Кабели силовые гибкие бронированные: конструкция, стандарты и применение
Силовые гибкие бронированные кабели представляют собой комплексное решение для передачи электроэнергии в условиях повышенных механических нагрузок, вибраций, сложной трассировки и необходимости частых перегибов. Они сочетают в себе свойства гибких проводников, рассчитанных на многократную укладку, и защиту от внешних воздействий, обеспечиваемую броневым покровом. Их применение критически важно в отраслях, где использование стандартных жестких кабелей невозможно или небезопасно.
Конструктивные элементы гибкого бронированного кабеля
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Основные элементы, начиная от центра:
- Токопроводящая жила: Изготавливается методом многопроволочной скрутки из медных или алюминиевых проволок малого диаметра. Медь предпочтительна для гибких кабелей благодаря высокой пластичности и электропроводности. Класс гибкости жилы — не ниже 5 (для многожильных) по ГОСТ 22483 или категории 5/6 по IEC 60228. Это обеспечивает сохранение целостности при изгибах и вибрациях.
- Изоляция жилы: Выполняется из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, сшитого полиэтилена (XLPE) или этиленпропиленовой резины (EPR). XLPE обеспечивает высокую термостойкость (до 90°C) и стойкость к токам короткого замыкания. Резиновая изоляция (например, на основе каучука) обеспечивает исключительную гибкость при низких температурах.
- Поясная изоляция и заполнение: Скрученные изолированные жилы покрываются общим слоем поясной изоляции (из ПВХ, резины) или обматываются пленками. Межжильное пространство заполняется эластичным материалом для придания кабелю круглой формы и дополнительной защиты от сдавливания.
- Экран (при наличии): В кабелях на напряжение выше 1 кВ и для защиты от электромагнитных помех применяется экран из электропроводящего материала (медные проволоки, проводящая бумага или полимер) поверх каждой жилы или поверх скрутки.
- Внутренняя оболочка: Защищает изоляцию жил от повреждения броней и обеспечивает дополнительную защиту от влаги. Выполняется из ПВХ, полиэтилена или резины.
- Броневой покров: Ключевой элемент защиты. Представляет собой оплетку или обмотку из стальных оцинкованных проволок (КГ) или стальных оцинкованных лент (П). Проволочная броня (тип «КГ») обеспечивает высочайшую гибкость и стойкость к растягивающим нагрузкам. Ленточная броня (тип «П») обеспечивает защиту от сдавливания и точечных ударов, но гибкость кабеля снижается.
- Наружная оболочка: Защищает броню от коррозии и агрессивных сред. Материал выбирается исходя из условий эксплуатации: ПВХ (стандарт), маслостойкая резина, полиэтилен (для агрессивных химических сред), не распространяющая горение композиция (нг-LS, нг-HF).
- Промышленное оборудование: Питание передвижных машин, станков с ЧПУ, портальных кранов, экскаваторов, буровых установок. Используются кабели с резиновой изоляцией и проволочной броней (например, КГ, РПШ).
- Энергоснабжение объектов: Подземная прокладка к трансформаторным подстанциям, распределительным пунктам, в условиях риска механических повреждений. Применяются кабели с изоляцией XLPE и ленточной броней (ПвБШв, ВБШв).
- Судостроение и offshore: Прокладка на судах, морских платформах. Требуется стойкость к влаге, солевым туманам, вибрации. Используются специализированные кабели с медной проволочной броней и резиновой изоляцией.
- Шахты и рудники: Питание проходческих комбайнов, вентиляторов, насосов. Обязательно применение кабелей в исполнении с усиленной броней и не распространяющих горение (например, КГШЭ).
- Временное электроснабжение: Строительные площадки, мероприятия. Гибкость и защита от повреждений являются ключевыми.
- Номинальное напряжение (U0/U): Основной параметр. Например, 0,66/1 кВ, 6/10 кВ, 20/35 кВ. Определяет толщину изоляции и конструкцию экрана.
- Количество и сечение жил: От 1 до 5 основных жил, возможно с дополнительными жилами управления или контроля. Сечение — от 1,5 мм² до 400 мм² и более для гибких конструкций.
