МКС
Многопроволочный кабель силовой (МКС): конструкция, стандарты, применение и монтаж
Многопроволочный кабель силовой (МКС) представляет собой кабельное изделие, предназначенное для стационарной прокладки и передачи электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 35 кВ включительно, частотой 50 Гц. Его ключевая особенность — многопроволочная токопроводящая жила, обеспечивающая повышенную гибкость и стойкость к переменным изгибам и вибрационным нагрузкам по сравнению с кабелями с однопроволочными жилами. МКС находит широкое применение в условиях, требующих повышенной мобильности или стойкости к механическим воздействиям, таких как питание передвижных механизмов, подключение мощного электрооборудования, прокладка в сейсмически активных зонах.
Конструкция многопроволочного силового кабеля
Конструкция МКС является многослойной и строго регламентируется стандартами. Каждый элемент выполняет критически важную функцию.
- Токопроводящая жила: Изготавливается из медных или алюминиевых проволок, скрученных по концентрической технологии. Класс гибкости жилы — обычно не ниже 2-го (по ГОСТ 22483). Сечение жилы определяется проектом и может варьироваться от 1.5 мм² до 1000 мм² и более. Многопроволочная структура обеспечивает жиле гибкость и стойкость к усталостным разрушениям при изгибах.
- Фазная изоляция: Наносится экструзионным способом на каждую жилу индивидуально. Материал изоляции определяет номинальное напряжение кабеля и условия эксплуатации. Основные типы: ПВХ (виниловая изоляция для напряжений до 3 кВ), сшитый полиэтилен (СПЭ, XLPE для напряжений 6-35 кВ), реже — бумажная пропитанная изоляция.
- Поясная изоляция: Общий слой изоляции, накладываемый поверх скрученных изолированных жил. В кабелях на напряжение до 1 кВ может отсутствовать, выполняясь в виде общей оболочки.
- Экран (для кабелей на 6 кВ и выше): Обязательный элемент, предназначенный для выравнивания электрического поля вокруг жилы и защиты от внешних электромагнитных помех. Выполняется из электропроводящего сшитого полиэтилена или полупроводящей бумаги в сочетании с медными лентами или проволоками.
- Защитный покров (броня): Применяется для защиты от механических повреждений. Наиболее распространены бронепокровы из стальных оцинкованных лент (тип Б) или стальных оцинкованных проволок (тип К). Броня всегда заземляется.
- Внешняя оболочка: Защищает все внутренние элементы от воздействия влаги, агрессивных сред, ультрафиолета. Материалы: ПВХ-пластикат, полиэтилен, шланговые композиции, не распространяющие горение (нг).
- По номинальному напряжению: МКС на 0.66/1 кВ; 6/10 кВ; 10/15 кВ; 20/35 кВ.
- По количеству жил: Одножильные (для сетей с изолированной нейтралью 35 кВ), двухжильные, трехжильные, четырехжильные (3+1, где 1 — жила уменьшенного сечения для нулевого провода), пятижильные (3+1+1 для систем TN-S).
- По типу изоляции: С ПВХ-изоляцией, с СПЭ-изоляцией, с бумажно-масляной изоляцией.
- По наличию брони: Бронированные (Б, К) и небронированные.
- По пожарной безопасности: Обычного исполнения, с пониженной пожароопасностью (нг), не распространяющие горение при групповой прокладке (нг-LS, нг-HF, нг-FRLS).
- ГОСТ 31996-2012: Основной стандарт на силовые кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение 0.66, 1 и 3 кВ.
- ГОСТ 31565-2012 (МЭК 60332): Стандарт на требования пожарной безопасности.
- ГОСТ Р 53769-2010 (МЭК 60502): Кабели на номинальное напряжение от 6 кВ до 30 кВ.
- ПУЭ 7-е издание: Правила устройства электроустановок, регламентирующие выбор, прокладку и монтаж кабелей.
- СП 76.13330.2016: Свод правил по проектированию электроустановок.
- Разделка кабеля: Требует аккуратности, чтобы не повредить отдельные проволоки жилы. Используются специальные кабельные ножи и инструмент для кольцевого надреза оболочки.
- Опрессовка: Является предпочтительным методом соединения и оконцевания многопроволочных жил. Обжимные гильзы и наконечники (типы НШВИ, НКИ) обеспечивают надежный электрический контакт по всей площади сечения. Критически важно подбирать гильзу по сечению и марке материала жилы (медь/алюминий), а также использовать сертифицированный инструмент (гидравлические или механические прессы).
- Пайка/сварка: Применяется реже, требует высокой квалификации исполнителя. Перед пайкой жилу необходимо пропаять для предотвращения распушения.
- Подключение к винтовым зажимам: Многопроволочную жилу запрещено зажимать непосредственно под винт. Обязательно использование обжимных наконечников. Исключение составляют зажимы с прижимной планкой, специально рассчитанные на такие жилы.
- Укладка и крепление: При прокладке в лотках и коробах необходимо соблюдать допустимые радиусы изгиба (указаны в ГОСТ, для МКС обычно 7.5-15 наружных диаметров). Крепление должно исключать повреждение оболочки и передачу механических напряжений на токоведущие части.
- Более высокий допустимый температурный режим: +90°C длительно против +70°C у ПВХ.
- Высокая стойкость к токам КЗ (до +250°C).
- Меньшие потери в изоляции, лучшие диэлектрические характеристики.
- Стойкость к влаге, возможность изготовления кабелей без металлической оболочки для прокладки в воде.
- Основной недостаток — более высокая стоимость.
