Для кабельной промышленности последних пяти - семи лет прошли под знаком перемен. Появились новые типы кабельно-проводниковой продукции, а ГОСТы и нормативные документы меняются настолько часто, что при ближайшем рассмотрении стандарты двух-трёхлетней давности уже могут оказаться устаревшими и утратившими силу.
Разработчики проектов энергоснабжения с трудом успевают отслеживать все эти изменения. Единственное, что остаётся неизменным, - необходимость обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и промышленных объектов.
Мы живём в условиях хронической спешки и горящих дедлайнов. Нередко на капитальный ремонт офисного или производственного помещения строителям отводится какая-то пара месяцев. Случается и так, что строительные работы начинаются до того, как оформлена и согласована с разными инстанциями вся необходимая документация. И уже вскоре, на этапе сдачи проекта, начинается поиск виновных и выяснение, за чей счёт демонтировать неправильно уложенную проводку и как проложить её в соответствии с нормативами.
Чтобы избежать возможных ошибок, важно ещё в процессе проектирования правильно определить тип электрокабеля и способ прокладки системы энергоснабжения в соответствии с характеристикой среды, в которой она будет эксплуатироваться, и с учётом всех правил техники безопасности. Для этого следует использовать информацию из нескольких источников:
- «ГОСТ 31565-2012 Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности» (введён в действие с 01.01.2014 г.);
- «ГОСТ 18410-73 Кабели силовые с пропитанной бумажной изоляцией. Технические условия (с Изменениями 1, 2, 3, 4, 5)», введён в действие 01.01.1975 г.;
- «ГОСТ 16442-80 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия (с изменениями 1, 2, 3, 4, 5)», введён в действие с 01.01.1982 г.;
- «ГОСТ 31996-2012 Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия», введён в действие с 01.01.2014 г.;
- «ГОСТ 433-73 Кабели силовые с резиновой изоляцией. Технические условия (с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5, 6)», введён в действие 01.01.1975 г.;
- «ГОСТ ІЕС 60245-3-2011 Кабели с резиновой изоляцией на номинальное напряжение до 450/750 В включительно. Кабели с нагревостойкой кремнийорганической изоляцией», введён в действие с 01.01.2013 г.;
- «ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть», введён в действие с 01.01.1996 г.;
- «СП 31-110-2003 Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий», введён в действие с 01.01.2004 г.;
- «СП 256.1325800.2016 Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа (с Изменением №1)», введён в действие 02.03.2017 г. К этому документу принято Изменение №2, утверждённое приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 19.09.2018 г. № 588/пр, которое вводится в действие с 20.03.2019 г.;
- «Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание»;
- «ГОСТ 33542-2015 (IЕС 60445:2010) Основополагающие принципы и принципы безопасности для интерфейса «человек-машина», выполнение и идентификация. Идентификация выводов электрооборудования, концов проводников и проводников», введён в действие 01.10.2016 г.
На практике нередко случается так, что предприятие планирует проводить электромонтажные работы по проекту, утверждённому несколько лет назад. В таких случаях, прежде чем приступать к работе, необходимо выяснить, не вносились ли изменения в нормативные документы по предусмотренной в проекте кабельной продукции.
Разнообразие ассортимента
Современный кабельный рынок предлагает огромный выбор КПП, где каждый вид электрического кабеля предназначен для решения конкретной профессиональной задачи. Все кабели можно разделить на несколько основных групп:
- силовые,
- симметричные,
- коаксиальные,
- телефонные,
- радиочастотные,
- управления,
- контрольные,
- оптические,
- греющие,
- прочие
Рассмотрим более подробно основные виды кабелей, которые используются на промышленных объектах.
Силовые кабели. На что обратить внимание при выборе
Силовые кабели используются для передачи и распределения электричества разной величины токами стандартной частоты. Они передают напряжение постоянно, на протяжении всего времени работы электрооборудования - потребителя энергии. Но при этом напряжение не выполняет роль носителя какой-либо информации.
