Кабели силовые медные гибкие многожильные
Кабели силовые медные гибкие многожильные: конструкция, стандарты и применение
Силовые медные гибкие многожильные кабели представляют собой специализированный класс кабельной продукции, предназначенный для передачи и распределения электрической энергии в условиях, требующих повышенной подвижности, вибраций, частых изгибов или сложной трассировки. Их ключевое отличие от жестких (одножильных) кабелей заключается в конструкции токопроводящей жилы, которая состоит из множества тонких медных проволок, скрученных в единый проводник. Это обеспечивает высокую гибкость и стойкость к механическому усталостному разрушению.
Конструктивные особенности и материалы
Конструкция гибкого силового кабеля является многослойной, каждый элемент которой выполняет строго определенную функцию.
Токопроводящая жила
Изготавливается из электротехнической меди высокой чистоты (не ниже М1 по ГОСТ 859-2001). Жила формируется путем скрутки множества проволок круглого сечения. Чем больше проволок и меньше диаметр каждой из них, тем выше гибкость кабеля. Класс гибкости жилы регламентируется стандартами:
- Класс 2 – Повышенной гибкости. Жила скручена из проволок среднего диаметра. Применяется для стационарной прокладки с редкими перегибами.
- Класс 3, 4, 5 – Гибкие и особо гибкие. Жилы состоят из большого количества тонких проволок (для класса 5 – диаметром 0,21 мм и менее). Используются в подвижных соединениях, переносном оборудовании.
- Класс 6 – Очень гибкие. Максимально тонкие проволоки. Для экстремально подвижных систем, например, в робототехнике.
- Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ): Наиболее распространен. Обозначается как «В» в маркировке по ГОСТ. Диапазон температур: от -50°C до +70°C. Обладает хорошей гибкостью, не распространяет горение.
- Сшитый полиэтилен (СПЭ): Обозначается «Пв» (сшитый полиэтилен вулканизацией). Высокие диэлектрические свойства, температурный режим до +90°C в длительном режиме и до +250°C при КЗ. Повышенная стойкость к тепловому старению.
- Резина на основе натурального или бутадиен-стирольного каучука: Обозначается «Р». Обеспечивает исключительную гибкость и стойкость к многократным деформациям, морозостойкость до -60°C.
- Этиленпропиленовая резина (EPR): Обозначается «ЭПР». Сочетает гибкость, теплостойкость (до +90°C, при КЗ до +250°C) и влагостойкость.
- Подвижность: Для стационарной прокладки с изгибами подойдет кабель класса 2-4 (ВВГ-П, NYM). Для переносного оборудования и механизмов с частыми перемещениями – класс 5-6 (КГ, РПШ).
- Температура: Необходимо учитывать как температуру окружающей среды, так и нагрев от токовой нагрузки. Для морозов выбирают марки КГ-ХЛ или специальные ПВХ составы. Для жарких помещений или близости нагревательных элементов – кабели с изоляцией из СПЭ или EPR.
- Механические воздействия: При риске ударов, сдавливания, истирания необходима броня или оболочка из полиуретана (PUR). Для вертикальных трасс с собственной значительной массой кабеля требуется высокая механическая прочность.
- Химическая среда: Наличие масел, растворителей, кислот, щелочей требует применения кабелей с маслостойкой и химически стойкой оболочкой (например, резина типа CSM).
- Номинальное напряжение (U0/U): Основополагающий параметр. U0 – напряжение между жилой и землей, U – между жилами. Кабель должен быть рассчитан на сетевое напряжение с запасом.
- Сечение жилы и допустимый длительный ток (Iдоп): Выбирается по току нагрузки с учетом поправочных коэффициентов на условия прокладки (группа, температура). Для гибких кабелей, особенно малых сечений, важен также критерий потери напряжения.
- Класс гибкости и минимальный радиус изгиба (Rmin): Rmin обычно указывается в диаметрах кабеля (D). Для жестких кабелей Rmin = 10D, для гибких – от 5D до 3D (для особо гибких).
- Радиус изгиба: Нельзя изгибать кабель с радиусом меньше указанного в ТУ. Это ведет к деформации и надлому тонких проволок жилы, локальному повышению сопротивления и перегреву.
- Защита от скручивания и растяжения: При подвижном подключении кабель должен быть уложен свободно, без натяга. Используются кабельные цепи (кабелеукладчики), подвесные системы.
- Соединение и оконцевание: Многопроволочные жилы требуют обязательного обжатия кабельными наконечниками (гильзами) под опрессовку или пайки перед подключением к клеммам аппаратуры. Использование наконечников типа НШВИ (вилочных, кольцевых) предотвращает распушение жилы и обеспечивает надежный контакт. Запрещено напрямую зажимать многопроволочную жилу в винтовой клемме без подготовки.