- Минимальный радиус изгиба: Критичный параметр для гибких кабелей. Обычно составляет от 5 до 15 наружных диаметров кабеля в зависимости от конструкции брони. Для кабелей с проволочной броней радиус меньше, чем с ленточной.
- Диапазон рабочих температур: Зависит от материалов изоляции и оболочки. Стандартный диапазон: от -50°C до +70°C для резиновых кабелей и от -15°C до +90°C для кабелей с изоляцией XLPE.
- Стойкость к механическим воздействиям: Броня должна выдерживать ударные нагрузки, сдавливание (нормируется испытанием), растяжение (для проволочной брони).
- ГОСТ 24334-80, ГОСТ 31996-2012: Определяют общие технические условия для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 35 кВ, включая бронированные.
- ГОСТ 433-73, ГОСТ 13497-77: Стандарты на кабели и провода гибкие с резиновой изоляцией.
- МЭК 60502 (IEC 60502): Международный стандарт на силовые кабели с экструдированной изоляцией на напряжение от 1 кВ до 30 кВ.
- МЭК 60228 (IEC 60228): Стандарт на проводники кабелей.
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ): Содержат требования к выбору, прокладке и защите кабельных линий.
- Радиус изгиба: Не должен превышать значений, указанных в технических условиях. Нарушение ведет к деформации изоляции, повреждению брони и сокращению срока службы.
- Заземление брони: Броневой покров должен быть заземлен с двух сторон линии для обеспечения электробезопасности и выполнения функции экрана.
- Защита от коррозии: При прокладке в агрессивных средах (почвы с высокой кислотностью, щелочностью, содержание блуждающих токов) необходимо применять кабели с полиэтиленовой оболочкой поверх брони или предусматривать дополнительную антикоррозионную защиту (например, ленты).
- Укладка в лотки и короба: Допускается для кабелей с негорючей оболочкой. Следует избегать перехлестов и обеспечивать естественное охлаждение.
- Соединение и оконцевание: Для герметизации концов кабеля необходимо использовать специальные муфты, обеспечивающие надежное заземление брони и защиту от влаги.
- Потери напряжения на длине гибкого подвеса.
- Пусковые токи электродвигателей.
- Режим работы (ПВ % — продолжительность включения).
- Теплоотвод в условиях многократной скрутки. Часто применяется коэффициент снижения нагрузки (0,8-0,9) для гибких кабелей, постоянно подвергающихся динамическим нагрузкам.
- нг(A) — кабель не распространяет горение при групповой прокладке по категории «А» (наиболее строгие испытания по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22).
- HF (Halogen Free) — безгалогенный. Изоляция и оболочка изготовлены из материалов, не содержащих галогены (хлор, фтор и др.). При пожаре такие кабели выделяют минимальное количество коррозионного дыма и не выделяют токсичные галогеноводородные кислоты, что критически важно для людей и электронного оборудования.
Классификация и маркировка
Кабели классифицируются по нескольким ключевым параметрам, что отражено в их буквенно-цифровой маркировке.
