Из чего не может состоять оболочка кабеля

Защитные оболочки электрокабелей

Кабель состоит из нескольких элементов. Это токопроводящие жилы, изоляция, наполнители и так далее. Данное изделие нуждается в надежной и эффективной защите от внешних воздействий (влаги, газов, кислот). Обеспечить ее может специальная оболочка. Она производится из самых различных материалов, обладает прекрасными техническими и эксплуатационными характеристиками, в полном объеме справляется с возложенными задачами. Приобрести кабель, электрический удлинитель можно в нашей компании. Такие изделия имеют вполне доступную стоимость, представлены в широком ассортименте, приобрести их сможет практически каждый желающий.

Важные моменты

Защитная оболочка расположена поверх токопроводящих жил, может состоять из нескольких слоев. Она производится из следующих материалов:

• ПВХ. Такое изделие применяется для защиты силовых кабелей. Оболочка способна обеспечить надежную защиту, является устойчивой к негативным воздействиям агрессивной среды. При возникновении пожара она отличается малой горючестью, практически не выделяет дыма. При соблюдении установленных правил эксплуатации силовых кабелей, такая оболочка прослужит на протяжении длительного периода, сохранив изначальные характеристики.
• Полиэтилен. Защита из данного материала обладает прекрасными эксплуатационными характеристиками. Она способна обезопасить кабель от воздействия влаги, имеет незначительный вес, не утяжеляет изделие.
• Поливинит. Данный материал представляет собой гранулированный полимер. Он отличается высокой степенью износостойкости, выдерживает любые колебания температур. Оболочка из поливинита является абсолютно негорючей, пользуется огромной популярностью среди производителей различных кабелей.
• Шланговая резина. Отличается повышенной прочностью, устойчивостью к влаге, механическим воздействиям. Оболочка из данного материала идеально подходит для кабелей, которые эксплуатируются в условиях низких температур.

В нашей компании можно приобрести различные кабеля, удлинители на катушке, другую продукцию. Все изделия имеют сертификаты качества.

• Главная страница ➥
• �� Справочник ➥
• Защитные оболочки электрокабелей: особенности

Продукты. Особенности конструкции

Приступим к анализу продукта. Для всех типов кабеля важны параметры жилы, изоляции жилы и оболочки кабеля.

Для жилы важны геометрия, качество обработки и состав металла.

Геометрический размер можно померить хоть штангенциркулем, но, если у вас имеется микрометр — это лучший вариант. Однако для уверенности в результате измерения любой инструмент должен быть поверен в органах «Ростехнадзора».

Состав металла потребитель может проверить косвенно. В России существуют несколько производителей медной катанки и проволоки. Согласно нормативным требованиям, медная катанка разделяется на классы (от лучшего к худшему) — А, В и С. Медная проволока производится по характеристикам класса С. Кроме того, у многих «медных» производителей, стандартно, катанка — продукт с повышенным контролем качества, а то, что «не задалось» — сбрасывают в проволоку. То есть, если производитель кабеля работает с катанкой, а не с проволокой -он использует материал с контролируемым качеством.

Качество обработки жилы критично для кабелей управления и передачи сигналов. Обработка важна при передаче сигналов и критически важна при высокочастотных сигналах, например, в LAN-кабелях (UTP, FTP). Значительно менее важно качество обработки в «обогревочных» и силовых. Кстати, именно подобные моменты не позволяют объединять на одной производственной базе изготовление разных типов кабеля. На высоких частотах сигнал передается в основном по поверхности жилы, и поэтому она должна быть максимально однородна: отсутствие повреждений поверхности, отсутствие овальности и одинаковый диаметр по всей длине. Результат обработки жилы будет виден в параметрах передачи сигнала. При плохой обработке и плохой меди параметры могут значительно ухудшиться через некоторое время с момента изготовления. Силовым кабелям качество обработки далеко не столь критично.

Изоляция жилы должна обеспечивать защиту от пробоя в условиях эксплуатации. Изоляция также обеспечивает определенные электрические характеристики кабеля. Здесь важен применяемый для изоляции материал и технология его наложения.

Существует множество пластикатов, полиэтиленов и т.п., однако далеко не все они разработаны и пригодны для кабеля. Есть «пищевые» полиэтилены, существуют «обувные» пластикаты, «оконные» и множество других групп. Редко какие марки могут применяться для нескольких «назначений». Для каждой специфики существуют критические и совершенно не важные характеристики. Любая марка полиэтилена, ПВХ и подобных материалов — это некоторый набор ингредиентов, смешанных по специальной рецептуре. Именно конкретной рецептурой смеси и достигаются необходимые характеристики материала. Например, «пищевые» должны обладать повышенными гигиеническими свойствами, поэтому изготавливаются без химических добавок, но при этом позволителен малый срок службы. «Оконным» материалам необходима достаточная прочность, но они не предполагают изготовление тонкостенных изделий.

Обратите внимание! Применяемый материал очень важен. Вот почему полиэтиленовая пленка на парнике служит несколько месяцев, и все! А кабель с полиэтиленовой оболочкой — 10, 15, а некоторые и 25 лет!

В результате применения неспецифичного материала может получиться изделие с реальным сроком службы 2-3 года, а не с заявленным 10-15 лет; кабель с существующими или потенциальными прогарами в изоляции будет коротить «жила — жила» или «экран — жила».

