Труба диаметром 114 мм

Труба диаметром 114 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электротехнике и энергетике

Труба с наружным диаметром 114 мм является одним из наиболее востребованных типоразмеров в промышленном и гражданском строительстве, а также в инфраструктурных проектах. В контексте электротехнической и кабельной продукции она преимущественно используется в качестве защитной оболочки для прокладки силовых и контрольных кабелей, а также как конструктивный элемент для монтажа опор, воздушных линий и систем заземления. Номинальный диаметр 114 мм соответствует условному проходу ДУ100, что является ключевым параметром при проектировании трасс и подборе сопутствующей арматуры.

Основные типы труб диаметром 114 мм и их стандартизация

Трубы данного диаметра изготавливаются из различных материалов, каждый из которых определяет механические свойства, коррозионную стойкость, технологию монтажа и, соответственно, область применения.

1. Стальные трубы

Наиболее распространенный тип для ответственных конструкций и прокладки в сложных условиях. Регламентируются ГОСТами и ТУ.

• Электросварные прямошовные (ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80): Изготавливаются из углеродистых и низколегированных сталей. Применяются для кабельных эстакад, наземных и надземных прокладок, в качестве гильз при проходке через стены и фундаменты.
• Водогазопроводные (ВГП) трубы (ГОСТ 3262-75): Имеют условный проход ДУ100 и, как правило, резьбу на концах. Часто используются для монтажа заземляющих устройств, стоек для освещения и слаботочных систем.
• Бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78): Обладают повышенной прочностью и равномерностью структуры. Применяются в особо тяжелых условиях: в сейсмических зонах, на объектах с высокой вибрационной нагрузкой, для прокладки под автомобильными и железными дорогами.

2. Трубы из полиэтилена низкого давления (ПНД) и поливинилхлорида (ПВХ)

Используются для бестраншейной прокладки (горизонтально-направленное бурение, ГНБ), в грунтах с агрессивной средой, а также для защиты кабеля от блуждающих токов.

• Гладкие двустенные трубы ПНД/ПВХ: Предназначены для прямого заглубления в грунт. Обладают диэлектрическими свойствами, химической инертностью, гибкостью.
• Гофрированные трубы (часто из ПЭ/ПП): Гибкие, с высокой кольцевой жесткостью. Применяются для протяжки кабеля в блоках, коллекторах, тоннелях, а также при монтаже в бетонных конструкциях.

3. Асбестоцементные и бетонные трубы

Применяются для сооружения кабельной канализации – системы подземных каналов (колодцев и соединяющих их труб), предназначенных для последующей протяжки в них кабельных линий. Обладают высокой механической прочностью на сжатие, но хрупкостью при точечных ударах.

Ключевые технические параметры

Для корректного выбора трубы 114 мм необходимо учитывать комплекс взаимосвязанных параметров.

Таблица 1: Основные характеристики стальных труб Ø114 мм

Толщина стенки, мм	Масса 1 п.м., кг (приблизительно)	Условный проход (ДУ)	Класс прочности / Марка стали	Основная область применения в электротехнике
3.0	8.21	100	Ст3сп, Ст20	Защитные кожухи, наземные трассы, заземление
4.0	10.85	100	Ст3сп, 09Г2С	Стандартная подземная прокладка, кабельные эстакады
6.0	15.98	100	17Г1С, 09Г2С	Переходы под дорогами, зоны с высокой нагрузкой
8.0	20.93	100	17Г1С	Конструктивные элементы опор, порталов, фундаментов

Таблица 2: Сравнительные характеристики материалов труб

Материал	Коррозионная стойкость	Диэлектрические свойства	Минимальный радиус изгиба	Способ соединения
Сталь	Низкая (требует изоляции, цинкования)	Проводник (требует изоляции от блуждающих токов)	≥ 3-5 наружных диаметров (для гибких сортаментов)	Сварка, резьбовые муфты, фланцы
ПНД	Высокая (инертна к агрессивным грунтам)	Изолятор	≥ 25 наружных диаметров (для гладких)	Стыковая/электромуфтовая сварка, компрессионные фитинги
ПВХ	Высокая	Изолятор	Жесткая (монтаж с использованием фитингов)	Раструбное (на клей), муфтовое