На практике используется высоковольтная (выше 1 кВ) и низковольтная (до 1 кВ) кабельная продукция. С её помощью электроэнергия передаётся на понижающие трансформаторные ПС, распределительные устройства (РУ) и силовые щиты производственных предприятий. После этого низковольтные силовые кабели подают электроэнергию на инфраструктурные объекты – административные здания, производственные участки, складские помещения и т.д.
Силовые кабели специально разрабатываются и выпускаются под определённый тип напряжения. Их конструкция отличается по материалу токопроводящих жил (сердечников) и оболочки. Все эти данные, как правило, указываются на оболочке кабельной продукции в виде маркировки и помогают специалистам сделать правильный выбор.
Когда мы говорим о составе сердечника, то здесь возможны два материала – медь и алюминий. От состава токопроводящей жилы зависит механическая прочность, сопротивление, методы соединения и, конечно же, стоимость изделий.
В зависимости от номинального рабочего напряжения силовые электрокабели можно поделить на две группы.
Кабели низкого напряжения. Они предназначены для укладки в электросетях с изолированной нейтралью переменного напряжения до 35 кВ частотой 50 Гц. Также их можно использовать с заземлённой нейтралью и в сетях постоянного тока.
В зависимости от назначения производственные компании выпускают КПП низкого напряжения в одножильном и многожильном вариантах. Одно- и трехжильные кабели предназначены для сетей напряжением до 35 кВ, а двух- и четырехжильные - до 1 кВ.
Ощутимым преимуществом одножильных кабелей является сравнительно низкая цена. Поэтому их используют при монтаже как стационарной, так и скрытой проводки. Помимо этого, их легко подключать, в то время как многожильная КПП нуждается в обязательном гильзовании.
Четырехжильный электрокабель может быть установлен в четырех проводных сетях переменного напряжения. Его четвёртая жила выполняет функцию зануления. При этом её сечение может быть меньше сечения основных жил. Однако в отдельных случаях (например, при монтаже кабельной линии на территории взрывоопасного объекта) выбирается такая КПП, где сечение всех жил одинаковое.
Сердечник, который состоит из одной проволоки, называется однопроволочным (монолитным). Если жила изготовлена из нескольких проволок, она получила название многопроволочной. Визуально она напоминает скрученный «букет» из проволоки. При этом, чем тоньше проволока в составе жилы, тем более гибким будет электрокабель.
Чем больше в составе жилы проволочных нитей, тем легче изделие переносит многочисленные изгибы и изломы. Поэтому долгое время при подключении подвижного электрооборудования проектировщики и энергетики отдавали предпочтение меди. К тому же медные жилы обладают высокой тепло- и токопроводностью. Они противостоят коррозии, при воздействии открытого пламени не распространяют горение. Этот металл не утрачивает своих свойств даже при окислении. Применение медных кабелей обосновано на промышленных предприятиях, где существует риск возникновения пожара или опасность взрыва.
Однако 16 октября 2017 г. в Минэнерго России был подписан приказ № 968, в котором установлены нормы для проводов с токопроводящими жилами из алюминиевых сплавов. По оценкам экспертов из Алюминиевой ассоциации, эксплуатационные характеристики кабельной продукции с жилами, выполненными из сплавов алюминия серии 8000, не уступают КПП с медными жилами. К тому же такие электрокабели характеризуются рядом преимуществ:
- В зависимости от сечения жил стоимость кабельной продукции снижается до 2,5 раз.
- Применение сплава уменьшает вес кабеля до 70%.
- Повышается гибкость (вплоть до шестого класса включительно).
Приказ № 968 вступает в силу 20 марта 2019 года. Так что отзывов энергетиков и практикующих проектировщиков о качестве электрокабелей с алюминиевыми сплавами нового поколения осталось ждать совсем недолго.