В кабельные материалы вводится большое количество термо- и светостабилизаторов, дезактиватор ионов меди и другие компоненты, обеспечивающие длительный срок безотказной работы кабельного изделия.

Техпроцесс наложения также может повлиять на качество изоляции. В кабелях для систем безопасности требуется накладывать достаточно тонкую изоляцию. Именно качественно поставленный техпроцесс обеспечивает необходимую толщину и не допускает оголение жилы. Кроме этого, материал можно перегреть.

Перегрев будет «вылезать» через вкрапления угольков по изоляции — потенциальные прогары. Также при перегреве могут повредиться или совершенно улетучиться некоторые составляющие материала. В результате: потеря пластичности (разрывы изоляции при любых нагрузках на кабель, в том числе монтажных и эксплуатационных изгибах); появление микротрещин (пропуск влаги к жиле); разложение под действием солнечного света или при нахождении в среде с повышенной активностью и т.д.

К сожалению, проявляется качество изоляции не сразу, через месяцы или даже через пару-тройку лет. Однако плохое качество изоляции значительно, на порядок, снижает срок эксплуатации кабеля.

Определить качество наложения изоляции можно при выяснении применяемых материалов — конкретных марок и рецептур. Часто потребляемые материалы производители размещают на своих сайтах. Хотя иногда достаточно знать тип материала: например, полипропилен не применим в кабельной отрасли. Тип применимых изоляционных материалов в кабельной отрасли можно выяснить, задав вопрос стороннему производителю или на специализированных кабельных сайтах.

Но вот качество наложения изоляции вы сможете узнать лишь с опытом применения. Конечно, качество выявляется при проверках на сертификации кабеля. Именно здесь и важна качественная и достоверная сертификация, результатам которой можно верить.

Стоит обратить внимание на важность некоторых особенностей изоляции для определенных типов кабеля.

В коаксиальных кабелях типа РК, RG 59, RG 6 и подобных — изоляция центрального проводника должна очень плотно прилегать к жиле. При разделке должно возникать ощущение склеенности. Именно благодаря подобной «мелочи» такой коаксиальный кабель обладает значительно лучшими характеристиками и сохраняет их на длительный период эксплуатации.

Для кабелей с экраном в виде фольги необходимо обращать внимание на дренажную (контактную) жилу. Это такая голая металлическая жила в экранированных кабелях. Ее предназначение — обеспечивать контакт по всей длине экрана в кабеле, служить элементом для заземления. Очень часто для экрана используется фольга на алюминиевой основе, с одной стороны фольги алюминиевый слой, с другой — пластик.

Кстати, на дренажную жилу стоит обратить отдельное внимание. Сделаем маленькое отступление. Во-первых, эта контактная жила должна быть в кабеле обязательно при использовании фольги в качестве экрана (существуют разработки высокотехнологичных кабелей с фольгой несколько другого предназначения, там дренажа нет — это особая история в кабельной отрасли, к нашему разговору не относится совсем). Во-вторых, дренажная жила должна постоянно касаться именно металлической части фольги. Фольга может накладываться металлом внутрь кабеля и наружу. Если наружу — сверху пускают дренаж, и он прижимается к фольге оболочкой кабеля.
Когда фольга металлом внутрь, то дренаж должен быть внутри экрана. Для постоянного их соприкосновения сначала на пучок жил накладывают простую пленку, чтобы контактная жила не смогла уйти внутрь пучка, потом дренаж и далее фольгу.
Естественно, если в кабеле гибкие жилы — и контактная жила должна быть гибкой.

Вернемся к изоляции. Дренаж может ее разрушить. Дело в том, что контактная жила — медная, а фольга зачастую алюминиевая. Эти металлы являются гальванической парой. В результате их прямого контакта произойдет окисление дренажной жилы, разрушение алюминиевой фольги, изоляции жил и даже общей оболочки кабеля. Именно поэтому дренажные жилы лудят. Да, дренажная жила именно луженая! Иногда ее принимают за стальную. Впрочем, случалось встретить и такое «изделие»! Стальная жила дренажом ни в коем случае быть не может. Его задача — снимать накопившийся потенциал на экране, и снимать как можно быстрее. Дренаж делают медным, так как у меди меньшее сопротивление по сравнению с алюминием, что уж говорить о стали. Да и гибким кабель перестанет быть.

Оболочка кабеля защищает его внутренние составляющие от механических повреждений при монтаже и эксплуатации, а также, совместно с упаковкой, во время хранения и транспортировки. Кроме того, оболочка обеспечивает кабелю презентабельный вид и может обеспечивать такие особые характеристики, как нераспространение горения, отсутствие дыма (в наименовании кабеля такая оболочка шифруется аббревиатурами –нг; -FR; -LS). В некоторых типах кабелей оболочка также влияет на электрические параметры.

Принципиальные требования к оболочке аналогичны требованиям к изоляции. Для наложения оболочки должны применяться специализированные материалы и правильно выдерживаться технологический процесс. Кстати, редко какие марки материалов можно использовать как на оболочку, так и для изоляции — необходимые характеристики различаются. Для оболочки важным параметром является степень разрушения после длительного воздействия окружающей среды: тепла, солнечного света, влаги, перепадов температур и т.д. Кабель не должен быть шершавым по оболочке, тогда его будет легко протягивать. Но, если при этом оболочка достаточно быстро разрушится — протягивать кабель придется повторно.

