Кабели силовые бронированные для прокладки в земле
Кабели силовые бронированные для прокладки в земле: конструкция, применение, выбор и монтаж
Прокладка силовых кабелей в земле является одним из наиболее распространенных и экономически эффективных способов передачи электроэнергии. Однако подземная трасса предъявляет особые требования к кабельной продукции из-за комплексного воздействия механических нагрузок, давления грунта, коррозионной активности, влаги и перепадов температур. Для работы в таких условиях предназначены бронированные силовые кабели, конструкция которых специально разработана для защиты токопроводящих жил от всех видов внешних воздействий.
Конструктивные особенности бронированных кабелей для подземной прокладки
Конструкция бронированного кабеля представляет собой многослойную систему, где каждый слой выполняет строго определенную функцию. Основные элементы, начиная от центра:
- Токопроводящая жила. Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки, может быть однопроволочной (монолитной) или многопроволочной. Сечение и форма (круглая, секторная) выбираются исходя из номинального тока и требований к компактности.
- Фазная изоляция. Наносится на каждую жилу. В современных кабелях применяются сшитый полиэтилен (XLPE) или поливинилхлоридный пластикат (ПВХ). XLPE обеспечивает более высокую допустимую температуру длительной нагрузки (до 90°C) и стойкость к токам короткого замыкания.
- Поясная изоляция. Общий слой, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. Выравнивает электрическое поле и предохраняет фазную изоляцию от повреждения последующими слоями.
- Экран по жилам. Для кабелей на напряжение 6 кВ и выше. Выполняется из электропроводящего материала (полупроводящий сшитый полиэтилен, электропроводящая бумага) и предназначен для симметрирования электрического поля вокруг жилы.
- Заполнитель. Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из ПВХ-пластиката, мелованной бумаги или резиновой смеси для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.
- Внутренняя защитная оболочка. Изготавливается из ПВХ-пластиката, полиэтилена или вулканизированной резины. Защищает изоляцию жил от воздействия брони и герметизирует кабель.
- Броня. Ключевой защитный элемент. Представляет собой две стальные ленты, наложенные с перекрытием (реже – стальные оцинкованные проволоки). Ленты защищают кабель от механических повреждений (удары лопатой, давление камней, грызуны) и от растягивающих усилий.
- Наружная защитная оболочка (шланг). Наносится поверх брони для защиты стальных лент от коррозии. Материал – ПВХ-пластикат или полиэтилен. Часто имеет отличительную расцветку (обычно черный) и маркировку с данными о кабеле.
- ВБбШв – силовой кабель с медными жилами, изоляцией и оболочкой из ПВХ-пластиката, броней из двух стальных лент, наружным защитным шлангом из ПВХ. Напряжение до 1 кВ.
- АВБбШв – то же, что ВБбШв, но с алюминиевыми жилами.
- ПвБбШв – кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE), броней из стальных лент, защитным шлангом из ПВХ. Напряжение 6-35 кВ.
- ПвБШв – аналог ПвБбШв, но с броней из стальных оцинкованных проволок (буква «Б» без «б»). Применяется на участках с повышенными растягивающими нагрузками.
- ЦСП – кабель с бумажной пропитанной изоляцией, свинцовой оболочкой и броней. Классическое решение для высоких напряжений, постепенно вытесняемое кабелями с XLPE.
- Уровень напряжения и род тока: Определяет тип изоляции и конструкцию экрана.
- Мощность нагрузки и длительно допустимый ток: Рассчитывается сечение жил с учетом способа прокладки, температуры грунта и его теплопроводности.
- Условия прокладки: Химическая активность грунта, наличие блуждающих токов, механические риски. При высокой коррозионной опасности применяют кабели с броней из оцинкованных лент/проволок и усиленной защитной оболочкой.
- Экономическая целесообразность: Сравнение стоимости кабеля, затрат на монтаж и эксплуатацию. Алюминиевые кабели дешевле, но требуют большего сечения при той же мощности и имеют особенности монтажа.
- Разметка трассы. Определение пути прокладки с обходом препятствий и соблюдением расстояний до других коммуникаций.
- Разработка траншеи. Глубина траншеи для кабелей до 35 кВ должна быть не менее 0,7 м (1,0 м при пересечении дорог). Ширина зависит от количества кабелей. Дно траншеи очищается от камней и выравнивается.
- Устройство подсыпки (постели). На дно траншеи насыпается слой песка или мягкого грунта толщиной 100 мм для исключения контакта кабеля с твердыми включениями.
- Укладка кабеля. Кабель укладывается волнообразно («змейкой») без натяжения для компенсации температурных деформаций. Запрещена укладка на мерзлый грунт.
- Защита кабеля. Поверх уложенного кабеля насыпается слой песка (100 мм), затем укладывается сигнально-защитная лента из пластика или кирпич для обозначения трассы и дополнительной защиты.
- Обратная засыпка. Траншея засыпается грунтом без крупных камней и строительного мусора с послойным уплотнением.