Таблица 1. Расшифровка маркировки гибких бронированных кабелей (по ГОСТ и ТУ)
| Элемент маркировки | Значение | Пример |
|---|---|---|
| Материал жилы | А — алюминий (отсутствует — медь) | КГ — кабель гибкий, медная жила |
| Назначение/гибкость | К — кабель, КГ — кабель гибкий, КП — кабель гибкий с полимерной изоляцией | КГВВ, КПГУ |
| Изоляция | В — ПВХ, П — полиэтилен, Р — резина (натуральная или EPR), Н — найритовая резина | КГ-ХЛ (хладостойкий) |
| Тип брони | К — броня из круглых оцинкованных стальных проволок, П — броня из плоских стальных оцинкованных лент | ВБШв: Б — броня из стальных лент, Шв — защитный шланг из ПВХ |
| Наружная оболочка | В — ПВХ, Шв — шланг ПВХ, Шп — шланг полиэтиленовый, Н — негорючая оболочка | ПвБШв: Пв — изоляция из сшитого полиэтилена, Б — броня, Шв — шланг ПВХ |
| Дополнительные свойства | нг — не распространяющий горение, LS — с пониженным дымовыделением, ХЛ — хладостойкий, У — усиленный | КГ-ХЛ нг-LS |
Области применения и условия эксплуатации
Гибкие бронированные кабели предназначены для стационарной и нестационарной прокладки. Основные сферы применения:
Ключевые технические характеристики
При выборе кабеля необходимо анализировать следующие параметры:
Таблица 2. Сравнение основных типов гибких бронированных кабелей
| Тип кабеля (пример) | Конструкция брони | Гибкость | Основное назначение | Ключевые преимущества |
|---|---|---|---|---|
| КГ (Кабель гибкий) | Оплетка из оцинкованных стальных проволок | Очень высокая | Переносное оборудование, подключение передвижных механизмов | Высокая стойкость к многократным изгибам и вибрации |
| ПвБШв (Силовой с изоляцией XLPE) | Две стальные оцинкованные ленты | Умеренная | Стационарная прокладка в земле, туннелях, каналах | Высокая термостойкость, стойкость к сдавливанию, долговечность |
| ВБШвнг(А)-LS | Две стальные оцинкованные ленты | Умеренная | Прокладка в зданиях, коллекторах, с требованием пожарной безопасности | Не распространяет горение, низкое дымовыделение, отсутствие галогенов |
| РПШ (Резиновый, шланговый) | Оплетка из стальных оцинкованных проволок | Высокая | Судостроение, горная промышленность, влажные среды | Исключительная гибкость, масло- и бензостойкость, влагостойкость |
Нормативная база и стандарты
Производство и применение кабелей регламентируется национальными и международными стандартами:
Особенности монтажа и эксплуатации
Прокладка гибких бронированных кабелей требует соблюдения специфических правил:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем принципиальная разница между броней из проволок и из лент?
Проволочная броня (тип «К») обеспечивает высокое сопротивление растягивающим усилиям и многократным изгибам, что делает кабель гибким. Ленточная броня (тип «П») в первую очередь защищает от сдавливающих и ударных нагрузок, но существенно ограничивает гибкость кабеля и его стойкость к вибрации. Выбор зависит от преобладающего вида механического воздействия.
Можно ли прокладывать гибкий бронированный кабель типа КГ в земле (траншее)?
Прокладка классического кабеля КГ в земле без дополнительной защиты (например, в трубах) не рекомендуется для длительной стационарной эксплуатации. Хотя он имеет броню, его наружная оболочка из резины или ПВХ не обладает достаточной стойкостью к длительному воздействию почвенной влаги, микроорганизмов и агрессивных химических веществ. Для стационарной подземной прокладки следует выбирать кабели с защитным шлангом из полиэтилена (обозначение «Шп» или «2P» в маркировке), например, ПвБШп.
Как правильно выбрать сечение гибкого кабеля для подвижного механизма?
Выбор сечения для подвижных применений сложнее, чем для стационарных. Помимо расчета по допустимому длительному току (с учетом условий прокладки), необходимо учитывать:
Рекомендуется руководствоваться не только таблицами ПУЭ, но и каталогами производителей, где приводятся данные для динамического применения.
Обязательно ли заземлять броню кабеля с двух сторон?
Да, согласно ПУЭ (п. 1.7.76, 1.7.97), металлические оболочки и броня силовых кабелей должны быть заземлены или занулены с обоих концов. Это необходимо для обеспечения безопасности при повреждении изоляции, для ликвидации наведенного потенциала, а также для правильной работы устройств релейной защиты, если броня используется как элемент системы защиты от однофазных замыканий на землю.
Что означает обозначение «нг(A)-HF» в маркировке кабеля?
Это комплексный показатель пожарной безопасности:
Какой срок службы у гибкого бронированного кабеля?
Номинальный срок службы устанавливается производителем и составляет, как правило, 30 лет для стационарной прокладки кабелей с изоляцией из XLPE или ПВХ. Для гибких кабелей в динамическом режиме (например, КГ на кране) срок службы напрямую зависит от интенсивности циклов изгиба/скручивания, условий эксплуатации (температура, наличие абразивных сред) и может составлять от 3 до 10 лет. Регулярный визуальный осмотр на предмет повреждений оболочки и брони является обязательной мерой для продления срока службы.