Кабели силовые бронированные

Кабели силовые бронированные: конструкция, типы, применение и выбор

Силовые бронированные кабели представляют собой класс кабельной продукции, предназначенной для передачи и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 35 кВ включительно, в условиях повышенных механических воздействий и риска повреждений. Броня обеспечивает защиту токопроводящих жил и изоляции от растягивающих усилий, ударов, вибрации, грызунов и случайных повреждений при монтаже и эксплуатации. Основная сфера применения включает прокладку в земле (траншеях), по воздуху на тросах, в коллекторах, тоннелях, шахтах, по мостам, а также в условиях агрессивных сред при соблюдении требований к коррозионной стойкости.

Конструкция бронированного кабеля

Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Классическая последовательность слоев, начиная от центра:

• Токопроводящая жила. Изготавливается из меди или алюминия, круглой или секторной (сегментной) формы. Может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной, что повышает гибкость.
• Фазная изоляция. Наносится на каждую жилу индивидуально. Материалы: сшитый полиэтилен (XLPE), поливинилхлоридный пластикат (ПВХ), этиленпропиленовая резина (EPR). Изоляция определяет номинальное напряжение кабеля.
• Поясная изоляция. Общий слой, скрепляющий изолированные жилы. Часто выполняется в виде экструдированного слоя полимера или обмотки из полимерных лент.
• Экран по жилам. Присутствует в кабелях на напряжение 6 кВ и выше. Выполняется из электропроводящего материала (полупроводящий сшитый полиэтилен, токопроводящие ленты) для выравнивания электрического поля и предотвращения поверхностных разрядов.
• Заполнитель. Пространство между изолированными жилами и броней заполняется промежуточным слоем, часто это жгуты из полимерных нитей, резиновые смеси или ПВХ-пластикат. Обеспечивает круглую форму и механическую стабильность.
• Разделительный слой (подброневый). Защищает изоляцию и экраны от повреждения броней. Обычно это битумизированная бумага, крепированная бумага, ПЭТ-ленты или полимерные пленки.
• Броня. Основной защитный механический слой. Существует два основных типа: стальные ленты (две ленты, наложенные с перекрытием) или стальные оцинкованные проволоки (плоские или круглые).
• Защитный наружный покров (шланг). Защищает броню от коррозии и внешних воздействий. Материал: поливинилхлоридный пластикат (ПВХ), полиэтилен (PE), в том числе самозатухающий (PE-H). В кабелях для особо агрессивных условий может применяться шланг из полимера без галогенов (LS, LH).

Типы брони и их обозначение по ГОСТ и международным стандартам

Тип брони является ключевым классификационным признаком и указывается в марке кабеля. Обозначения регламентируются ГОСТ 31996-2012 (и его предшественниками) и международными стандартами (МЭК, DIN).

Таблица 1. Типы брони и их обозначения

Тип брони	Обозначение по ГОСТ (в марке кабеля)	Обозначение по международным стандартам	Конструкция и назначение
Стальные ленты	Б	STA (Steel Tape Armour)	Две стальные ленты, наложенные внахлест. Защищает от механических воздействий, сдавливания, ударов. Не предназначена для компенсации значительных растягивающих нагрузок.
Стальные оцинкованные проволоки	К	SWA (Steel Wire Armour)	Спиральная обмотка оцинкованными стальными проволоками круглого или плоского сечения. Обеспечивает защиту от растягивающих усилий. Применяется на вертикальных и наклонных трассах, при прокладке по мостам.
Ленты из нержавеющей стали	Бн	ASTA (Aluminium/Stainless Steel Tape Armour)	Аналогична броне из стальных лент, но обладает повышенной коррозионной стойкостью для агрессивных сред (химическая промышленность, прибрежные зоны).

Материалы изоляции и их сравнительные характеристики

Выбор материала изоляции определяет температурный режим, допустимое напряжение и условия эксплуатации кабеля.

