Кабель

Ка́бель (нидерл. kabel) — конструкция из одного или нескольких изолированных друг от друга проводников (жил), или оптических волокон, заключённых в оболочку. Кроме собственно жил и изоляции может содержать экран, силовые элементы и другие конструктивные элементы.

Оконцовка медного многожильного провода в ПВХ изоляции

Кабель информационный магистральный подземный

Плоский кабель (шлейф), предназначен для подключения устройств ATA

Материал проводников

Проводники в кабелях изготавливаются из следующих материалов:

• для передачи электрической энергии и сигналов:
  • алюминий,
  • медь,
  • серебро,
  • золото,
  • сплавов различных металлов;
• для передачи оптических сигналов:
  • стекло,
  • пластмассы,
• для рассеивания тепла:
  • нихрома
  • константана.

Материал оболочки

Оболочка кабеля предназначена для защиты проводников и изоляторов от внешних воздействий, прежде всего от влаги, которая приводит к нарушению изоляции электрических кабелей, а также помутнению оптических волокон. Оболочка кабеля может состоять из одного и более герметизирующих и армирующих слоёв, в качестве этих слоёв могут применяться различные материалы: ткань, пластмассы, металл, резина и проч. Кабели для передачи электрических сигналов могут быть снабжены экраном из металлической сетки, листового металла (фольги) или полимерной плёнки с тонким металлическим покрытием.

В условиях устойчивого дефицита кабельной продукции, который имел место в бывшем Советском Союзе, потребители не предъявляли к нему особых противопожарных требований. Многие кабели обладали «хорошей» горючестью, имея оболочки из обычного ПВХ-пластиката (АВВГ, ВВГ, КВВГ и т. п.) или даже из полиэтилена (ТПП).

Поливинилхлоридные (ПВХ) пластикаты

Твердый поливинилхлорид имеет высокое содержание хлора (около 57 %) и воспламеняется с трудом. При воздействии пламени происходят следующие процессы:

• 80 °C — начинается размягчение материала;
• 100 °C — начинается образование хлороводорода;
• 160 °C — около 50 % хлороводорода выделяется в виде газа;
• 210 °C — поливинилхлорид плавится;
• 300 °C — около 85 % хлороводорода выделяется в виде газа;
• 350—400 °C — загорается «углеродный остов» молекулы поливинилхлорида.

Один килограмм твердого поливинилхлорида выделяет 350 литров газообразного хлороводорода, которая при растворении может дать более 2 литров концентрированной (25 %) соляной кислоты.

Для изоляции кабелей применяется мягкий поливинилхлорид или кабельный пластикат. Этот материал содержит 50 % различных добавлений (пластификаторов и др.), которые сильно изменяют горючие свойства полимера. Пластификаторы начинают улетучиваться уже при температуре 200 °C и загораются. Содержание хлора уменьшается примерно до 35 %, и его не хватает, чтобы препятствовать распространению огня. Однако, при сильном выделении хлороводорода твердый поливинилхлорид, удалённый от очага, не загорается и пожар гаснет.

Благодаря перепаду температур, тяге, создаваемой в кабельных шахтах, газы, содержащие хлороводород уносятся от очага пожара, проникают в щитовые и аппаратные помещения и оседают на оборудовании.

В начале 1980-х годов требования к пожарной безопасности кабелей сводились в основном к нераспространению горения по длине кабельных изделий, проложенных одиночно или в пучках. Для этого применяли оболочки кабельных изделий, изготовленных из пластикатов марок О-40, ГОСТ 5960-72 (кабели ВВГ, АВВГ; образец пластиката длиной 130 мм, шириной 10 мм и толщиной 2 мм вносится в пламя газовой или спиртовой горелки с выдерживанием его в пламени под углом 45° до воспламенения, после этого образец достается из пламени и должен потухнуть за время не более 30 секунд) и НГП 30-32 (НГП 40-32) (ТУ 1328-86).

Эксплуатация на электростанциях и других энерговооружённых предприятиях кабелей, которые удовлетворяют только требованиям по нераспространению горения для одиночного кабеля, была сопряжена со значительным числом пожаров, приводящих к большому ущербу. В 1984—1986 годах во ВНИИ кабельной промышленности были разработаны кабельные изделия массового применения, которые не распространяют горение при групповой прокладке. Первоначально такие кабели и провода применялись на атомных электростанциях, однако затем эти кабельные изделия были использованы и в других областях промышленности. В обозначения марок кабелей такого типа введен индекс «НГ».