Кабели высокого напряжения. К этой группе относится кабельная продукция для сетей переменного напряжения 110 кВ и выше, а также кабели постоянного напряжения от +100 до +400 кВ и выше.
Материал оболочки. Оболочка выполняет функцию защиты проводников и изоляторов от внешнего воздействия – негативного влияния агрессивной среды, природно-климатических факторов, проникновения влаги и всевозможных механических повреждений. Качественная КПП всегда оснащена общей изоляцией, состоящей из нескольких слоёв и материалов. В зависимости от вида и состава внешней оболочки силовые кабели могут быть таких видов:
* С бумажной изоляцией, где кабельная бумага пропитывается специальной вязкой смесью или нестекающим составом. Такие электрокабели используется для передачи электрической энергии в стационарных установках и распределительных низковольтных сетях или в сетях постоянного тока при температуре окружающей среды от -50°С до +50°С. Главным недостатком таких кабельных изделий является слабая устойчивость бумажной изоляции к влажной среде. В случае эксплуатационной необходимости их помещают в защиту из свинца или алюминия.
* С резиновой изоляцией. Они предназначены для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 0,66 кВ переменного тока частоты 50 Гц или 1,0 кВ постоянного тока. Основным преимуществом таких кабелей является исключительная гибкость. Благодаря этому свойству КПП с оболочкой из резины используют при прокладке сложных кабельных систем. Такие кабели можно эксплуатировать в районах с умеренным и тропическим климатом на высоте до 4 300 м над уровнем моря, а также в местах с сильной вибрацией. Резиновая изоляция постепенно разрушается под действием солнечных лучей, поэтому при наружной прокладке её необходимо защищать бронёй.
* С ПВХ-изоляцией. Такая кабельная продукция рассчитана на работу с напряжением до 6 кВ. Отличительными особенностями ПВХ-оболочки являются пластичность, малый вес и сравнительно невысокая стоимость. Добавляя в поливинилхлорид различные компоненты и стабилизаторы, производители выпускают КПП для разных климатических зон.
* С изоляцией из полиэтиленов высокой и низкой плотности. Кабельные изделия этого типа используются в сетях с номинальным напряжением от 6 до 330 кВ. Полиэтиленовая оболочка характеризуется стойкостью к агрессивной среде и различным химически активным веществам. Обычные виды такой изоляции при нагревании нестабильны, в то время как вулканизированный полиэтилен хорошо себя зарекомендовал при эксплуатации в условиях высоких температур.
Маркировка. При обозначении характеристик токопроводящих материалов неотъемлемым атрибутом качественного кабеля считается маркировка. Она предоставляет детальную информацию о конструкции кабельно-проводниковой продукции и помогает сделать правильный выбор.
Маркировка силового электрокабеля может быть цветовой и буквенно-символьной. В разноцветном исполнении, как правило, производится изоляция токопроводящих жил. Это значительно упрощает монтаж и делает эксплуатацию кабельных систем более удобной.
В изготовлении силового электрокабеля большинство стран придерживается стандартов МЭК 60445:2010. В России требования к идентификации по цвету изложены в ГОСТ 33542-2015, который разработан с учётом положений международного стандарта.
Буквенно-символьная маркировка обычно содержит буквы, обозначающие материал, из которого состоит сердечник, изоляция, наружная оболочка и тип защиты покрова. В то время как символы «рассказывают» о конструкции кабельных изделий:
- Маркировка электрокабеля, где в качестве материала жилы использован алюминий, начинается с буквы А. Медные сердечники отдельного буквенного обозначения не имеют.
- Если перед вами негибкий кабель с монолитной жилой, то в конце аббревиатуры (иногда в скобках) завод-изготовитель добавил маркировку - ож.
- Отдельным классом кабельных изделий являются гибкие проводники. В большинстве случаев они многопроволочные и изготовлены из меди. Название таких электрокабелей начинается с аббревиатуры КГ (кабель гибкий).