Таблица 2. Сравнительные характеристики материалов изоляции

Материал изоляции	Обозначение	Макс. рабочая температура, °C	Ключевые преимущества	Ограничения и особенности
Сшитый полиэтилен (XLPE)	Пв (изол. из сшитого полиэтилена)	90	Высокие диэлектрические свойства, малый вес, высокая стойкость к тепловым перегрузкам (до 130°C в аварийном режиме), низкая диэлектрическая проницаемость.	Чувствительность к точечным механическим повреждениям, необходимость в экранировании, относительно высокая стоимость.
Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ)	В (виниловая изоляция)	70	Хорошая гибкость, устойчивость к влаге, кислотам, щелочам, низкая стоимость, не поддерживает горение.	Ограниченный температурный диапазон, выделение коррозионно-активных газов и большое количество дыма при горении, старение под воздействием тепла.
Этиленпропиленовая резина (EPR)	П (изол. из силанольносшитой резины) или Ep	90	Отличная гибкость и стойкость к многократным изгибам, высокая устойчивость к тепловому старению, хорошая стойкость к влаге.	Более высокие диэлектрические потери по сравнению с XLPE, больший диаметр и вес при аналогичных параметрах.

Области применения и выбор типа брони

Выбор конкретного типа бронированного кабеля осуществляется на основе анализа условий прокладки и эксплуатации.

• Прокладка в земле (траншеях): Наиболее распространенный случай. Применяются кабели с броней из стальных лент (Б) или проволок (К). Ленточная броня защищает от давления грунта и случайных ударов лопатой. Проволочная броня предпочтительна в каменистых грунтах, на участках с риском просадок или в сейсмически активных зонах, где возможны растягивающие нагрузки. Обязательно наличие наружного покрова, стойкого к влаге и агрессивным химическим соединениям в почве (PE, ПВХ).
• Прокладка в воде, по дну водоемов: Используются кабели исключительно с проволочной броней (К), способной выдержать растяжение при укладке и течение воды. Наружный покров должен иметь повышенную герметичность и стойкость к водопоглощению.
• Вертикальные и наклонные трассы (шахты, эстакады): Только броня из стальных проволок (К), которая воспринимает вес кабеля и предотвращает его сползание или растяжение.
• Прокладка в туннелях, коллекторах, по стенам зданий: Допускается использование кабелей с ленточной броней (Б). При наличии риска вибрации или смещения конструкций рекомендуется проволочная броня. Важное значение приобретает группа горючести наружного покрова (предпочтение материалам с пониженным дымовыделением и нераспространением горения, например, ПвБШвнг(А)-LS).
• Взрывоопасные зоны и объекты с повышенными требованиями к безопасности: Применяются кабели с броней, обеспечивающей надежное заземление, и с защитным шлангом, не выделяющим коррозионных газов при горении (LS-тип).

Маркировка и расшифровка марок кабелей

Марка кабеля по ГОСТ представляет собой буквенный код, описывающий основные элементы его конструкции.

Пример расшифровки марки АПвБбШв:

• А – материал жилы: алюминий (отсутствие буквы означает медь).
• Пв – материал изоляции жил: сшитый полиэтилен.
• Б – тип брони: броня из стальных лент.
• б – материал подброневого покрова: без подушки (в данном контексте – с дополнительной защитой, часто битум или полимерные ленты).
• Шв – материал защитного шланга (наружной оболочки): шланг из поливинилхлорида.

Пример расшифровки марки ВБШвнг(А)-LS:

• Отсутствие буквы А – материал жилы: медь.
• В – материал изоляции жил: поливинилхлоридный пластикат.
• Б – тип брони: броня из стальных лент.
• Шв – материал защитного шланга: шланг из поливинилхлорида.
• нг(А) – исполнение по нераспространению горения: не распространяющее горение при групповой прокладке по категории А (наивысшая стойкость).
• LS – Low Smoke: с пониженным дымовыделением и газовыделением.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж бронированных кабелей требует соблюдения специфических правил:

• Радиус изгиба: Регламентируется ГОСТ и техническими условиями. Для кабелей с броней из лент минимальный радиус изгиба обычно составляет 15-20 внешних диаметров кабеля, с броней из проволок – 10-15 диаметров. Нарушение ведет к деформации брони и повреждению изоляции.
• Заземление брони и экранов: Броня и экраны (при их наличии) подлежат обязательному заземлению с двух концов кабельной линии для обеспечения электробезопасности и отвода токов короткого замыкания. Для этого используются специальные концевые заделки или муфты, обеспечивающие надежный контакт.
• Защита от коррозии: В агрессивных грунтах (с высокой кислотностью, щелочностью, содержанием блуждающих токов) необходимо применять кабели с броней из оцинкованных проволок или лент, а также с наружным полиэтиленовым шлангом (Шп), обладающим лучшими барьерными свойствами, чем ПВХ. Допускается прокладка в асбоцементных или полиэтиленовых трубах.
• Термическая стойкость: При прохождении токов короткого замыкания броня может нагреваться. Необходимо проводить расчет термической стойкости брони к токам КЗ, особенно для кабелей большого сечения.
• Раскрой брони: При разделке конца кабеля броня аккуратно снимается с помощью специальных инструментов. Важно не повредить нижележащие слои изоляции и экраны. Броня фиксируется бандажом для предотвращения распускания.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем принципиальная разница между броней из лент (Б) и проволок (К)?

Броня из стальных лент (Б) предназначена в первую очередь для защиты от внешнего давления, сдавливания и точечных ударов. Она не рассчитана на восприятие значительных растягивающих нагрузок. Броня из стальных оцинкованных проволок (К) эффективно противостоит растяжению, что позволяет использовать кабель на вертикальных участках, в условиях подвижек грунта или при подвесе на тросах. Проволочная броня также обеспечивает лучшую гибкость кабеля.

Обязательно ли заземлять броню силового кабеля?

Да, заземление брони является обязательным требованием ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Броня должна быть заземлена с обоих концов линии. Это делается для безопасности персонала (исключение поражения электрическим током при повреждении изоляции и пробое на броню), а также для обеспечения пути стекания токов короткого замыкания и защиты от электромагнитных помех.

Какой кабель выбрать для прокладки в земле: с изоляцией XLPE или ПВХ?

Для новых прокладок, особенно на напряжения 6, 10 кВ и выше, преимущественно выбирают кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE, марка Пв). Они имеют более высокую допустимую температуру перегрузки (90°C против 70°C у ПВХ), меньший вес и диаметр, высокую стойкость к тепловому старению. Кабели с ПВХ-изоляцией (В) могут применяться в сетях до 1 кВ, при ограниченном бюджете или в условиях, где не требуется высокая перегрузочная способность. Однако для ответственных линий предпочтение отдается XLPE.

Что означают индексы «нг(А)», «LS», «HF» в маркировке кабеля?

• нг(А) – кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткие испытания).
• LS (Low Smoke) – пониженное дымовыделение при горении или тлении.
• HF (Halogen Free) или FR (Fire Resistant) – безгалогенный состав оболочки/изоляции. Не выделяет коррозионно-активных галогенсодержащих газов и имеет низкую токсичность продуктов горения.

Можно ли использовать бронированный кабель для прокладки по воздуху?

Да, можно, но с учетом способа подвеса. Для прокладки по воздуху на тросах (по фасадам, между опорами) необходимо использовать кабели с броней из стальных проволок (К), которая будет воспринимать механическое напряжение. Сам кабель должен быть рассчитан на атмосферные воздействия (УФ-излучение, перепады температур). Часто для этого применяются кабели с наружным покровом из светостабилизированного полиэтилена.

Как определить необходимое сечение жил бронированного кабеля?

Сечение выбирается на основе расчета по следующим ключевым параметрам: номинальный рабочий ток нагрузки (с учетом коэффициента спроса), допустимая потеря напряжения, термическая стойкость к токам короткого замыкания, способ прокладки (в земле, в воздухе) и температура окружающей среды. Расчеты выполняются в соответствии с методиками, изложенными в ПУЭ, ГОСТ Р 50571.5.52-2011 и других нормативных документах. Для предварительной оценки используются таблицы допустимых токовых нагрузок для конкретных марок кабелей.