НФК

Низковольтные кабели с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке (НФК): конструкция, применение и технические характеристики

Низковольтные кабели с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, обозначаемые аббревиатурой НФК, представляют собой классический тип силовых кабелей, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 1 кВ частотой до 100 Гц или постоянное напряжение до 2.4 кВ. Несмотря на появление современных полимерных аналогов, кабели НФК продолжают использоваться в ряде ответственных областей энергетики благодаря ряду уникальных эксплуатационных свойств.

Конструкция кабеля НФК

Конструкция кабеля НФК является многослойной и включает в себя несколько ключевых элементов, каждый из которых выполняет строго определенную функцию.

1. Токопроводящая жила

Изготавливается из медной или алюминиевой проволоки. Жилы могут быть однопроволочными (секторной или круглой формы) или многопроволочными (круглой формы) в зависимости от сечения. Класс гибкости – 1 или 2 по ГОСТ 22483.

2. Фазная бумажная изоляция

Каждая токопроводящая жила изолируется несколькими слоями кабельной бумаги, пропитанной вязким маслоканифольным или синтетическим составом. Толщина изоляции нормирована и зависит от номинального напряжения. Бумажная изоляция обеспечивает высокую электрическую прочность и термическую стабильность.

3. Поясная изоляция

Поверх скрученных изолированных жил (изолированного сердечника) накладываются дополнительные слои бумажной ленты, образующие поясную изоляцию. Она выравнивает электрическое поле и обеспечивает дополнительную механическую защиту.

4. Заполнитель

Пространство между изолированными жилами заполняется жгутами из кабельной бумаги или бумажными жгутами для придания кабелю круглой формы и механической стабильности.

5. Оболочка

Поверх поясной изоляции методом прессования накладывается герметичная оболочка из свинца марки С (свинец сурьмянистый) или сплава свинца. Свинцовая оболочка обеспечивает абсолютную герметичность, защищая бумажную изоляцию от проникновения влаги и воздуха, что предотвращает старение изоляции. Она также выполняет функцию экрана и защиты от механических воздействий.

6. Защитные покровы (броня)

Для защиты свинцовой оболочки от коррозии, механических повреждений и растягивающих усилий кабель бронируется. Тип брони зависит от условий прокладки:

• НФКл: Две стальные оцинкованные ленты, наложенные с перекрытием.
• НФКп: Плоские стальные оцинкованные проволоки.
• НФКк: Круглые стальные оцинкованные проволоки.

7. Наружный защитный шланг

Поверх брони накладывается подушка из битума и слоев кабельной пряжи, пропитанной противогнилостным составом, а затем наружный покров из джута, пропитанного битумом, или из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката. Этот слой защищает броню от коррозии.

Основные технические характеристики и условия применения

Таблица 1. Основные параметры кабелей НФК

Параметр	Значение / Описание
Номинальное напряжение, кВ	0.66; 1.0
Количество жил	1, 2, 3, 4 (3+1)
Материал жилы	Медь (Cu), Алюминий (Al)
Сечение жил, мм²	От 2.5 до 1000 (зависит от количества жил и материала)
Температура эксплуатации, °C	Не более +50 (длительно допустимая температура жилы: +80)
Минимальная температура прокладки, °C	Без предварительного подогрева: 0°С. При подогреве: -20°С.
Срок службы	30 лет и более при соблюдении условий эксплуатации
Радиус изгиба при прокладке	Не менее 15-25 наружных диаметров кабеля (зависит от типа брони)

Кабели НФК предназначены для прокладки в земле (траншеях), кабельных каналах, туннелях, шахтах, коллекторах, а также в помещениях и на эстакадах. Они не распространяют горение при одиночной прокладке. Прокладка на открытом воздухе без защиты от солнечного излучения не рекомендуется из-за старения наружного покрова. Кабели с ленточной броней (НФКл) не рекомендуется использовать в условиях, где возможны растягивающие усилия.

Преимущества и недостатки кабелей НФК

Преимущества:

• Высокая надежность и долговечность: Герметичная свинцовая оболочка исключает контакт бумажной изоляции с окружающей средой, что резко замедляет процессы старения.
• Высокая электрическая прочность: Пропитанная бумажная изоляция обладает отличными диэлектрическими характеристиками.
• Термическая стабильность: Допускают длительный нагрев жилы до +80°C и кратковременные перегрузки.
• Устойчивость к внешним электромагнитным воздействиям: Свинцовая оболочка и броня служат хорошим экраном.
• Хорошая ремонтопригодность: Отработанная технология монтажа и ремонта муфт.

Недостатки:

• Большая масса и габариты: Значительно тяжелее и менее гибки, чем полимерные кабели аналогичного сечения.
• Сложность монтажа: Требуют специального инструмента для разделки и монтажа свинцовых соединительных и концевых муфт. Необходима герметизация срезов.
• Ограничения по трассе прокладки: Большие ограничения по минимальному радиусу изгиба и перепадам высот из-за стекания пропиточного состава.
• Требовательность к условиям хранения: Барабаны с кабелем должны храниться в сухих помещениях, концы кабеля должны быть герметично заделаны.
• Экологические аспекты: Использование свинца и пропиточных составов требует соблюдения норм утилизации.