- Крепление: Крепежные клипсы и хомуты не должны пережимать кабель, нарушая его сечение или повреждая оболочку.
- ГОСТ 22483-2012: «Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров». Определяет классы гибкости, требования к сопротивлению.
- ГОСТ 31996-2012: «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ». Содержит требования к кабелям марок ВВГ, ВВГ-П и др.
- ГОСТ 24334-80, ГОСТ 6323-79: На кабели и провода с резиновой изоляцией (КГ, КГ-ХЛ и т.д.).
- Серия ТУ 16.К71-… и ТУ 3544-…-…-…-…: Технические условия на конкретные марки кабелей, где детализированы конструкция, материалы, испытания.
- Международные стандарты: HD 603 (Европа), VDE 0295 (Германия), IEC 60228 (классификация жил).
Изоляция жил
Каждая токопроводящая жила изолируется индивидуально. Материал изоляции определяет температурный режим, стойкость к агрессивным средам и гибкость кабеля в целом.
Поясная изоляция и разделительный слой
Поверх скрученных изолированных жил (концентрически или пучком) может накладываться поясная изоляция из того же материала или ПВХ-ленты. В кабелях с резиновой изоляцией часто применяется тальцирование или наложение пленки для предотвращения слипания и облегчения разделки.
Экран
Применяется в кабелях на напряжение выше 1 кВ и в цепях с высокими требованиями к электромагнитной совместимости. Выполняется в виде медной оплетки из тонких проволок, реже – в виде ленты из алюмополимерной пленки с дренажным проводником. Экран заземляется и служит для выравнивания электрического поля и защиты от внешних помех.
Броня
Для защиты от механических повреждений применяется бронирование. В гибких кабелях используется преимущественно броня из стальных оцинкованных проволок (обозначение «К» в маркировке) или гибкой стальной ленты. Такие кабели (например, КГВВ, КГПВ) могут прокладываться в земле (траншеях) при условии отсутствия растягивающих нагрузок.
Наружная оболочка
Защищает все внутренние элементы от воздействия окружающей среды: влаги, масел, солнечного излучения, агрессивных химических веществ. Материалы аналогичны изоляционным: ПВХ (оболочка «В»), резина («Ш» – шланговая), полиэтилен, специальные полиуретаны (PUR) для повышенной износостойкости.
Основные типы, марки и области применения
Маркировка кабелей осуществляется буквами, указывающими на материалы и конструкцию. Ниже представлена таблица распространенных марок гибких медных силовых кабелей.
| Марка кабеля | Расшифровка | Напряжение, кВ | Основные области применения | Ключевые особенности |
|---|---|---|---|---|
| КГ | Кабель Гибкий | до 0,66 | Переносные электроустановки, сварочные аппараты, подключение подвижных механизмов. | Резиновая изоляция и оболочка, высокая гибкость, стойкость к УФ и перегибам. |
| КГ-ХЛ | Кабель Гибкий, Холодостойкий | до 0,66 | Работа в условиях низких температур (до -60°C). | Резина пониженной хрупкости при морозе. |
| КГ-Т | Кабель Гибкий, Тропический | до 0,66 | Эксплуатация в условиях повышенной влажности, в тропическом климате. | Оболочка стойкая к плесневым грибкам. |
| РПШ / ПГВ | Резиновый Провод Шланговый / Провод Гибкий с ПВХ изоляцией | до 0,45 | Внутренний монтаж электрощитов, станков, подключение двигателей. | Максимальная гибкость (класс 5-6), отсутствие наружной оболочки. |
| ВВГ-П (ПуГВ) | Провод Установочный Гибкий в ПВХ изоляции | до 0,45 | Стационарная прокладка в трубах, коробах, по стенам с изгибами. | Гибкая альтернатива жесткому ВВГ, класс гибкости 4-5. |
| NYM-J (по немецкому стандарту VDE) | — | до 0,45 | Стационарная прокладка внутри зданий и на открытом воздухе (с защитой от солнца). | Медные гибкие жилы, ПВХ изоляция, негорючая мелонаполненная резина в промежуточной оболочке для повышения герметичности. |
| КГВВ | Кабель Гибкий с ПВХ изоляцией и оболочкой, Водозащищенный | до 1 (реже до 6) | Прокладка в сырых помещениях, по мостам, в блоках, тоннелях. | ПВХ-материалы, часто с заполнением межжильного пространства. |
| ПвКГ | Кабель Гибкий с изоляцией из сшитого полиэтилена | 6-35 | Подвижные подключения на генераторном напряжении, шахтное оборудование. | Высокая теплостойкость и надежность, экран и броня в конструкции. |
Критерии выбора и расчет параметров
Выбор конкретной марки и сечения гибкого кабеля осуществляется на основе комплексного анализа условий эксплуатации.