Вывод: обращайте внимание на качество элементов конструкции кабеля. При необходимости задавайте вопросы производителю. Пользуйтесь всем объемом доступной информации при оценке продукта, получив образец или произведя тестовую закупку. Помните, что срок службы кабеля 10-15 лет, а потребители не планируют через 2-3 года тратиться на полную перекладку кабельной сети и мириться с временными простоями систем.

Защитные оболочки и покровы кабелей: назначение, материалы, виды, борьба с коррозией, бронирование

Кабели являются важным элементом любой электрической сети, поскольку они обеспечивают передачу электрической энергии и сигналов между различным электрооборудованием. Однако кабели также подвержены различным внешним воздействиям, таким как механические повреждения, коррозия, влага, температура, пожар, электромагнитные помехи и т.д. Эти факторы могут снизить надежность и безопасность кабельных линий, а также привести к авариям и потерям энергии.

Для защиты кабелей от неблагоприятных условий эксплуатации используются специальные оболочки и покровы, которые выполняют различные функции, такие как изоляция, герметизация, экранирование, бронирование и декоративное оформление.

Защитные оболочки и покровы кабелей могут быть изготовлены из различных материалов, таких как пластик, резина, металл, ткань, бумага и т.д. В зависимости от типа и назначения кабеля, а также от условий его прокладки и эксплуатации, выбираются оптимальные виды и комбинации защитных оболочек и покровов.

Цель данной статьи — рассмотреть основные виды защитных оболочек и покровов кабелей, их назначение, материалы, способы изготовления и монтажа.

Назначение защитных оболочек и покровов

Защитные оболочки служат для защиты изолирующего слоя провода или кабеля от влияния окружающей среды, а главным образом от влияния влаги. Чем менее влагоустойчива изоляция кабеля или провода, тем более совершенная оболочка должна быть применена.

Физические условия работы кабеля также влияют на выбор материала защитной оболочки, например, если от кабеля требуется повышенная гибкость, то нужно применять гибкую защитную оболочку.

Материалы, используемые для защитных оболочек, немногочисленны, а именно: свинец, алюминий, резина, пластмассы и их комбинации.

Защитные покровы проводов и кабелей служат для защиты провода от механических воздействий при прокладке или в эксплуатации, а также для защиты кабельных оболочек от коррозии, поэтому из группы защитных покровов иногда выделяют антикоррозийные покрытия.

В качестве антикоррозийного покрытия чаще всего используют кабельную бумагу, накладываемую повивом с одновременным поливом битумными составами соответствующей вязкости.

Защитные покровы состоят из хлопчатобумажной или кабельной пряжи, наложенной в виде повива или оплетки поверх изолирующего слоя или защитной оболочки кабеля или оплетки поверх изолирующего слоя или защитной оболочки кабеля или провода.

Большое распространение получают покрытия защитных оболочек пластмассами с целью защиты их от коррозии и механических повреждений.

В качестве антикоррозийного покрытия чаще всего используют кабельную бумагу, накладываемую повивом с одновременным поливом битумными составами соответствующей вязкости.

Для механической защиты гибких проводов и кабелей часто применяется оплетка из тонких стальных проволок.

Оплетки из хлопчатобумажной и иной пряжи в ряде конструкций покрываются специальными лаками (покровными лаками), которые защищают проводник от воздействия окружающей среды, от действия озона и увеличивают влаго- и бензиностойкость провода.

Применяются также комбинированные покрытия из слоев пластмассы, металлической фольги и ткани или лакированной бумаги, которые в некоторых случаях могут заменить свинцовую оболочку (в особенности в таких кабелях, которые применяются для прокладки внутри помещений и для временных установок).

Материалы защитных оболочек

Материалы защитных оболочек и покровов кабелей должны обеспечивать эффективную защиту кабеля от механических, химических, термических, электрических и других воздействий, а также иметь достаточную прочность, гибкость, устойчивость к старению и низкую стоимость.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации кабелей, защитные оболочки и покровы могут быть изготовлены из различных материалов, таких как:

• Битумные составы — это смеси битума с различными наполнителями, модификаторами и добавками, которые повышают его адгезию, водостойкость, пластичность и термостойкость. Битумные составы применяются для пропитки и покрытия кабельной бумаги, пряжи, лент и других материалов, а также для заполнения пустот между элементами кабеля. Битумные составы обладают высокой электрической прочностью, хорошей герметичностью, низкой гигроскопичностью и дешевизной, но имеют недостатки, такие как низкая механическая прочность, склонность к растрескиванию при низких температурах, высокая теплопроводность и возможность коррозии металлических элементов кабеля.
• Пластиковые материалы — это полимеры, которые могут быть термопластичными или сшитыми, а также сополимерами, смесями или композитами с различными наполнителями, усилителями и стабилизаторами. Пластиковые материалы применяются для изготовления внутренних и наружных оболочек кабелей, а также для покрытия и пропитки других материалов. Пластиковые материалы обладают высокой электрической прочностью, химической и термической стойкостью, гибкостью и долговечностью, но имеют недостатки, такие как высокая стоимость, горючесть, гигроскопичность и возможность деградации под воздействием ультрафиолетового излучения, кислорода и озона. Среди пластиковых материалов наиболее распространены полиэтилен, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и полиамиды.
• Металлические материалы — это металлы или сплавы, которые могут быть в виде лент, проволок, трубок, сеток, спиралей и т.д. Металлические материалы применяются для изготовления брони, экранов, арматуры и других элементов кабеля, которые обеспечивают его механическую защиту, электромагнитную совместимость, заземление и зануление. Металлические материалы обладают высокой прочностью, жесткостью, теплостойкостью и электропроводностью, но имеют недостатки, такие как высокая стоимость, вес, коррозионная активность и возможность электрохимических реакций с другими материалами. Среди металлических материалов наиболее распространены сталь, алюминий, медь, свинец и их сплавы.

