Характеристики известных силовых и контрольных кабелей
Кабельная продукция имеет очень широкий ассортимент. Это объясняется большим разнообразием токов, напряжений, числа проводников и условий эксплуатации. Промышленность проделала большой путь – от примитивных проволок, обмотанных полосками ткани или бумаги, до современных кабелей, иногда очень изощренно устроенных. Устаревшие изоляционные материалы: ткань, резина, в настоящее время полностью вытеснены синтетическими полимерными и стекловолоконными материалами. По назначению кабели можно разделить на две группы: силовые и сигнальные.
Силовые кабели
Их назначение – передавать электроэнергию с наименьшими потерями. Для этой цели стремятся как можно выше поднять напряжение, при этом получается умеренный ток и сечение проводников можно выбрать меньше. С другой стороны, растут проблемы, связанные с высокой напряженностью поля, что может привести к электрическому пробою между проводниками, или даже на внешние проводящие предметы. Их решают повышением качества изоляции.
Есть также проблема механической и тепловой устойчивости, и стойкости к действию агрессивных химических веществ. Соответствующая прочность ожидается и от изоляции. Кабели с высокой прочностью к внешним механическим воздействиям должны иметь броню. Это ничуть не перебор, несмотря на целый ряд принимаемых мер, бывают ситуации, когда штык лопаты или даже ковш экскаватора ударяет в силовой кабель. Без брони нетрудно вообразить последствия.
Некоторые кабели специального назначения имеют масляное наполнение или газ под высоким давлением (обычно азот). Повышенное давление газа позволяет повышать напряжение, так как при этом возрастает пробивное напряжение. Кабели для передачи высокочастотной энергии выполняются коаксиальными, для нейтрализации электрических и магнитных полей излучаемых во внешнюю среду и обратно (в сигнальных кабелях это защита от помех). В коаксиальных кабелях также может использоваться газ под давлением. При повышении частот до сантиметрового диапазона, среднюю жилу убирают и получают волновод – металлическую трубу с гладкими стенками.
Силовые кабели, используемые в промышленности и для питания многоквартирных домов (крупных зданий) можно поделить на два вида: воздушные, например, кабель силовой ВВГнг, и подземные. Первые прокладываются по стенам, на столбах (с несущим тросом), проводятся внутри зданий и кабельных каналов до силовых щитов.
Кабель под землей в броневой оболочке с гидроизоляцией используют для подключения подстанций к зданиям и объектам-потребителям (установкам) на производствах, например, кабель ВБШв. Это освобождает территорию от столбов и воздушных линий. ЦААШв (изоляция бумага, пропитанная церезином, оболочка кабеля из алюминия, закрыта пластикатом) можно привести в качестве примера кабеля, устойчивого к пробоям от повышенного напряжения. Механически более прочным является ЦААБл, усиленный стальной броней. Подробнее о расшифровке марки кабелей можно узнать здесь.
Самые маломощные и гибкие силовые кабели называют шнурами, их используют для подключения электрических приборов к розеткам, это также наиболее подходящий кабель для удлинителя. Они должны быть гибкими и безопасными, тем не менее ввиду того, что они используются в достаточно мягких условиях дома или офиса, не следует переоценивать их прочность и безопасность.
Для изоляции в современных кабелях применяют полиэтилен, он имеет очень высокую электрическую прочность: до 20 кВ/мм, и обладает массой других достоинств. Его недостатком является относительно невысокая рабочая температура, не превышающая 100°C, а иногда и заметно ниже, причем полиэтилен относительно горюч. Часто применяют для изоляции и поливинилхлорид с наполнителями (пластикат). Этот материал относится к мало горючим, имеет оптимальные для проводов и кабельной продукции пробивные напряжения в области до 1 кВ. При горении выделяет ядовитые газы: хлор, хлороводород.
Примеры силовых кабелей
Рассмотрим популярные марки силовых кабелей. Силовой кабель ВВГнг ls используется для разводки электросети внутри здания. Маркировка кабеля расшифровывается следующим образом. Первые две буквы «ВВ» обозначают материал изоляции первого и второго слоя. Г-не бронированный (гибкий). Материал для внешней и внутренней изоляции один и тот же, поливинилхлорид. Буквы «нг» означают «негорючий», а ls «low smoke» – при горении он выделяет мало дыма.
Понятно, что негорючесть здесь понятие относительное, он лишь мало способствует распространению пожара, так как содержит вещества в заполнителе, препятствующие дальнейшему горению. Такой кабель выпускается с числом жил от 1 до 5 и сечением от 1.5 мм.кв до 240 мм.кв и рассчитан, соответственно, на ток от 20 А до 3.2 кА (такая «экзотика» явно не для дома). В качестве проводникового материала используется медь. Рабочее напряжение кабелей до 1 кВ.
