Труба диаметром 159 мм: технические характеристики, стандарты и области применения в электротехнике и энергетике
Труба с наружным диаметром 159 мм является одним из ключевых типоразмеров в промышленном и энергетическом строительстве. В контексте электротехнической и кабельной продукции данный диаметр преимущественно относится к трубам, используемым для защиты кабельных линий, прокладки в качестве кабельных каналов, а также для сооружения гильз и переходов. Номинальный диаметр 159 мм соответствует условному проходу ДУ150 (Ду125 в некоторых интерпретациях, в зависимости от толщины стенки) и является стандартизированным по ряду ГОСТ, ТУ и международных норм.
Основные виды труб диаметром 159 мм и их назначение
В зависимости от материала, технологии производства и защитного покрытия, трубы 159 мм подразделяются на несколько основных категорий, каждая из которых решает специфические задачи в энергетике.
1. Стальные электросварные прямошовные трубы (ГОСТ 10704-91, ГОСТ 10705-80)
Применяются для прокладки кабельных линий в условиях высоких механических нагрузок, в качестве обсадных труб при бестраншейной прокладке (ГНБ, прокол), для пересечений автомобильных и железных дорог, а также в качестве защитных футляров. Отличаются высокой механической прочностью.
- Толщина стенки: от 3,0 до 8,0 мм (наиболее распространены 4,5-6,0 мм).
- Материал: Ст2, Ст3, 09Г2С, 17Г1С и др.
- Соединение: Сварка (электродуговая, газопрессовая).
- Защита от коррозии: Обязательное нанесение изоляционного покрытия (битумное, полимерное, эпоксидное) или использование оцинкованных труб.
- Типы: Гладкие двустенные (ДКС), гофрированные двустенные, гладкие тонкостенные.
- SDR (Standard Dimension Ratio): Показатель, определяющий отношение наружного диаметра к толщине стенки. Для кабельной защиты常用 SDR11, SDR17, SDR17.6 (средней и тяжелой серии).
- Классы кольцевой жесткости (SN): SN4, SN8, SN16 – определяют стойкость к внешним нагрузкам.
- Стальные трубы: Соединение производится сваркой встык с обязательным контролем шва. Перед укладкой наносят антикоррозионную изоляцию. Укладка ведется в предварительно подготовленную траншею с песчаной подушкой или методом ГНБ. Концы труб после протяжки кабеля герметизируют пробками для предотвращения попадания влаги и грунта.
- Полиэтиленовые трубы: Соединение осуществляется с помощью стыковой сварки с нагревом (для труб средней и тяжелой серии) или с помощью муфт. Гофрированные трубы соединяются раструбными муфтами с уплотнительными кольцами. Малый вес позволяет производить укладку длинными плетями.
- ГОСТ 10704-91: Трубы стальные электросварные прямошовные.
- ГОСТ 10705-80: Трубы стальные электросварные. Технические условия.
- ГОСТ Р 50838-2009: Трубы из полиэтилена для газопроводов. Фактически используется и для кабельной защиты из-за высоких требований.
- СП 76.13330.2016: «Электротехнические устройства». Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85. Регламентирует монтаж кабельных линий, в том числе в трубах.
- ПУЭ, изд. 7: Главы 2.1, 2.3 – определяют требования к прокладке кабелей в трубах.
- РД 153-34.0-20.277-98: Инструкция по прокладке и монтажу силовых кабелей.
- 4 = 63.6 см²). Однако на практике необходимо учитывать удобство протяжки, теплоотвод и рекомендации кабельных журналов. Чаще для 3-4 кабелей такого сечения используют либо две отдельные трубы, либо трубу большего диаметра (например, 219 мм).
2. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78)
Используются на особо ответственных участках, где предъявляются повышенные требования к равнопрочности и герметичности конструкции (например, под насыпями, в сейсмически активных зонах).
3. Трубы полиэтиленовые (ПЭ) и ПНД (ГОСТ Р 50838-2009, ГОСТ 18599-2001)
Широко применяются для защиты кабелей связи и силовых кабелей до 35 кВ. Основные преимущества: коррозионная стойкость, гибкость, диэлектрические свойства, долговечность, простота монтажа.
4. Трубы асбестоцементные (ГОСТ 1839-80)
Исторически применялись для канализации и кабельной канализации. В современной электроэнергетике использование сокращается из-за хрупкости, экологических concerns и сложности монтажа.
5. Трубы из ПВХ (поливинилхлорида) жесткие
Применяются для внутренней и наружной прокладки, часто в системах кабельной канализации. Обладают хорошей стойкостью к химическим воздействиям и ультрафиолету (при наличии стабилизаторов).