Свинец является основным материалом, из которого изготовляются наиболее надежные кабельные оболочки. Основным преимуществом свинцовом оболочки перед всеми другими оболочками и покрытиями — ее полная влагонепроницаемость, достаточная гибкость м возможность быстро и дешево наложить ее на кабель с помощью свинцового пресса.

Однако свинец имеет много и недостатков: большом удельный вес, малую механическую прочность, недостаточную стойкость против механической и электрохимической коррозии.

Все это с учетом ограниченности и природных запасов свинца вызывает необходимость улучшать качество свинцовых оболочек, вводить заменители и конструировать новые виды кабельной продукции без свинцовых оболочек.

Для и потоплении кабельных оболочек применяется свинец не ниже марки С-3, с содержанием свинца 99,86%.

Механическая прочность свинцовой оболочки в значительной степени определяется ее структурой. Мелкопористая структура, получающаяся при изготовлении оболочки из свинца марок С-2 и С-3 при быстром и интенсивном охлаждении выпрессованой оболочки, является наиболее механически прочной и устойчивой.

При средней и крупнозернистом структуре получаются обо точки низкого качества. Из таких оболочках происходит, даже в обычных условиях производства, рост кристаллов свинца, которые затем сдвигаются друг относительно друга по плоскостям спайности, м это ведет к преждевременному разрушению оболочки.

Очень чистый свинец весьма склонен к образованию и росту кристаллов даже при комнатной температуре, поэтому для изготовления свинцовых оболочек непригоден.

Мерой борьбы с кристаллизацией свинца является, помимо охлаждения после освинцевания, присадка к свинцу олова, сурьмы, кальция, теллура, меди и других металлов.

Кабель для линейного крейсера, построенного для Королевского флота Великобритании, введенного в эксплуатацию в 1920 году. Три проводника, в свинцовой оболочке, в броне.

Наилучшей присадкой является олово, которое при содержании в свинце в количестве 1 — 3% по весу обеспечивает устойчивую мелкозернистую структуру. Однако олово весьма дефицитно и в настоящее время заменяется в кабельных оболочках другими металлами.

Введение в свинец сурьмы в количестве от 0,6 до 0,8% благоприятно влияет на структуру свинцовой оболочки и увеличивает механическую прочность, понижая несколько эластичность, т. е. способность свинцовой оболочки к перегибам. Хорошие результаты дает присадка теллура в количестве около 0,05%. Также получил распространение получил так называемый медистый свинец, который представляет собой свинец с примесью меди — в количестве около 0,05%.

Помимо двойных сплавов, имеются тройные сплавы свинца с кадмием, оловом (0,15%), сурьмой и другими металлами. Эти сплавы менее удобны для производства, а результаты испытания их близки к таковым для некоторых двойных сплавов и медистого свинца.

Алюминий также может быть использован для изготовления кабельных оболочек. Для этой цели применяется как технический, так и особо чистый алюминий (с содержанием алюминия 99,5 и 99,99%), механические характеристики которого лучше, чем у свинца и свинцовых сплавов.

Прочность алюминиевой оболочки, по крайней мере, в 2 — 3 раза выше прочности свинцовой. Температура рекристаллизации алюминия, а также его стойкость против вибрации значительно выше, чем у свинца.

Удельный вес алюминия 2,7, а свинца — 11,4, поэтому при замене свинцовой оболочки алюминиевой могут быть получены большое снижение веса кабеля и увеличение механической прочности оболочки, что даст возможность в ряде случаев отказаться от бронирования кабеля стальными лентами.

Основным недостатком алюминия является его недостаточная коррозионная устойчивость. Значительно осложняют процесс наложения оболочки на кабель высокая температура плавления алюминия (657°С) и повышенное давление при опрессовании, которое достигает утроенной величины по сравнению с давлением при выпрессовании свинцовой оболочки.

Оболочка из алюминия может быть наложена не только опрессованием, но и холодным способом, для чего изолированные провода и кабели протягиваются в предварительно изготовленные выпрессованием алюминиевые трубы с последующей обсадкой их волочением или вальцеванием. Этот метод дает возможность использовать торговые сорта алюминия.

Некоторое распространение получает способ холодной сварки алюминиевой оболочки, который заключается в том, что края продольно наложенной на кабель алюминиевой ленты пропускаются между роликами, с помощью которых создается высокое удельное давление на алюминий, достаточное для холодной сварки его.