Кабель АВВГнг является аналогом с алюминиевыми жилами. Его применение в целом ряде случаев имеет преимущество: он легче, дешевле, и вполне надежен. Кабель АВВГнг, при прочих равных условиях, должен иметь примерно в 1.5 раза большее сечение, чем его медный аналог. Это хороший кабель для улицы.
Кабель NYM Севкабель (выпускается по германской лицензии) можно считать улучшенным вариантом ВВГнг. Он имеет только один недостаток – не должен подвергаться действию прямых солнечных лучей.
Проводник медь, каждая жила имеет свою цветную маркировку, изоляция жил из пластиката. Внешняя оболочка негорючий ПВХ-пластикат, светло-серый. Благодаря мелу, используемому в качестве заполнителя, улучшается пожаро- и взрывобезопасность, кабель очень технологичен в разделке. Сечение жил соответствует ВВГ.
Бронированный кабель ВБбШВнг имеет внешнюю гидроизолирующую оболочку из ПВХ, под которой имеется броня из стальных лент, затем снова оболочка из ПВХ, и, наконец, изолированные ПВХ-пластикатом медные жилы, состоящие из одной или нескольких проволок. Сечения жил и рабочее напряжение те же, что и выше. Это кабель для прокладки в земле.
Химически стойкий кабель РКГМ является проводом. Так называют одножильный кабель, с одним проводником. Он может состоять из множества тонких проволок. Таков и РКГМ. Этот провод имеет многопроволочный медный проводник, кремнийорганическую (силиконовую) изоляцию. 
Расшифровка маркировки кабеля: Р – резина, К – кремнийорганика. Г – означает гибкий и М – это внешняя оплетка из стекловолокна. Рабочая температура достигает +180°C. Из РКГМ часто делают кабель для сауны, свивая его на роликах. Минимальное сечение провода 0.75 мм.кв, максимальное – 120 мм.кв. Кабель НВ в таких случаях применять нельзя, его изоляция не очень прочная и термически слабая, работает до 70 градусов.
Сигнальные кабели
Часть из них также называют контрольными, потому, что они служат для передачи сигналов от измерительных приборов и сигналов, управляющих работой реле, сервомоторов и т. п. Сигнальный, слаботочный кабель делится по рабочим частотам. Наиболее высокочастотные делают коаксиальными, примеры применения: телевидение, видеонаблюдение, компьютерные сети. Часть кабелей выполняется витыми парами – это кабели для локальных вычислительных сетей. Существует специальный плоский кабель «лапша», для подключения телефонных абонентских устройств или радиоточек внутри здания. Все такие кабели, в противоположность силовым, называют слаботочными.
Существуют (до сих пор) телефонные кабели из большого числа пар однопроволочных проводов: 20, 50 100, 200 и более. Использовались и специальные кабели для междугородней многоканальной телефонной и телеграфной связи с уплотнением. Все кабели для связи делали воздушными или бронированными для прокладки в земле. В настоящее время они полностью вытесняются оптическим волокном.
Контрольные кабели работают в тяжелых условиях на производствах и должны выдерживать их агрессивные условия. Для применения в домашних и офисных условиях они, мягко говоря, были бы грубоватыми.
Пример контрольного кабеля
Контрольный кабель КВВГнг аналогичен по материалу ВВГнг, но имеет повышенное число жил, обычно небольшого сечения. Он используется для целей сигнализации, подключения датчиков, работающих на низкой частоте или постоянном токе с низким выходным сопротивлением, реле и катушек пускателей. Типичный пример использования: подключение реверсивных пускателей или группы из нескольких пускателей к кнопочным постам или автоматике.
Применять сигнальные и контрольные кабели для использования в электросети 220/380 В для питания электроустановок не рекомендуется, а в ряде случаев категорически запрещено! Для этих целей подходят только силовые кабели и шнуры питания.
Источник
Силовые и контрольные кабели
Кабелем называют одну или несколько изолированных токопроводящих жил в герметической оболочке. По назначению кабели делятся на силовые и контрольные. Силовые кабели служат для передачи электрической энергии от источника к потребителю. С помощью контрольных кабелей осуществляется дистанционное управление, автоматизация, контроль различных режимов, параметров.