Ключевые технические параметры и таблицы
Таблица 1. Основные параметры стальных труб Ø159 мм по ГОСТ 10704-91
| Толщина стенки, мм | Масса 1 м, кг (приблиз.) | Внутренний диаметр, мм | Условное давление (для справки), МПа | Область применения в энергетике |
|---|---|---|---|---|
| 3.0 | 11.5 | 153.0 | ~1.6 | Защита в слабонагруженных грунтах |
| 4.0 | 15.3 | 151.0 | ~2.0 | Стандартная кабельная защита, переходы под дорогами |
| 4.5 | 17.2 | 150.0 | ~2.3 | Наиболее распространенный размер для футляров |
| 5.0 | 19.0 | 149.0 | ~2.5 | Переходы через Ж/Д и автотрассы |
| 6.0 | 22.6 | 147.0 | ~3.0 | Ответственные переходы, зоны с высокой нагрузкой |
| 8.0 | 29.8 | 143.0 | ~4.0 | Глубокое заложение, зоны с риском деформаций |
Таблица 2. Параметры полиэтиленовых труб (ПЭ 100, SDR11) Ø159 мм
| Наружный диаметр, мм | SDR | Толщина стенки, мм | Внутренний диаметр, мм | Класс кольцевой жесткости (SN), кН/м² | Минимальный радиус изгиба, м |
|---|---|---|---|---|---|
| 159 | 11 | 14.5 | 130.0 | 8 | 24 |
| 159 | 17.6 | 9.1 | 140.8 | 4 | 16 |
Расчет заполнения кабельного канала
Внутренний диаметр трубы 159 мм (зависит от толщины стенки) определяет максимально допустимое заполнение кабелями. Согласно ПУЭ (Правила устройства электроустановок, глава 2.3), сумма сечений прокладываемых кабелей (включая изоляцию и оболочки) в трубе не должна превышать 35% от ее внутреннего сечения для герметично замоноличенных труб и 40% для открыто проложенных. Для трубы со средним внутренним диаметром 150 мм (сталь 4.5 мм) площадь внутреннего сечения составляет примерно 176.7 см². Таким образом, максимальная сумма сечений кабелей не должна превышать 61.8-70.7 см². Это позволяет разместить, например, несколько силовых кабелей сечением жилы 120-240 мм² с изоляцией из СПЭ или ПВХ.
Монтаж и соединение труб диаметром 159 мм
Технология монтажа напрямую зависит от материала трубы.
При прокладке необходимо соблюдать минимальные радиусы изгиба, которые для стальных труб составляют не менее 20-30 наружных диаметров, а для ПЭ труб указываются производителем (см. Таблицу 2).
Нормативная база и стандарты
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Какой материал трубы 159 мм предпочтительнее для прокладки кабеля 10 кВ под автомобильной дорогой?
Ответ: Для переходов под автомобильными дорогами обязательным требованием является использование стальных футляров (труб) с толщиной стенки не менее 5-6 мм (в зависимости от категории дороги и глубины прокладки). Стальная труба обеспечивает необходимую механическую прочность против динамических и статических нагрузок от транспорта. Труба должна быть изолирована от коррозии, например, битумно-полимерным покрытием. Внутри стального футляра часто дополнительно протягивают ПЭ трубу (сальник), в которую уже укладывают кабель, для обеспечения дополнительной защиты от влаги и удобства протяжки.
Вопрос 2: Сколько кабелей ААШв 3х120 мм² можно проложить в одной стальной трубе 159х4.5 мм?
Ответ: Наружный диаметр кабеля ААШв 3х120 мм² составляет примерно 43-45 мм. Площадь его поперечного сечения ~1450-1590 мм² (14.5-15.9 см²). Внутренний диаметр трубы 159х4.5 – 150 мм, внутренняя площадь ~176.7 см². При максимальном заполнении 35% допустимая площадь кабелей – 61.8 см². Таким образом, теоретически можно разместить 3-4 таких кабеля (15.9 см²
Вопрос 3: В чем принципиальная разница между SDR11 и SDR17.6 для ПЭ труб 159 мм?
Ответ: Разница в толщине стенки и, как следствие, в кольцевой жесткости и области применения. Труба ПЭ 159 SDR11 имеет стенку 14.5 мм и класс жесткости SN8, что позволяет укладывать ее на глубину до 4-6 метров в обычных грунтах и под дорогами с умеренной нагрузкой. Труба ПЭ 159 SDR17.6 имеет стенку 9.1 мм и класс жесткости SN4, что делает ее пригодной для прокладки на меньшей глубине (1-2 метра) в условиях незначительных внешних нагрузок (газоны, пешеходные зоны). Выбор определяется проектом на основе расчетов механических нагрузок.
Вопрос 4: Нужно ли заземлять стальную трубу, в которой проложен силовой кабель?
Ответ: Да, в соответствии с ПУЭ (п. 2.3.86), металлические трубы, оболочки и броня кабелей должны быть заземлены с двух сторон. Это необходимо для обеспечения электробезопасности (снятие наведенного потенциала) и для выполнения функций защитного проводника (PE) в системе заземления, если это предусмотрено проектом. Заземление выполняется присоединением трубы к контуру заземления или к арматуре кабельных конструкций с помощью сварки или болтового соединения.
Вопрос 5: Можно ли использовать трубу 159 мм для бестраншейной прокладки методом ГНБ?
Ответ: Да, труба диаметром 159 мм является распространенным типоразмером для прокладки методом горизонтального бурения (ГНБ). Для этого используются преимущественно полиэтиленовые трубы ПЭ 100 SDR11 или стальные трубы с усиленной изоляцией (типа «труба в трубе» с ППУ изоляцией). Ключевые требования: высокая кольцевая жесткость для сопротивления грунтовым нагрузкам, гладкая внешняя поверхность для снижения силы трения при протяжке и целостность конструкции. Перед началом работ выполняется расчет на растяжение и изгиб.
Заключение
Труба диаметром 159 мм представляет собой универсальное и широко востребованное решение для защиты кабельных линий в современных энергетических системах. Корректный выбор ее типа (стальная, ПЭ, ПВХ), толщины стенки, класса жесткости и антикоррозионного покрытия, осуществленный на основе анализа условий прокладки, механических и химических нагрузок, а также требований нормативных документов, является залогом долговечности и надежности кабельной линии в целом. Понимание технических характеристик, правил монтажа и расчета заполнения позволяет оптимизировать капитальные затраты и обеспечить бесперебойное энергоснабжение объектов.