1. Условия прокладки и эксплуатации
2. Электрические параметры
| Сечение жилы, мм² | Примерный наружный диаметр кабеля, мм | Допустимый длительный ток, А (для кабелей классов гибкости 4-5) | Мощность при 380В (3~), кВт (cos φ=0.8) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 8-9 | 19 | 10 |
| 2.5 | 9-11 | 27 | 14 |
| 4 | 11-13 | 36 | 19 |
| 6 | 13-15 | 46 | 24 |
| 10 | 17-20 | 63 | 33 |
| 16 | 20-23 | 85 | 45 |
Примечание: Точные значения Iдоп и диаметров необходимо брать из технических каталогов производителя для конкретной марки кабеля.
Монтаж, эксплуатация и соединение
Правильный монтаж критически важен для сохранения эксплуатационных характеристик гибкого кабеля.
Нормативная база и стандарты
Производство и применение силовых гибких кабелей в РФ регулируется рядом стандартов:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем принципиально отличается кабель КГ от провода ПГВ?
Кабель КГ имеет полноценную наружную резиновую оболочку, защищающую от внешних воздействий (влаги, УФ, истирания), и предназначен для работы на открытом воздухе, в том числе в тяжелых условиях. Провод ПГВ (или его аналог РПШ) имеет только изоляцию на жилах, без общей оболочки. Он предназначен для монтажа внутри электрооборудования, щитов, станков, где защищён от прямых внешних воздействий. ПГВ, как правило, имеет более высокий класс гибкости (5-6).
Можно ли прокладывать гибкий кабель (например, КГ или ПГВ) стационарно в стене или земле?
Не рекомендуется, если это не предусмотрено конструкцией. Кабели типа КГ, хотя и имеют защитную оболочку, не рассчитаны на длительное давление грунта и агрессивную среду в земле без дополнительной защиты (трубы, короба). Для стационарной скрытой прокладки в стенах и земле предназначены кабели с жесткой конструкцией жилы (класс 1-2), такие как ВВГ или АВБбШв. Однако существуют специальные гибкие кабели в броне (КГВВ, КГПВ), которые допускают прокладку в земле при отсутствии растягивающих нагрузок.
Как правильно выбрать наконечник для многожильного гибкого кабеля?
Наконечник должен соответствовать номинальному сечению кабеля и типу клеммы аппарата. Для гибких кабелей используются втулочные наконечники под опрессовку (например, серии НШВИ – наконечник штыревой втулочный изолированный). Критически важно использовать правильный инструмент – обжимные пресс-клещи с матрицей, соответствующей типу и сечению наконечника. Альтернативой является пайка жилы в гильзу, но этот метод более трудоемок и не всегда применим в полевых условиях.
Почему гибкий кабель одного и того же сечения (например, 4 мм²) может иметь разный наружный диаметр у разных производителей?
Различия могут быть обусловлены несколькими факторами: фактической толщиной изоляции и оболочки (которая может быть на границе допусков по ТУ), степенью заполнения межжильного пространства, плотностью скрутки жил, а также использованием разных материалов (например, резиновая изоляция толще ПВХ при прочих равных). Всегда следует сверяться с заводским каталожным листом.
Что означает маркировка «oz» в описании гибких кабелей?
Обозначение «oz» (от немецкого «ohne Zugentlastung» – без разгрузки от натяжения) указывает, что конструкция кабеля не предусматривает встроенных элементов (например, силового троса или специальной конструкции оболочки) для компенсации постоянных растягивающих нагрузок. Такой кабель можно подвергать изгибам, но не допускается его монтаж с постоянным натягом. Для натяжных применений существуют кабели с маркировкой «mz» (mit Zugentlastung).
Какой срок службы у гибких силовых кабелей?
Срок службы определяется условиями эксплуатации. Для стационарно проложенных кабелей с ПВХ изоляцией (ВВГ-П) он составляет не менее 25-30 лет. Для кабелей в резиновой изоляции (КГ), работающих в условиях подвижности, вибраций и частых перегибов, срок службы существенно меньше и зависит от интенсивности механических нагрузок – обычно от 4 до 10 лет. Регулярный визуальный осмотр на предмет трещин, потертостей и проверка сопротивления изоляции обязательны.