Следующей буквой в маркировке электрокабеля обозначен материал, из которого производитель выполнил изоляцию. Такие материалы относятся к категории диэлектриков. Они покрывают каждую жилу и таким образом изолируют токопроводящие сердечники друг от друга.
В аббревиатуре силовых электрокабелей негибкого подключения идентификатор фазной изоляции расположен сразу за буквой, обозначающей металл токопроводящей жилы. Поскольку отдельная метка на оболочке медной КПП отсутствует, в таких случаях данные о материале изоляции будут стоять первыми.
Для гибких марок электрокабеля маркер изоляции расположен сразу после аббревиатуры КГ. Если в маркировке кабельного изделия такой символ отсутствует, значит, изоляция произведена из пропитанной бумаги, которая не обозначается буквенными символами.
Разные типы изоляции маркируются так:
- В – поливинилхлоридный пластикат (ПВХ);
- П - полиэтилен;
- Пв – вулканизированный полиэтилен;
- Пс – самозатухающий полиэтилен;
- Р – резина;
- Н – маслостойкая резина, которая не поддерживает горение.
Следующей буквой в маркировке КПП обозначается материал оболочки. Различные типы оболочки маркируются так:
- А – алюминиевая;
- С – свинцовая;
- В – поливинилхлоридный пластикат пониженной пожарной опасности;
- П – полиэтиленовый шланг;
- Р – резиновая.
Далее после буквенного обозначения материала оболочки в аббревиатуре маркировки кабельно-проводниковой продукции указывается наличие защитной брони. Покров обеспечивает надёжную защиту оболочки КПП от механических повреждений и действия агрессивной среды.
Следует отметить, что гибкие кабельные изделия лишены защитной брони, поскольку она ограничивает подвижность и делает кабель менее эластичным. Поэтому на гибких электрокабелях такая маркировка отсутствует. В то время как в аббревиатуре изделий стационарного подключения отсутствие наружного защитного покрова информируется маркером Г.
Различные типовые варианты оболочки-брони обозначаются так:
- Б — две стальные ленты, наложенные без зазоров, защитная подушка;
- Бб – ленточное бронирование, без подушки;
- Бл – бронирование лентами из стали, с подушкой, в состав которой входит лавсан;
- Шв – шланг из ПВХ-пластиката:
- Шп – аббревиатура, обозначающая шланговый полиэтилен;
- Шпс – самозатухающий полиэтилен;
- БбШв – ленточное бронирование, сверху покрытое виниловым шлангом.
Некоторые проводники могут быть дополнительно экранированы полупроводящими материалами. В их роли выступают пластикаты, резина, бумага или металлические ленты. Экранирование обеспечивает защиту от воздействия электричества. Иногда в аббревиатуре, расположенной на оболочке КПП, его наличие не указывается, но в других случаях обозначается маркером Э.
О присутствии в «наборе» характеристик дополнительных защитных элементов потребителя информируют обозначения, расположенные в самом конце основной аббревиатуры.
Приведём несколько примеров.
Кабель марки АНРБ:
- А – токопроводящие жилы выполнены из алюминия;
- Н – наличие резиновой изоляции, не распространяющей горение;
- Р – защитная оболочка изготовлена из резины;
- Б – маркер обозначает наличие брони, выполненной в виде стальных лент.
Кабель марки ААШв:
- А (первая) - алюминиевый сердечник;
- А (вторая) – оболочка кабеля изготовлена из алюминия;
- Шв – означает наличие шлангового защитного покрова из ПВХ-пластиката.
Контрольный кабель. Особенности выбора
Из всего разнообразия продукции, представленной на кабельном рынке России, отдельную группу формируют контрольные кабели. Их функции связаны не с силовыми цепями, передающими повышенные мощности, а с системами, которые их обслуживают.