Области применения в электроэнергетике и кабельном хозяйстве

1. Защита кабельных линий

Основная функция – механическая защита силовых и контрольных кабелей от повреждений при внешних воздействиях (давление грунта, строительные работы, вибрации). Труба 114 мм позволяет разместить внутри несколько кабелей среднего сечения или один кабель крупного сечения (например, на напряжение 10 кВ). Прокладка может осуществляться:

• В земле (траншейный способ): Стальные трубы укладываются на подготовленную подушку, стыкуются сваркой, изолируются антикоррозионным покрытием. ПНД трубы укладываются без дополнительной изоляции.
• В кабельной канализации: Трубы выступают в качестве каналов (блоков) между колодцами.
• Бестраншейным способом (ГНБ): Используются преимущественно полиэтиленовые трубы высокой плотности (ПЭ100), которые обладают необходимой гибкостью и прочностью на растяжение.
• По конструкциям (эстакадам, галереям): Применяются стальные трубы, закрепляемые на опорах с помощью хомутов.

2. Конструктивные элементы электроустановок

• Опоры и стойки: Труба 114 мм служит основой для изготовления опор наружного освещения, кронштейнов для консольного крепления оборудования, стоек распределительных устройств (РУ) наружной установки.
• Заземляющие устройства: Используется в качестве вертикального заземлителя, погружаемого в грунт на глубину до нескольких метров. Для этого, как правило, применяются стальные трубы с толщиной стенки не менее 3.5 мм.
• Гильзы и проходки: Короткие отрезки трубы (гильзы) монтируются в стенах, перекрытиях и фундаментах зданий для герметичного и пожаробезопасного прохода кабельных трасс.

Расчет и проектирование: важные аспекты

При проектировании трассы с использованием труб диаметром 114 мм инженер должен учитывать:

• Коэффициент заполнения: Согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок) и СП, заполнение трубы кабелями не должно превышать 35-40% ее внутреннего сечения для обеспечения нормативного теплового режима и возможности последующей замены кабелей.
• Допустимое тяговое усилие: При протяжке кабеля в длинную трубу (особенно с изменениями направления) критически важно рассчитать усилие, чтобы не повредить кабель. Используются кабельные чулки и специальная смазка.
• Тепловой расчет: При групповой прокладке кабелей в трубе необходимо проверить условия их охлаждения. В некоторых случаях может потребоваться увеличение диаметра трубы или уменьшение количества кабелей.
• Коррозионная защита для стальных труб: Включает нанесение наружного изоляционного покрытия (битумное, эпоксидное) и, при необходимости, применение катодной защиты.

Монтаж и соединение

Технология монтажа напрямую зависит от материала трубы.

• Стальные трубы: Основной метод соединения – стыковая сварка, обеспечивающая механическую прочность и непрерывность электрической цепи (важно для заземления). Также применяются резьбовые соединения с муфтами (для ВГП труб) и фланцевые соединения на болтах (в местах возможного демонтажа).
• Полиэтиленовые трубы (ПНД): Соединяются методом стыковой сварки с нагревом торцов или с помощью электромуфт со встроенной спиралью. Оба метода создают монолитное, герметичное соединение.
• ПВХ трубы: Соединяются в раструб на специальный клей или с помощью уплотнительных резиновых колец (для безнапорных систем).

При прокладке в грунте под стальные трубы обязательно устраивается песчаная или гравийная подушка толщиной не менее 100 мм. Глубина заложения регламентируется проектом и зависит от типа кабеля и нагрузки на поверхность, но, как правило, составляет не менее 0.7-1.0 метра.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Какой внутренний диаметр у трубы 114х4 мм и сколько кабеля сечением 3х50 мм² в нее можно проложить?