Классификация и маркировка МКС
Маркировка МКС осуществляется буквенно-цифровым кодом по ГОСТ 31996-2012 и аналогичным стандартам. Буквы обозначают материалы конструктивных элементов, цифры — номинальное напряжение и количество/сечение жил.
| Позиция в марке | Буква | Значение | Пример |
|---|---|---|---|
| 1 (Материал жилы) | А | Алюминий | АПвБбШп 1х120/35-1 |
| (отсутствует) | Медь | ||
| 2 (Материал изоляции) | Пв | Сшитый полиэтилен с вулканизацией | |
| 3 (Тип защитного покрова) | Бб | Броня из стальных лент | |
| 4 (Тип наружной оболочки) | Шп | Защитный шланг из полиэтилена | |
| Цифровой индекс | 1х120/35 | 1 жила сечением 120 мм² на напряжение 35 кВ |
Области применения и условия эксплуатации
Выбор конкретной марки МКС определяется условиями проекта. Неправильный выбор ведет к сокращению срока службы или аварии.
| Марка кабеля | Ключевые особенности | Типовые объекты применения |
|---|---|---|
| ВВГ, АВВГ (небронированный) | Гибкий, для сухих помещений, кабельных каналов | Внутренняя разводка в цехах, питание станочного оборудования, распределительные щиты. |
| ПвБбШп, АПвБбШп | Бронированный, с СПЭ-изоляцией, стойкий к влаге | Прокладка в земле (траншеях), в туннелях, на кабельных эстакадах, в условиях агрессивных грунтов. |
| КГ | Гибкий кабель в резиновой изоляции и оболочке | Подключение передвижных механизмов (краны, экскаваторы), временное электроснабжение. |
| ПвПг, АПвПг | Небронированный, с гидрофобным заполнением | Вертикальная и наклонная прокладка в шахтах, туннелях, где исключено попадание влаги. |
Условия эксплуатации: Допустимый температурный режим зависит от изоляции: для ПВХ обычно от -50°C до +50°C (монтаж не ниже -15°C), для СПЭ до +90°C в длительном режиме и до +250°C при КЗ. Бронированные кабели предназначены для прокладки в земле с коррозионной активностью не выше средней. Прокладка на воздухе требует стойкости к УФ-излучению (обычно черный полиэтилен).
Нормативная база и стандарты
Особенности монтажа и соединения многопроволочных кабелей
Монтаж МКС имеет специфику, связанную с многопроволочностью жил.
Сравнение с однопроволочными кабелями
| Критерий | Многопроволочный кабель (МКС) | Однопроволочный кабель |
|---|---|---|
| Гибкость | Высокая. Устойчив к многократным изгибам, вибрации. | Низкая. При частых изгибах жила может сломаться. |
| Монтаж | Требует оконцевания наконечниками под опрессовку. Сложнее в разделке. | Проще в подключении к клеммам, не всегда требует наконечников. |
| Стоимость | Выше из-за более сложной технологии изготовления жилы. | Ниже. |
| Скин-эффект | Менее выражен на высоких частотах из-за структуры жилы. | Более выражен. |
| Область применения | Подвижные подключения, сейсмоопасные зоны, сложные трассы. | Стационарная прокладка по прямым трассам без динамических нагрузок. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кабель МКС от ВВГ?
ВВГ — это конкретная марка кабеля с виниловой изоляцией и оболочкой, жилы которого могут быть как однопроволочными (класс 1), так и многопроволочными (класс 2 и выше). МКС — это обобщенное название категории кабелей с многопроволочными жилами, куда входят и ВВГ с гибкими жилами, и многие другие марки (КГ, ПвБбШп и т.д.). Таким образом, ВВГ может быть разновидностью МКС, если это указано в его характеристиках.
Обязательно ли обжимать многопроволочную жилу наконечником при подключении к автомату или шине?
Да, это обязательная операция согласно ПУЭ и требованиям заводов-изготовителей аппаратуры. Необжатая многопроволочная жила под винтовым зажимом расплющивается, нарушается контакт, отдельные проволоки могут переламываться или выходить из-под зажима, что приводит к перегреву, искрению и пожару. Исключение — специальные зажимные клеммы с прижимной планкой, которые равномерно обжимают пучок проволок.
Как правильно выбрать сечение МКС?
Выбор сечения производится по трем основным критериям, указанным в ПУЭ гл. 1.3:
1. По длительно допустимому току нагрузки (с учетом способа прокладки, температуры окружающей среды и количества кабелей в пучке). Используются таблицы ПУЭ.
2. По допустимой потере напряжения (для удаленных потребителей).
3. По термической стойкости к токам короткого замыкания (проверка для сетей выше 1 кВ и на вводах в крупные объекты).
Расчет должен выполнять проектировщик. Эмпирический подбор недопустим.
Можно ли прокладывать бронированный МКС (например, ПвБбШп) открыто по стене без защиты?
Да, можно. Броня и наружная полиэтиленовая оболочка обеспечивают достаточную механическую защиту и стойкость к атмосферным воздействиям. Однако необходимо соблюдать требования по креплению (чтобы кабель не провисал) и, при необходимости, защите от ультрафиолета (хотя черный полиэтилен, как правило, содержит сажу-стабилизатор).
В чем преимущество кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE) перед ПВХ для МКС?
Что означает маркировка «нг(А)-FRLS» на кабеле?
Это расширенная маркировка по пожарной безопасности по ГОСТ 31565-2012:
— нг(А) — не распространяет горение при групповой прокладке по категории А (наиболее жесткие условия, высокая плотность пучка кабелей).
— FR (Fire Resistance) — огнестойкий, сохраняет работоспособность в условиях пожара в течение заданного времени (например, 60 или 180 минут).
— LS (Low Smoke) — с пониженным дымовыделением при горении.
Такой кабель применяется на ответственных объектах с массовым пребыванием людей, в метро, аэропортах, высотных зданиях.