Действующий в настоящее время ГОСТ 5960-72 «Пластикат поливинилхлоридный для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей» был разработан и введён в действие с 1 января 1974 года, имеет 9 изменений. С 1991 года работы по внесению технических изменений в ГОСТ 5960-72 были прекращены. Дальнейшие разработки и модификации существующих марок ПВХ пластикатов оформлялись в виде технических условий.

В химическом составе оболочек кабелей в маркировкой «НГ» присутствуют элементы галогенового ряда. Кабель имеет повышенную устойчивость к распространению горения и возгоранию от коротких замыканий. Однако горение его в условиях пожара, когда он сам подвергается воздействию пламени, может привести к повышению уровня токсичности продуктов горения. Поэтому их применение в метрополитенах Западной Европы было запрещено в конце 1970-х годов.

Согласно статистики, с 1990 по 2008 год на АЭС горения кабелей типа «НГ» не происходило.

Пропитанная бумажная изоляция

Кабельная бумага для по ГОСТ 23436-83 для изоляции силовых кабелей на напряжение до 35 кВ марок К и КМП изготавливается из небеленой сульфатной целлюлозы, марки КМ — из небелёной сульфатной целлюлозы для многослойной кабельной бумаги. Кабельная бумага по ГОСТ 645-79 для изоляции кабелей на напряжение от 110 до 500 кВ изготавливается из специальной сульфатной небелёной целлюлозы, бумага марок КВМ (многослойная) и КВМС (многослойная стабилизированная) выпускается машинной гладкости, а бумага марки КВМСУ (многослойная стабилизированная уплотнённая) — каландрированной.

Полиэтиленовая изоляция

Современные кабели производятся с изоляцией из сшитого полиэтилена и используются в сетях различного класса напряжения (до 500 кВ). Применение сшитого полиэтилена обеспечивает высокие диэлектрические свойства изоляции, высокие механические свойства, более высокие по сравнению с бумажно-масляной изоляцией термические режимы, надёжность и долговечность кабелей.

Маслонаполненный кабель

Маслонаполненный кабель — это кабель с избыточным давлением, создаваемым маслом, входящим в состав бумажной пропитанной изоляции, и предусмотренной компенсацией температурных изменений объёма масла.

Маслонаполненный кабель в трубопроводе — это маслонаполненный кабель с отдельно экранированными жилами, заключёнными в трубопровод, служащий оболочкой.

Развитие пожаров в кабельных помещениях с кабелями в маслонаполненных трубах при равных условиях газообмена происходит более интенсивно, чем по кабелям воздушной прокладки. Вызвано это тем, что масло в трубах находится при температуре 35-40 °C под избыточным давлением и при разгерметизации трубы растекается, увеличивая площадь горения.

Другие типы изоляции

Также в качестве изоляции может применяться прессованная окись магния, изоляционные лаки, шёлк натуральный и синтетический, хлопчатобумажная пряжа, полистирольная и триацетатная лента.

Современные требования пожарной безопасности

Запрещена открытая прокладка кабелей с оболочкой распространяющей горение.

Испытания огнепреграждающих конструкций в кабельном канале

Кабельные изделия должны подразделяться по показателям пожарной безопасности на следующие типы исполнения:

• без исполнения — кабельные изделия, не распространяющие горение при одиночной прокладке;
• нг — кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке;
• нг-LS — кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением;
• нг-HF — кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении;
• нг-FRLS — кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением;
• нг-FRHF — кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении;
• нг-LSLTx — кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке, с пониженным дымо- и газовыделением и с низкой токсичностью продуктов горения;
• нг-HFLTx — кабельные изделия, не распространяющие горение при групповой прокладке, не выделяющие коррозионно-активные газообразные продукты при горении и тлении и с низкой токсичностью продуктов горения.

Условие нераспространения горения при открытой прокладке — это минимальное требование безопасности, предъявляемое федеральным законом. Требования безопасности расширяются нормативными документами.

Кабели и кабельная арматура, к которым предъявляются требования пожарной безопасности, должны удовлетворять требованию по нераспространению горения. Одиночный кабель испытывается по методу, указанному в ГОСТ 12176-89. Для кабелей, проложенных пучком, каждый из которых удовлетворяет требованиям ГОСТ 12176-89, необходимо принятие дополнительных мер, обеспечивающих нераспространение горения.