Пластмассы в настоящее время с успехом применяются для изготовления защитных оболочек проводов и кабелей взамен свинцовых. В тех случаях, когда необходима повышенная гибкость кабеля, оболочки из вулканизированной резины и пластмасс являются наиболее подходящими.

Наибольшее распространение в кабельном производстве получили шланговые оболочки из вулканизированной резины на натуральном или синтетических каучуках и из термопластических материалов, как, например, из полихлорвинилового пластиката, полиэтилена.

Механическая прочность таких оболочек достаточно высокая (разрывная прочность в пределах от 1,0 до 2,0 кг/мм 2 , удлинение от 100 до 300%).

Основным недостатком является заметная влагопроницаемость, под которой понимается величина, характеризующая способность материала пропускать водяной пар под действием разности давлений с двух сторон слоя материала.

Вулканизированная резина на натуральном каучуке может длительно работать в пределах изменения температуры от —60 до +65° С. Для большинства пластмасс эти пределы значительно уже, в особенности для температуры ниже нуля градусов.

Существуют силиконовые резины, новые каучукообразные материалы, представляющие собой кремнийорганические полимеры, Это — высокомолекулярные вещества, в основе строения которых атомы кремния сочетаются с атомами углерода.

Оболочка из термопластических материалов по сравнению со свинцовой оболочку кабелей позволяет значительно уменьшить вес кабеля и увеличить коррозийную стойкость оболочки и механическая прочность (смотрите также — Провода и кабели с резиновой изоляцией).

Разрушение свинцовой оболочки

Механическая прочность свинцовой оболочки необходима для того, чтобы обеспечить достаточную защиту изолирующего слоя от воздействия среды, окружающей кабель. Это свойство (механическая прочность) должна сохраняться длительно при эксплуатации кабеля в течение нескольких десятилетий и не изменяться с течением времени под воздействием механических (вибрации) и химических (коррозии) причин.

Механические свойства свинцовых оболочек и их устойчивость под воздействием различных причин зависит главным образом от структуры оболочки и ее изменений под влиянием нагревания и вибрации.

Кабели, имеющие свинцовую оболочку крупнозернистой структуры, часто не выдерживают длительной перевозки даже по железной дороге (в особенности в летнее время).

Под влиянием сотрясений и повышенной температуры начинают расти кристаллы свинца, на оболочке появляется сеть мелких трещин, которые все более и более углубляются и, наконец, приводят к разрушению оболочки. Особенно подвержены разрушению от вибрации свинцовые оболочки кабелей, проложенных на мостах.

Имели место случаи, когда освинцованные кабели, отправленные летом по железной дороге за несколько тысяч километров, приходили к месту назначения с совершенно разрушенной оболочкой.

Такие случаи чаще всего бывали на свинцовых оболочках, изготовленных из чистого свинца. Присадки олова, сурьмы, теллура и некоторых других металлов дают устойчивую мелкозернистую структуру и поэтому применяются при изготовлении свинцовых оболочек кабеля.

При выходе тока утечки из свинцовой оболочки кабеля, проложенного во влажной известковой почве, содержащей ионы С0₃, образуется карбонат свинца РbС0₃ в месте выхода, где впоследствии и разрушается свинцовая оболочка.

Электрохимическая коррозия свинца может привести к полному разрушению свинцовой оболочки в один-два года, так как ток в 1А в течение года может перенести около 25 кг свинца или 9 кг железа и, следовательно, при среднем, токе утечки в 0,005 А в один год будет разрушено около 170 г, свинца или около 41,0 г железа.

Радикальной мерой борьбы с электрохимической коррозией является так называемая катодная защита, основанная на том, что защищаемому металлу сообщается отрицательный потенциал по отношению к окружающим конструкциям, что делает этот металл невосприимчивым почти ко всем видам почвенной коррозии.

Минимальный электроотрицательный потенциал, при котором прекращаются все виды коррозии, равен 0,85 для стальных труб и 0,55 В для свинцовых оболочек электрических кабелей.

В ряде случаев хорошо защищает от электрокоррозии покрытие свинцовой оболочки защитным покровом, состоящим из слоя полупроводящего битума, двух лент полупроводящей резины и скрепляющей миткалевой ленты. В этом случае получается как бы электронный фильтр, который пропускает электрический ток, выходящий из оболочки, и отделяет свинец от непосредственного воздействия образующихся при электролизе ионов.

Механические усилия в оболочке кабеля

Механические усилия в оболочке кабеля возникают в результате стекания пропитывающего состава в вертикально подвешенных силовых кабелях, а также из-за теплового расширения пропитывающего состава при нагревании кабеля. В современных высоковольтных масло- и газонаполненных кабелях свинцовой оболочке приходится выдерживать значительные давления, приложенные изнутри.

По мере разогревания пропитывающего состава давление в кабеле увеличивается до величины, соответствующей гидростатичному давлению. Чем лучше пропитка изолирующего слоя, тем больше давление в кабеле получается при нагревании его, так как объем газовых включений уменьшается с улучшением пропитки кабеля.

Под влиянием давления, действующего изнутри оболочки, последняя стремится расшириться, и если при этом предел упругих деформаций свинца будет превзойден, то получится остаточная деформация, которая ослабляет свинцовую оболочку и понижает эксплуатационные свойства кабеля.

Повторение циклов нагрева и охлаждения кабеля, при которых получаются остаточные деформации в свинце, может повести к разрыву свинцовой оболочки.