Максимально допустимое рабочее напряжение контрольных кабельных изделий ограничено 380 - 1 000 В. Они подключаются к устройствам релейной защиты, системам сигнализации и т.д. По сути, это промежуточное звено между кабелями связи и силовыми электрокабелями.
Особенностью конструкции такой КПП является огромное количество жил. В некоторых случаях их насчитывается более 60-ти. По сердечникам контрольного кабеля передаётся переменный и постоянный ток, где переменное напряжение не должно превышать 660 В, а постоянное не должно быть больше 1 000 В.
Каждая марка контрольных кабелей предназначена для решения определённых задач. Например:
- Экранированный электрокабель прокладывают в тех местах, где сигнал может быть искажён под воздействием внешних электромагнитных помех;
- Бронированный кабель идеально подходит для укладки в грунт. Он оснащён защитным покровом-бронёй, который предотвращает сдавливание оболочки и защищает конструкцию от механических повреждений;
- Кабели с изоляцией, изготовленной из негорючих материалов, используются на объектах, которые характеризуются повышенным уровнем пожароопасности. Изоляция и оболочка, не поддерживающие горение, обеспечивают сопротивление распространению пламени.
- Контрольные электрокабели с малодымной изоляцией прокладываются в общественных местах, производственных цехах и на других участках, где возможно большое скопление людей. Такое решение объясняется тем, что в случае пожара кабели не выделяют едкий газ и не способствуют задымлению помещений.
- Ключевое правило укладки контрольного кабеля - неподверженность растяжениям. Если на этапе разработки проекта выясняется, что в ходе эксплуатации кабеля возможно проявление даже незначительного растяжения, в таком случае вдоль КПП прокладываются стальные ленты, предварительно обработанные противокоррозийным составом.
- Допускается прокладка контрольного электрокабеля вместе с силовым, если они относятся к одному устройству. Однако при этом они не должны прикасаться друг к другу, между ними должно быть выдержано расстояние длиной не менее 0,25 м, которое соблюдается по всей длине.
Кабели управления. Особенности конструкции и использования
К группе кабелей управления относится КПП с медными токоведущими жилами, которые могут состоять из одной или нескольких проволок. В случае, если кабель будет подвержен ударным и вибрационным нагрузкам, токопроводящие жилы должны быть многопроволочными. В конструкцию кабелей управления входит пластмассовая или резиновая изоляция проводников и наружной оболочки.
Электрокабели управления используются в различных отраслях промышленности. Они выполняют функции контроля, управления и сбора информации о работе электрооборудования. Их главной особенностью является подвижное соединение и способность беспрепятственно распределять/передавать электроэнергию. Кабель управления незаменим, когда речь идёт о множественном подключении устройств для производства или управления.
По нагревостойкости КПП этой группы делятся на два вида:
- Кабели управления с нормальной нагревостойкостью (при длительной эксплуатации максимальная температура не должна превышать +70°С). Наиболее прочной и надёжной специалисты называют конструкцию кабеля с комбинированной изоляцией из полиэтилена и капрона с резиновой оболочкой. Он хорошо себя зарекомендовал при подвижной эксплуатации в сложных условиях окружающей среды.
- Кабели управления повышенной нагревостойкости. Изоляция такого электрокабеля может быть выполнена из фторопласта-4, фторопласта-40Ш и кремнийорганической резины. Их используют в тех случаях, когда температура окружающей среды составляет +100°С… +250°С. Для подвижной эксплуатации применяются кабели управления, где изоляция и внешняя оболочка изготовлены из кремнийорганической резины.
На этапе разработки проекта и в процессе поиска оптимальных вариантов кабельно-проводниковой продукции, необходимо обратить внимание на конструкцию кабелей и детально изучить условия, в которых он будет эксплуатироваться. Разумеется, речь идёт только о сертифицированной продукции проверенных производителей. Не стоит рассматривать и принимать в расчёт КПП сомнительного качества, без маркировки, и тем самым ставить под угрозу пожарную безопасность объекта, здоровье и жизнь людей.