Внутренний диаметр (Dвн) = Наружный диаметр (Dн) — 2 Толщину стенки (s). Для трубы 114х4 мм: Dвн = 114 — 24 = 106 мм. Площадь внутреннего сечения: S = π (Dвн/2)² ≈ 3.14 (53)² ≈ 8820 мм². Сечение кабеля 3х50 мм² с изоляцией и оболочкой примерно 80-100 мм². С учетом 35% заполнения, полезная площадь составит ~3087 мм². Таким образом, теоретически можно проложить до 30-38 таких кабелей, но на практике количество ограничивается условиями охлаждения и удобством протяжки. Обычно для такого кабеля используют трубы меньшего диаметра или прокладывают 3-5 кабелей в одной трубе 114 мм.

2. Чем отличается труба ДУ100 от трубы 114 мм?

ДУ100 (условный проход 100 мм) – это номинальная величина, примерно соответствующая внутреннему диаметру трубопровода. Наружный диаметр трубы, имеющей ДУ100, стандартизирован и составляет 114 мм для стальных электросварных и водогазопроводных труб по ГОСТ. Таким образом, для стальных труб это, по сути, одно и то же. Однако для труб из других материалов (ПНД, ПВХ) наружный диаметр 114 мм может соответствовать другому значению условного прохода.

3. Нужно ли заземлять стальную трубу, в которой проложен кабель?

Да, в обязательном порядке. Стальная труба, используемая для защиты кабеля, рассматривается как сторонняя проводящая часть и должна быть заземлена на обоих концах в соответствии с требованиями ПУЭ (глава 1.7). Это обеспечивает электробезопасность при повреждении изоляции кабеля и появлении потенциала на трубе. Исключение могут составлять короткие изолированные гильзы в стенах.

4. Что лучше для прокладки кабеля в грунте: сталь или ПНД?

Выбор зависит от условий:

• ПНД: Лучше в агрессивных грунтах, при наличии блуждающих токов, для бестраншейной прокладки (ГНБ). Не требует дополнительной антикоррозионной защиты. Дешевле в монтаже (не нужна сварка).
• Сталь: Лучше в условиях высоких механических нагрузок (например, под дорогами с интенсивным движением без устройства защитных плит), при риске повреждения грызунами, в зонах возможных смещений грунта. Требует качественной изоляции и защиты от коррозии.

Часто применяется комбинированный подход: на сложных участках – сталь, на прямых протяженных – ПНД.

5. Как рассчитать длину протяжки кабеля в трубе без риска его повреждения?

Длина протяжки ограничивается допустимым тяговым усилием на кабель и силой трения. Ключевые факторы: вес кабеля, коэффициент трения между кабелем и трубой (зависит от материала и использования смазки), количество и углы поворотов трассы. Упрощенный расчет для прямого участка: F = μ L m

• g, где μ – коэффициент трения (0.2-0.5), L – длина, m – масса кабеля на 1 м, g – ускорение свободного падения. Полученное усилие не должно превышать допустимое для данной марки кабеля (указывается в ТУ). На практике для длинных трасс (более 100-150 м) или при наличии поворотов устраивают промежуточные колодцы для分段чной протяжки.

6. Можно ли использовать трубу 114 мм в качестве основной стойки для уличного светильника мощностью 400Вт?

Да, можно. Стальная труба 114х4 мм и более обладает достаточной несущей способностью. Расчет должен учитывать:

• Ветровую нагрузку для данного региона (по СП 20.13330).
• Высоту мачты (обычно 6-10 м).
• Парусность кронштейна и светильника.
• Глубину и способ заделки в фундамент.

Как правило, для мачт уличного освещения высотой до 10 м успешно применяются трубы диаметром 114 мм с толщиной стенки 4-5 мм, забетонированные в фундамент на глубину 1.2-1.8 м.