Области применения в современной энергетике

Несмотря на конкуренцию со стороны кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) и ПВХ, кабели НФК сохраняют свои позиции в следующих областях:

• Режимы с тяжелыми условиями работы: Питание мощных электродвигателей, работающих в режимах частых пусков и перегрузок (шахтные подъемники, мельницы, дробилки).
• Пожароопасные и ответственные объекты: Прокладка в коллекторах и туннелях, где важна нераспространение горения при одиночной прокладке.
• Реконструкция и ремонт: Замена аналогичных кабелей на действующих объектах без изменения трасс и проектной документации.
• Объекты с повышенными требованиями к электромагнитной совместимости (ЭМС): Свинцовая оболочка эффективно экранирует электромагнитные помехи.
• Агрессивные среды: При наличии дополнительных защитных покровов могут прокладываться в грунтах с высокой коррозионной активностью.

Маркировка и расшифровка обозначений

Маркировка кабеля НФК выполняется в соответствии с общепринятой системой. Пример: НФКл 3х150-1

• Н – Наружный защитный покров из негорючего состава (джут, пропитанный битумом).
• Ф – Фазная изоляция из пропитанной кабельной бумаги.
• К – Оболочка из свинца.
• л – Тип брони: ленточная (две стальные ленты).
• 3х150 – Три жилы сечением по 150 мм² каждая.
• -1 – Номинальное напряжение 1 кВ.

Дополнительные обозначения: Cu (медь), Al (алюминий), «п» (броня из плоских проволок), «к» (броня из круглых проволок).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: В чем принципиальное отличие НФК от современных кабелей ВВГ или АВВГ?

Основное отличие заключается в материале и конструкции изоляции и оболочки. НФК использует пропитанную бумагу и герметичную свинцовую оболочку, что обеспечивает долговечность и стабильность параметров в тяжелых условиях. Кабели ВВГ имеют изоляцию и оболочку из ПВХ-пластиката, они легче и гибче, но менее термостойки и могут стареть под воздействием солнечного света и высоких температур. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (например, ПвВГ) по характеристикам ближе к НФК, но также не имеют абсолютно герметичной металлической оболочки.

Вопрос 2: Почему для НФК существуют жесткие ограничения по перепаду высот при прокладке?

Ограничения (обычно не более 15-25 метров для кабелей на 1 кВ) связаны с наличием вязкого пропиточного состава внутри изоляции. При значительном перепаде высот состав может стекать в нижнюю часть трассы, что приводит к осушению изоляции в верхней точке и снижению ее электрической прочности, а также создает избыточное давление и риск разгерметизации оболочки в нижней точке.

Вопрос 3: Можно ли проложить кабель НФК в помещении без дополнительной защиты?

Да, кабели НФК допускается прокладывать в помещениях, кабельных сооружениях, туннелях и эстакадах без дополнительных защитных труб или коробов, так как они имеют полноценные защитные покровы (броню и наружный шланг). Однако необходимо учитывать их большую массу и обеспечивать соответствующие крепления.

Вопрос 4: Какой кабель выбрать для ответственного ввода: НФК или АВБбШв?

Выбор зависит от условий. Для прокладки в обычном грунте, траншее, при отсутствии высоких динамических нагрузок и необходимости экономии часто выбирают АВБбШв (алюминиевый, с ПВХ изоляцией, бронированный, с ПВХ шлангом). Он дешевле и проще в монтаже. НФК следует выбирать, если объект уже эксплуатирует подобные кабели (для унификации), при наличии агрессивных грунтовых вод, высоких требований к пожарной безопасности при одиночной прокладке в туннелях, или если проектом предусмотрены именно свинцовые кабели.

Вопрос 5: Требуется ли для монтажа муфт на НФК специальная квалификация персонала?

Да, безусловно. Монтаж соединительных и концевых муфт на кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и свинцовой оболочкой (типа СС, КНС) – это высокотехнологичный процесс, требующий специальных навыков. Персонал должен пройти обучение и иметь допуски к работам. Процесс включает разделку кабеля с ступенчатой обрезкой изоляции, пайку или опрессовку жил, восстановление изоляции с помощью бумажных роликов и рулеток, запайку свинцового корпуса муфты и ее заполнение заливочным составом (массой). Некачественный монтаж муфты – основная причина отказов таких кабельных линий.

Заключение

Кабели НФК представляют собой проверенную временем, надежную конструкцию для передачи электроэнергии на низком напряжении. Их ключевые преимущества – долговечность, термостабильность и высокая надежность, обусловленные герметичной свинцовой оболочкой и свойствами пропитанной бумажной изоляции. Несмотря на объективные недостатки, связанные с массой, гибкостью и сложностью монтажа, они остаются востребованными в ряде специфических и ответственных областей промышленной и горнодобывающей энергетики. Выбор в пользу НФК должен быть технически и экономически обоснован, учитывая условия прокладки, эксплуатации, доступность квалифицированного персонала для монтажа и требования конкретного проекта.