- Испытания. После прокладки кабель подвергается высоковольтным испытаниям повышенным напряжением постоянного тока и проверке целостности жил и оболочки.
Основные типы и марки кабелей
В России и странах СНГ наиболее распространены кабели, соответствующие ГОСТ 31996-2012 и ТУ производителей. Основные марки для прокладки в земле:
Критерии выбора кабеля для прокладки в земле
Выбор конкретной марки и сечения осуществляется на основе технико-экономического расчета, учитывающего следующие параметры:
Таблица: Сравнение характеристик основных марок кабелей
| Марка кабеля | Материал жилы | Материал изоляции | Тип брони | Напряжение, кВ | Ключевые преимущества | Типовые области применения |
|---|---|---|---|---|---|---|
| АВБбШв | Алюминий | ПВХ | Две стальные ленты | 0,66-1 | Низкая стоимость, стойкость к механическим повреждениям | Ввод в здание, распределительные сети 0,4 кВ |
| ВБбШв | Медь | ПВХ | Две стальные ленты | 0,66-1 | Высокая проводимость, надежность, гибкость | Питание критичных потребителей, промышленные объекты |
| ПвБбШв | Медь/Алюминий | Сшитый полиэтилен (XLPE) | Две стальные ленты | 6-35 | Высокая допустимая температура, стойкость к токам КЗ, малые радиусы изгиба | Магистральные линии, вводы на подстанции, сети 6-35 кВ |
Технология прокладки кабеля в земле
Прокладка выполняется в соответствии с ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), СНиП и проектной документацией. Основные этапы:
Смежные вопросы и особенности эксплуатации
Коррозионная защита
Броня из стальных лент подвержена электрохимической коррозии под действием блуждающих токов и агрессивных грунтов. Для защиты применяют кабели с защитным шлангом из полиэтилена, обладающего лучшими барьерными свойствами, чем ПВХ. На особо опасных участках используют катодную поляризацию или протекторную защиту.
Термическое сопротивление грунта
Допустимый длительный ток кабеля, проложенного в земле, напрямую зависит от теплопроводности грунта. Сухой песчаный грунт имеет низкую теплопроводность, что требует уменьшения нагрузки или применения специальных мер: засыпка траншеи песчано-цементной смесью, использование термоусаживаемых муфт с термосквидами.
Соединение и оконцевание
Для соединения отрезков кабеля и подключения к оборудованию используются кабельные муфты: соединительные, концевые, стопорные. Для бронированных кабелей муфты имеют специальные элементы для заземления брони и экрана. Герметичность соединения – критичный параметр для долговечности линии.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель с индексом «б» в маркировке (например, ВБбШв) от кабеля без него?
Индекс «б» означает, что броня выполнена из двух стальных лент. Если в маркировке присутствует только «Б» (например, ПвБШв), то броня выполнена из стальных оцинкованных проволок. Ленточная броня защищает в основном от механических повреждений, проволочная – также и от растягивающих усилий.
Можно ли прокладывать бронированный кабель без трубы?
Да, это основное назначение бронированных кабелей. Прокладка в трубах (обычно ПНД или асбоцементных) требуется только на дополнительно защищаемых участках: под дорогами, в местах с высокой вероятностью раскопок, при пересечении с другими коммуникациями. Труба в этом случае служит футляром.
Как правильно заземлить броню кабеля?
Броня и металлические экраны кабеля подлежат обязательному заземлению с двух концов для обеспечения безопасности и нормальной работы защит. Заземление выполняется с помощью медного гибкого проводника, припаянного или присоединенного хомутом к броне, и выводится на заземляющий контур через специальные лепестки в муфте или наконечник.
Что такое «кабель с нулевой жилой» и как его опознать?
В кабелях на напряжение 0,66/1 кВ для четырехпроводных сетей 380/220 В одна из жил (обычно меньшего сечения) является нулевой рабочей (N). В пятижильных кабелях добавляется жила защитного заземления (PE). В маркировке это отражается как, например, ВБбШв 4х… или ВБбШв 5х…. Нулевая жила может быть синего цвета, заземляющая – желто-зеленого.
Какой срок службы у бронированного кабеля в земле?
Номинальный срок службы кабелей с ПВХ-изоляцией составляет 30 лет, с изоляцией из сшитого полиэтилена – до 40-50 лет. Фактический срок зависит от условий эксплуатации, качества монтажа, соблюдения нагрузочных характеристик и отсутствия повреждений при сторонних раскопках.
Заключение
Применение бронированных силовых кабелей для прокладки в земле – технически обоснованное и экономически оправданное решение для создания надежных и долговечных кабельных линий. Правильный выбор марки кабеля, соответствующей условиям трассы и нагрузкам, строгое соблюдение технологии монтажа и требований нормативной документации являются залогом бесперебойного электроснабжения на протяжении всего срока службы. Современные материалы, такие как сшитый полиэтилен, в сочетании с классической стальной броней обеспечивают высокий уровень эксплуатационной надежности даже в сложных грунтовых условиях.