Рис. 1. Силовой трёхжильный кабель АББ : 1 — токопроводящие жилы; 2 — изоляция жил; 3 — заполнители; 4 — поясная изоляция;
5 — оболочка; 6 — защитный покров оболочки (подушка);
7 — броня из стальных лент; 8 — наружный защитный покров
Силовой электрический кабель состоит из токопроводящих жил 1, изоляции 2 и 4, оболочки 5 и защитных покровов (рис. 1). При напряжении трехфазного переменного тока до 1 кВ применяют трех- и четырехжильные силовые кабели, а при напряжении 3,6 и 10 кВ трехжильные кабели с номинальным сечением жилы до 240 мм . Токопроводящие жилы кабеля изготовляют из меди и алюминия. В качестве изоляции жил применяют бумагу, резину, пластмассу. Наиболее распространены силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией, в которых поверх каждой жилы накладывается жильная изоляция, а поверх изолированных жил — поясная изоляция. Преимуществами бумажной изоляции являются дешевизна, высокая электрическая прочность и относительно высокая теплостойкость, а их недостатком — гигроскопичность, что вынуждает особо тщательно защищать бумажную изоляцию от соприкосновения с внешней средой.
Для удобства фазировки при монтаже, т.е. нахождения одноименных фаз, верхняя бумажная лента каждой жилы имеет отличительную окраску.
В кабелях с поясной изоляцией силовые линии электрического поля в изоляции распределяются неравномерно, что снижает ее электрическую прочность. Для уменьшения неравномерности в кабелях на напряжение 6 и 10 кВ поверх поясной изоляции накладывают экран из слоя полупроводящей бумаги. При скрутке изолированных жил одновременно заполняют промежутки между ними бумажными жгутами (заполнителями).
Для герметизации изоляции поверх последней накладывают оболочку. Оболочки кабелей с бумажной изоляцией изготовляют из свинца или алюминия.
Свинец — мягкий металл, обладающий высокой коррозионной стойкостью к многим химическим веществам, содержащимся в почве. Его недостатком является слабая стойкость к вибрациям, что вызывает повреждение свинцовых оболочек кабелей, проложенных по мостам, эстакадам и т. д. Свинец разрушается под действием находящихся в почве гниющих органических веществ, растворов извести, бетона.
Для защитных оболочек в настоящее время широко применяют алюминий, который по сравнению со свинцом имеет следующие преимущества: прочность в несколько раз выше, массу в 4,2 раза меньше, сопротивление усталости при вибрации в 25 раз больше. Благодаря малому удельному сопротивлению (в 7 раз меньше, чем у свинца) алюминиевую оболочку используют в качестве нулевого провода в четырехпроводных сетях переменного тока. Недостатком алюминиевых оболочек является подверженность коррозии, особенно во влажной среде, поэтому их необходимо тщательно защищать. Для защиты от коррозии и механических повреждений на оболочки кабелей накладывают защитные покровы.
В последнее время получают распространение кабели с пластмассовой изоляцией в пластмассовой оболочке, которые изготовляют на напряжение от 1 до 35 кВ для трасс с неограниченной разностью уровня прокладки. В качестве изоляции в указанных кабелях применяют поливинилхлорид или полиэтилен. Оболочку выполняют из поливинилхлорида. На пластмассовую изоляцию кабелей напряжением 6 и 10 кВ накладывают экраны из металлической ленты — медной или алюминиевой фольги, а в кабелях напряжением 10 кВ еще и экран по жиле из полупроводящего полиэтилена или поливинилхлорида.
Контрольные кабели служат для присоединения к приборам и аппаратам с номинальным напряжением до 660 В переменного тока или до 1000 В постоянного и выпускаются как с медными, так и алюминиевыми жилами, с резиновой или пластмассовой изоляцией, в свинцовой, резиновой, поливинилхлоридной и стальной оболочке. Число медных жил в кабеле может быть от 4 до 61, алюминиевых — до 37; номинальное сечение медной жилы от 0,75 до 6 мм2, алюминиевой от 2,5 до 10 мм . Контрольные кабели аналогично силовым могут иметь поверх оболочки защитные покровы.
Наиболее распространенными марками силовых кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги являются: СБ — с медными жилами, в свинцовой оболочке, бронированные двумя стальными лентами, с наружным покровом, применяемые для прокладки в земле; АСБ -то же, с алюминиевыми жилами; ААБ — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке; СБГ, ААБГ — без наружного покрова, применяемые для прокладки в помещениях, туннелях, каналах; ААШв — с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, с наружным покровом из поливинилхлоридного шланга, применяемые для прокладки в земле, помещениях, туннелях, каналах. Последние рекомендуется широко применять при прокладке в помещениях, туннелях, каналах, так как поливинилхлорид является покровом, не поддерживающим горения.