Так как свинец без присадок при комнатной температуре почти не имеет предела упругости, то появление таких остаточных деформаций в свинцовой оболочке кабеля в эксплуатации несомненно приведет к нарушению ее механической прочности.

Наличие присадок в свинце повышает механические свойства, и в частности, предел упругости оболочки, поэтому для кабелей, подвергающихся давлению изнутри, обязательно применение легированного свинца или специальных двойных и тройных сплавов.

Снижение механических свойств свинцовой оболочки с течением времени определяет срок ее жизни. С этой точки зрения возникает понятие о «кривой жизни оболочки», под которой подразумевается зависимость между растягивающим усилием в оболочке и длительностью его действия до разрыва оболочки.

В тех случаях, когда требуется усиление свинцовой оболочки кабеля, например в газонаполненных кабелях или предназначенных для прокладки по крутонаклонной трассе, наложение ленточной брони из двух тонких латунных или стальных лент позволяет поднять механическую прочность оболочки и сделать ее пригодной для высоких давлений, развивающихся в кабеле.

Бронирование кабелей

Свинцовая оболочка не дает достаточной защиты от механических воздействий, например случайных ударов по кабелю во время прокладки, а в особенности — от растягивающих усилий, возникающих как при прокладке кабеля, так и при его эксплуатации.

В кабелях для вертикальной прокладки, речных и морских особенно, необходимо защитить свинцовую оболочку от растягивающих усилий, так как без такой защиты свинцовая оболочка будет с течением времени разорвана или повреждена.

Различают два основных вида брони: ленточную, предохраняющую кабель главным образом от случайных механических воздействий при прокладке, и проволочную — от растягивающих усилий.

Ленточная броня состоит из двух стальных лент, наложенных повивом поверх подушки из волокнистых материалов так, что зазоры между витками одной ленты перекрываются витками другой ленты. Зазоры между краями витков одной ленты равны примерно трети ширины ленты, а перекрытие витков одной ленты витками, другой должно быть не менее четверти ширины бронеленты.

Такое выполнение кабельной брони позволяет предохранить свинцовую оболочку от удара лопатой при прокладке кабеля и других не слишком сильных механических воздействий и в то же время сохраняет необходимую для прокладки кабеля гибкость, которая получается за счет перемещения «витков ленточной брони относительно друг друга.

Недостатком ленточной брони является возможность сдвига витков бронеленты при волочении кабеля по грунту при прокладке. Такая броня применяется главным образом для бронирования кабелей подземной прокладки, а также кабелей, прокладываемых внутри помещений в кабельных туннелях и по стенам зданий.

Стальная лента, применяемая в кабельной промышленности, должна иметь прочность на разрыв от 30 до 42 кг/мм 2 , так как лента с большим сопротивлением разрыву сильно пружинит и плохо ложится на кабель во время бронирования. Удлинение при разрыве требуется 20 — 36% (при расчетной длине образца 100 мм).

Для бронирования силовых кабелей применяется стальная лента толщиной 0,3, 0,5 и 0,8 мм и шириной — в зависимости от диаметра кабеля 15, 20, 25, 30, 35, 45 и 60 мм. Лента должна доставляться в кругах диаметром около 500 — 700 мм.

Проволока для брони употребляется круглая и сегментная (плоская). Круглая проволока применяется для бронирования кабелей, которые должны выдерживать при прокладке или в эксплуатации значительные растягивающие усилия (например, подводные кабели). Сегментная проволока применяется для кабелей, проложенных в шахтах и на крутонаклонных трассах.

Для защиты от коррозии проволока, применяемая для бронирования, должна быть покрыта плотным, сплошным слоем цинка.

При бронировании проволочная броня, как и ленточная, накладывается на кабель поверх подушки, которая может состоять из слоя предварительно пропитанной противогнилостным составом кабельной пряжи, покрытой сверху слоем битумного состава.

Для проволочной брони направление скрутки берут прогтивоположное направлению общей скрутки жил кабеля.

Для защиты бронепокрова от разъедания (коррозия) он покрывается битумным составом и слоем предварительно пропитанной кабельной пряжи, покрытой сверху таким же составом. Наружный слой кабельной пряжи предназначается не только для защиты бронеленты или бронепроволоки от коррозии, но, кроме того, служит для скрепления, т. е. не дает возможности сдвигаться бронелентам и сдерживает бронепроволоки в повиве.

Кабели, предназначенные для прокладки внутри помещений, не должны иметь слоя из пропитанной кабельной пряжи поверх бронепокрытия из соображений пожарной безопасности. Такие кабели, например кабели марки СБГ, должны бронироваться лакированной бронелентой.

Процесс бронирования состоит в наложении защитных покровов и брони. На освинцованный кабель должны быть последовательно наложены: слой битумного состава, повив двумя лентами кабельной бумаги (антикоррозийное покрытие), слой компаунда, кабельная пряжа или пропитанная сульфатная бумага (подушка под броню), слой битумного состава, броня из двух стальных лент или из стальных проволок, слой битумного состава, кабельная пряжа (наружный покров), слой битумного состава, и меловой раствор.