В зависимости от применения, кабели должны иметь следующие исполнения:

• без исполнения — для одиночной прокладки в кабельных сооружениях и производственных помещениях, при групповой прокладке — обязательное применение средств пассивной огнезащиты;
• нг, нг(А), нг(А F/R), нг(В), нг(С) и нг(D) — для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в кабельных сооружениях, наружных (открытых) электроустановках (кабельных эстакадах, галереях), не допускается применение в кабельных помещениях промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
• нг-LS — для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в кабельных сооружениях и помещениях внутренних электроустановок, в том числе в жилых и общественных зданиях;
• нг-HF — для групповой прокладки с учетом объема горючей загрузки в помещениях, оснащённых компьютерной и микропроцессорной техникой, для применения в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей;
• нг-FRLS и нг-FRHF — для одиночной или групповой прокладки (с учётом объёма горючей загрузки) цепей питания электроприёмников систем противопожарной защиты, операционных и реанимационно-анестезионного оборудования больниц и стационаров, а также других электроприёмников, которые должны сохранять работоспособность в условиях пожара;
• нг-LSLTx и нг-HFLTx — для одиночной или групповой прокладки (с учетом объема горючей загрузки) в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов, больниц, спальных корпусах образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений.

Данные требования не распространяются на кабельные изделия, предназначенные для прокладки в земле и воде, а также на маслонаполненные кабели, обмоточные и неизолированные провода.

Классификация кабелей

На сегодняшний день в России выпускается более 20 тыс. типоразмеров кабеля.

По области применения их можно условно разделить на несколько групп:

• для передачи электрической энергии (силовые кабели);
• для проводной связи и сигнализации (кабели связи);
• для управления (кабели управления);
• для передачи энергии и сигналов:
  • на радиочастотах — (радиочастотные кабели);
  • в оптическом диапазоне — (оптические кабели).

Также кабели разделяют по:

• типу и наличию изоляции;
• типу и наличию экрана;
• по количеству жил;
• по материалу, из которого изготовлены провода;
• по гибкости:
  • для подвижного соединения;
  • для не подвижного соединения.

Стандарт ISO 11801 2002 детально описывает классификацию кабелей.

Подробнее см. Маркировка кабеля

Современные производители кабельной продукции

Россия

• АББ Москабель
• Балтпромкомплект
• Завод Москабель
• Инкаб
• Иркутккабель
• Кавказкабель
• Камский кабель
• Кирскабель
• Людиновокабель
• Псковкабель
• Подольсккабель
• Режевской кабельный завод
• Рыбинский кабельный завод

• Самарская кабельная компания
• Саранская кабельная компания
• Севкабель-Холдинг
• Сибкабель
• Спецкабель
• Уралкабель
• Уфимкабель
• Электон Кировский кабельный завод
• Электрокабель, Кольчугинский завод
• Эликс-Кабель
• Энергорегионкомплект

Зарубежные производители

• Helukabel, Германия
• Lapp Kabel, Германия
• Sudkabel, Германия
• nkt cables, Германия

• Novkabel, Сербия
• Brugg Kabel AG, Швейцария
• Prysmian cables, Финляндия
• REKA cables, Финляндия

См. также

• Маркировка кабеля
• Кабельная муфта
• Структурированная кабельная система
• Проволока

Ссылки

• Кабельные заводы  (рус.). RusCable.ru (21 мая 2009). — Перечень заводов-производителей кабельно-проводниковой продукции. Дата обращения: 13 июня 2009.
• Кабельные заводы Украины  (рус.). Pro Кабель (21 мая 2009). — Перечень заводов-производителей кабельно-проводниковой продукции Украины. Дата обращения: 7 декабря 2009.
• Алфавитный указатель с описанием характеристик марок кабелей и проводов  (рус.). RusCable.ru (21 мая 2009). Дата обращения: 13 июня 2009.
• Некоторые полезные советы при выборе кабельной продукции  (рус.). АБРОН Холдинг (21 июня 2009). Дата обращения: 21 июня 2009.
• Монтаж кабельных систем  (рус.). СвязьКомплект (2 июля 2009). Дата обращения: 9 декабря 2009.
• Локализация дефектов в кабеле  (рус.). Энциклопедия инструментов. ИМАГ (2 июля 2009). Дата обращения: 9 декабря 2009.
• Видео. Производствo кабелей различного назначения  (рус.). СКК М (27 ноября 2009). Дата обращения: 9 декабря 2009.