Длительно допустимые рабочие температуры на жилах не должны превышать: для кабелей на напряжение 1 и 3 кВ — 80 °С, на напряжение 6 кВ — 65 °С, 10 кВ — 60 °С. Минимальный радиус изгиба равен 15-кратному наружному диаметру для многожильных кабелей в свинцовой оболочке и 25-кратному для кабелей в алюминиевой оболочке. Толщина нормально пропитанной изоляции жил кабелей на напряжение до 1 кВ в зависимости от их сечения составляет 0,75-0,95 мм, поясной изоляции — 0,6 мм, для кабелей напряжением 6 кВ толщина изоляции жил и поясной изоляции составляет 2 и 0,95 мм, напряжением 10 кВ — соответственно 2,75 и 1,25 мм. Толщина свинцовой оболочки в зависимости от диаметра кабеля колеблется от 0,9 до 2,1 мм, алюминиевой — от 1 до 1,8 мм.
После прокладки и монтажа кабели с бумажной изоляцией должны выдержать испытание шестикратным номинальным напряжением постоянного тока. Так, кабели 10 кВ должны быть испытаны напряжением 60 кВ выпрямленного тока.
Кабели с пластмассовой изоляцией используют для прокладки в земле и помещениях, например: АВВБ — с алюминиевыми жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, бронированный, с наружным покровом, применяется для прокладки в земле; АПВБ — то же, но с изоляцией из полиэтилена; ВВГ — с медными жилами, изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, применяется для прокладки в помещениях; АВВГ — то же, но с алюминиевыми жилами. У кабелей с пластмассовой изоляцией допустимые рабочие температуры на жилах составляют: при номинальном напряжении 1 и 3 кВ — 70°С, 6 кВ — 65°С, 10 кВ — 60°С, максимально допустимый нагрев жил кабелей при токах КЗ меньше, чем у кабелей с бумажной изоляцией.
Металлическая лента экрана рассчитана на однофазный ток КЗ 50 А, что в разветвленных сетях с большими токами замыкания на землю является недостаточным. После прокладки и монтажа указанные кабели на напряжение 1,6 и 10 кВ должны выдерживать испытание напряжением постоянного тока 5, 14 и 23 кВ соответственно, т.е. запас электрической прочности изоляции кабелей 6 и 10 кВ меньше, чем кабелей с изоляцией из пропитанной бумаги. Наименьший радиус изгиба кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 3 кВ в пластмассовой оболочке, не имеющей брони, составляет 6, бронированных — 10, в алюминиевой оболочке, а также кабелей с пластмассовой изоляцией и оболочкой на напряжение 6-10 кВ -15 диаметров кабеля.
Для присоединения различных передвижных механизмов, а также создания временного электроснабжения при напряжении до 66 кВ используют кабели с резиновой изоляцией в резиновой оболочке: КРПТ — с медными жилами нормальной гибкости; АКРПТ — то же, с алюминиевыми жилами; КРПГ — повышенной гибкости; КРПТН в резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горения.
Длительно допустимая температура жил указанных кабелей должна быть не более 65 °С. Радиус изгиба кабелей повышенной гибкости — не менее 5, нормальной гибкости с медными жилами — не менее 8, с алюминиевыми жилами — не менее 12 диаметров кабеля.
При обозначении контрольных кабелей к марке кабеля добавляется буква К, например: КРСГ — контрольный кабель с медными жилами, с резиновой изоляцией в свинцовой оболочке, применяется для прокладки внутри помещений, в каналах, туннелях, в местах, не подверженных вибрациям; АКРНГ — контрольный кабель с алюминиевыми жилами, с резиновой изоляцией и оболочкой из негорючей резины, применяется для прокладки в пожароопасных помещениях, каналах, туннелях; АКРВГ — то же, но оболочка из поливинилхлоридного пластиката, может применяться в условиях агрессивной среды; АКВВГ — контрольный кабель с алюминиевыми жилами, с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката. Область применения та же, что и для кабеля АКРВГ.
Длительно допустимая температура на жиле контрольных кабелей с резиновой изоляцией должна быть не более 65 °С, а с поливинилхлоридной не более 70 °С. Радиус изгиба кабелей в свинцовой небронированной оболочке — не менее 10, бронированных — 12, остальных кабелей — не менее 7 диаметров кабеля. Толщина резиновой изоляции в зависимости от сечения кабеля составляет 1-1,2 мм, пластмассовой — 0,6-1 мм. В эксплуатации контрольные кабели должны выдерживать испытание напряжением 1500 В переменного тока.
Источник