Выбор материалов защитных оболочек и покровов кабелей

Выбор материалов защитных оболочек и покровов кабелей зависит от многих факторов, таких как тип и назначение кабеля, условия его прокладки и эксплуатации, требования к надежности, безопасности и экономичности. При этом необходимо учитывать не только свойства отдельных материалов, но и их взаимодействие и совместимость в составе кабеля, а также возможность их замены или ремонта в случае повреждения.

Для оптимального выбора материалов защитных оболочек и покровов кабелей рекомендуется использовать нормативно-техническую документацию, а также консультироваться с производителями и поставщиками кабельной продукции.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Защитные покровы кабелей

Накладывание защитного покрова осуществляется на оболочку жил или на круговую изоляцию кабеля, обеспечивая защиту конструктивных элементов из стали и других материалов от негативного влияния внешних факторов, коррозионных и повреждающих воздействий. Изготовление защитного покрова производится исходя из требований, предъявляемых в ГОСТе 7006-72 или в нормативной документации, используемой в качестве технических условий определенного производителя. Данный конструктивный элемент может включать в себя подушку, которая прокладывается под броню провода, а также непосредственно бронирование из стальных лент и внешнюю обмотку. Состав защиты указывается в маркировке кабельно-проводниковой продукции (при отсутствии защитной оболочки в названии указывается Г).

Подушка кабеля

Для предотвращения повреждения оболочки, а также для снижения риска распространения коррозии провода от бронирования используется специальная подушка, которая представлена круговой обмоткой из кабельной пряжи, пропитанной битумом. Помимо этого, защита выполняется из крепированной или обработанной битумом бумаги с верхним битумным слоем. — Для изготовления кабельной пряжи используется лубочное волокно, что указывается в ГОСТе 905-78. — Для производства крепированной бумаги по ГОСТам 10396-84 и 9840-74 используется водоотталкивающая бумага, которая в два слоя склеивается битумным составом марки БНД-40/60 или БН-70/30. — Для кабельной бумаги используется пропитка из полугудрона, состав которой включает в себя нафтенат меди (ГОСТ 645-67). Усиленная защитная подушка создается из волокна в сочетании с лентами из пластмассы, ширина которых составляет от 25 до 90 мм. Накладывание лент осуществляется с перекрытием, что существенно повышает стойкость конструктивных элементов провода к коррозии. Для обозначения усиленной защитной подушки маркировка кабеля включает в себя букву «л». Двойной слой лент маркируется соответственно «2л» (АБ2л).

Конструкция элементов подушки

Тип защитного покрова	Элементы конструкции
	Подушка	Броня	Наружный покров
Б	Без обозначения	Б	Без обозначения
БГ	Без обозначения	Б	Отсутствует
Бб	Отсутствует	Б	Без обозначения
БбГ	Отсутствует	Б	Отсутствует
Бл	л	Б	Без обозначения
Б2л	2л	Б	Без обозначения
БлГ	л	Б	Отсутствует
Б2лГ	2л	Б	Отсутсвует
БнлГ	нл	Б	Отсутствует
Бп	п	Б	Без обозначения
БпГ	п	Б	Отсутствует
БбШп	Отсутствует	Б	Шп
БбШв	Отсутствует	Б	Шв
БбШнг	Отсутствует	Б	Шнг
БнлШнг	нл	Б	Шнг
БпШп	п	Б	Шп
К	Без обозначения	К	Без обозначения
Кл	л	К	Без обозначения
КбШв	Отсутствует	К	Шв
КпШп	п	К	Шп
Шп	Отсутствует	Отсутствует	Шп
Шв	Отсутствует	Отсутствует	Шв
П	Без обозначения	П	Без обозначения
ПГ	Без обозначения	П	Г
ПлГ	Л	П	Г
П2лГ	2л	П	Г
Пл	Л	П	Без обозначения
П2л	2л	П	Без обозначения
Пн	Без обозначения	П	н
Плн	Л	П	н
ПШп	Без обозначения	П	Шп
ПШв	Без обозначения	П	Шв

Антикоррозионная подушка

Снизить влияние факторов коррозии, особенно влаги и температурных перепадов, позволяет специальный полиэтиленовый шланг или покров из полихлорвинила, а также крепированная бумага и дополнительный слой битума. Такая защита используется для кабеля с оболочкой из алюминия или стали, под которой имеются ленты обмотки из ПВХ, полиэтилентерефталата и подобных материалов. В названии провода такой защитный шланг маркируется буквой «п» (полиэтилен) или «в» (полихлорвинил). Без битума может накладываться подушка, предназначенная под бронирование лентами из стали или проволокой, для кабеля с пластмассовой оболочкой или обмоткой из резины. Толщина защиты должна составлять от 1.0 мм для маркировки Б, БГ и Бн, а также от 1.5 мм для П, ПГ и Пн. Кабельно-проводниковая продукция может изготавливаться без подушки, если ее конструкция предусматривает оболочку из резины или пластмассы, что указано в ГОСТах и действующих технических условиях на соответствующие марки провода. Для кабеля с покровом из свинца, у которого в конструкции предусмотрены три токопроводящие жилы, используются отдельная защита для каждой из них. В изготовлении используются ленты из полиэтилентерефталата, битум, пропитанная или крепированная бумага. Также допустима обмотка из ткани, накладываемая лентой, или кабельная пряжа с пропиткой для кабеля из скрученных жил, для которых предусмотрена отдельная оболочка из металла. В качестве подушки применяется кабельная пряжа с пропиткой и битумный слой сверху.

