при ограниченном бюджете, больших сечений. |
| Температурный режим | Длительно допустимая температура жилы: +70°C (ПВХ), +90°C (СПЭ, ЭПР). | Для сетей с повышенной нагрузкой и в жарком климате предпочтительны кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. |
| Класс пожарной опасности | Пожароопасность: нг(A-FR/LS), нг(А)-HF, нг(А)-LSLTx. По ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332). | Для групповой прокладки в зданиях и сооружениях обязательны кабели с индексом «нг» (не распространяющие горение). Для метро, ТЭЦ — с низким дымо- и газовыделением (LS). |
| Стойкость к внешним воздействиям | УФ-стойкость, стойкость к маслу, гидрофобность, морозостойкость (до -60°C). | Для открытого солнца — оболочка из светостабилизированного полиэтилена. Для Севера — оболочка из морозостойкого ПВХ или резины. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж кабелей с защитным шлангом требует соблюдения специфических правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальное отличие кабеля ВБбШв от ВВГ?
Кабель ВВГ имеет упрощенную конструкцию: изолированные жилы в общей ПВХ оболочке. Кабель ВБбШв, помимо этого, содержит два стальных защитных слоя: броню из двух стальных оцинкованных лент (индекс «Бб») и защитный шланг из ПВХ поверх брони (индекс «Шв»). Это делает ВБбШв пригодным для прокладки в земле без дополнительных труб, в то время как ВВГ для такой прокладки не предназначен.
Можно ли прокладывать кабель с броней из ГСТ на открытом воздухе?
Да, можно. Однако необходимо учитывать материал наружной оболочки. Стандартная оболочка из ПВХ имеет ограниченную стойкость к ультрафиолетовому излучению. Для длительной прокладки на солнце рекомендуется выбирать кабели с оболочкой из светостабилизированного полиэтилена (индекс «Шп» вместо «Шв») или защищать кабель от прямого солнечного света.
Нужно ли заземлять броню кабеля, и если да, то как?
Да, бронепокров подлежит обязательному заземлению с обоих концов линии в целях электробезопасности (для защиты от пробоя фазы на броню) и для отвода наведенных токов. Заземление осуществляется путем соединения брони с контуром заземления через специальные элементы кабельной арматуры: концевые или соединительные муфты, в которых предусмотрены контакты для подсоединения заземляющего проводника к бронеленте или проволокам.
Какой кабель лучше для подключения передвижной техники (кран, экскаватор): с броней из лент или проволок?
Для гибких, подвижных подключений, где кабель подвергается многократным изгибам, растяжению и кручению, применяются специальные гибкие кабели с броней из мелких стальных оцинкованных проволок (например, марки КГ-ХЛ с броней). Броня из гофрированных лент (ГСТ) в таких условиях может деформироваться, ломаться и повреждать изоляцию, поэтому для стационарной или малоподвижной прокладки.
Что означают индексы «Л» и «2Л» в маркировке бронированных кабелей?
Индекс «Л» указывает на наличие лаковой ленты поверх скрученных жил под броней. Индекс «2Л» означает, что под броней имеется двойная лаковочная лента. Эти ленты служат дополнительной защитой изоляции жил от возможного повреждения острыми кромками бронелент при изгибах кабеля и обеспечивают дополнительную герметизацию.
Существуют ли огнестойкие кабели в защитном шланге?
Да, существуют. Это кабели, сохраняющие работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени (например, 60, 90, 180 минут). Они имеют специальную огнестойкую изоляцию (слюдосодержащие ленты, керамообразующие составы) и маркируются индексами «FRLS», «FR» или «E30, E90» по ГОСТ Р 53315-2009. Броня в таких кабелях также выполняется из огнестойких материалов или с особыми покрытиями.
Как правильно выбрать сечение бронированного кабеля для прокладки в земле?
Выбор сечения производится в следующем порядке: 1) Расчет длительно допустимого тока нагрузки по ПУЭ (Глава 1.3) с учетом поправочных коэффициентов на количество работающих кабелей в одной траншее, температуру грунта и теплопроводность почвы. 2) Проверка по потере напряжения. 3) Проверка по условиям срабатывания защиты от токов короткого замыкания и перегрузки. Рекомендуется проводить расчет с привлечением проектировщиков, используя специализированное программное обеспечение.
Заключение
Кабели с защитным шлангом представляют собой надежное и универсальное решение для создания кабельных линий в условиях, где присутствуют значительные механические, химические и климатические воздействия. Правильный выбор марки, сечения и конструкции кабеля, основанный на детальном анализе условий прокладки и эксплуатации, а также строгое соблюдение правил монтажа и заземления являются залогом долговечной и безопасной работы энергетической или контрольной системы. Постоянное развитие материалов (появление новых полимеров, композитных броневых покровов) и ужесточение требований пожарной безопасности определяют дальнейшие тенденции совершенствования данного класса кабельной продукции.