Бронирование стальными лентами

Использование брони из низкоуглеродистой стали позволяет защитить кабель от механических воздействий, однако важным условием эксплуатации таких изделий является отсутствие растяжения в ходе эксплуатации. В соответствии с ГОСТом 3559-75, в качестве брони могут использоваться ленты нескольких типов: А – с оцинкованной поверхностью (например, Апл –лента для плоского бронирования, имеющая слой цинка), Б – без защиты от коррозии, В – с применением битумного слоя. Разрушение таких лент происходит под действием растягивающего усилия напряжением свыше 275 МПа, при увеличении длины провода не менее, чем на 30 %. Бронирование кабеля, который прокладывается на открытом пространстве и в грунте, происходит с использованием лент толщиной от 0,3 до 0,8 мм, при ширине до 60 мм. Накладывается такая броня последовательно, в два слоя, с наложением верхней ленты на 25 % ширины нижней; расстояние зазора между ними может составлять до 33 % от толщины брони. Повысить прочность кабеля типа БвГ, БбГ, БГ, БлГ и БпГ позволяет броня с оцинковкой или лента из стали В с битумным слоем. Также данная продукция может бронироваться проволокой из стали с оцинкованной поверхностью, при этом прут может иметь диаметр от 1,4 до 1,8 мм. Кабельно-проводниковые изделия повышенной гибкости, эксплуатируемые в условиях, предусматривающих риск повреждения под давлением, которое оказывается по направлению к радиусу, покрываются броней из лент 0,5 мм в толщину и в ширину от 10 мм. Использование защиты для кабелей КПБК требует дополнительного S-образного профилирования – в этом случае края обеих лент сцепляются в «замке» и не разъединяются даже при изгибании провода.

Броня из проволоки

• Для кабеля с одной жилой, рассчитанного на рабочее напряжение в 6 кВ, броня предусматривает разделение проволочной обвивки вставками немагнитной проволоки, в количестве не менее 4 штук.
• Кабельно-проводниковые изделия типа ЭВТ, используемые в переносном шахтовом оборудовании, бронируются стренгами из 7 проволок, диаметр которых составляет 0,5-0,8 мм.
• Для кабелей, рассчитанных на растяжение в ходе использования, применяется двойное бронирование стальной проволокой с оцинкованной поверхностью, при этом ее диаметр составляет от 1,4 до 4 мм. Обмотка подвергается разрушению при воздействии растягивающего напряжения 2350 МПа, при удлинении на 3 %.
• Для повышения прочности кабельно-проводниковых изделий, имеющих изоляцию из резины или пластмассы, применяется оплетка из отожженой стальной проволоки 0,3 мм диаметром с оцинковкой. Такая броня защищает от механических повреждений, в том числе, грызунами. Разрушающее усилие напряжения растяжения для этой брони составляет 343-421 МПа, при удлинении на 8 %.

Волокнистая защита

Для изготовления внешнего покрытия провода может использоваться битум и обмотка из кабельной пряжи, которая обрабатывается специальной пропиткой. Аналогичная волокнистая защита создается из штапелированной стекловаты, которая представлена пряжей, покрываемой битумным составом и мелом или слюдяной крошкой, что необходимо для предотвращения слипания провода в мотках. Отдельного обозначения в маркировке для данного вида защиты не предусмотрено.

Стойкая к горению защита кабеля представлена негорючим покрытием из совола и пека на основе каменного угля, а также пряжей из штапелированного стекловолокна. Дополнительно используется напыление против слипания провода, которое также обладает огнеупорными свойствами. Маркируется такая огнестойкая волокнистая защита как «н» в обозначении типа кабеля.

Дополнительное усиление подушки при огнеупорном внешнем покрове маркируется как «нл». Для покрытий типа Блн, П2лн и ему подобных используется состав, который не плавится при +45 ᵒС. Эти виды защиты, как и БШв, ПбШв, ПШв и другие устойчивы к воздействию открытого огня и к низким температурам. Толщина покрова при этом может составлять 1,6-3,1 мм.

Наружный покров из пластмассы

Конструкция защитного покрова из пластмассы имеет многослойное устройство, включая в себя битум, ленты ПВХ, покрытия из полиэтилентерефталата, полиамида и подобных материалов, а также шланга из ПВХ или полиэтилена. Для обозначения данного типа наружной защиты провода используется маркировка «Шп» и «Шв». В некоторых вариантах защиты (например, ПбШв и подобных) не используется битумный состав и ленты из пластмассы.

• Для обеспечения прочности толщина стенок шланга из пластмассы должна достигать 1,4-3,1 мм, при этом он должен быть герметичным и прилегать к слою битума и лентам из ПВХ без зазоров и пустот. Обмотка из лент ПЭТФ, полиамида и других материалов должна происходить с наложением на предыдущий слой на 10 мм.
• Шланг из полиэтилена должен иметь одинаковую по всей длине толщину стенок, без вмятин и трещинок.
• Прочность на разрыв при предельном удлинении шланга из полиэтилена или ПВХ должен составлять 75 % и выше от показателей, предусмотренных в соответствующих стандартах на используемые материалы.
• Касполеновый или пластмассовый защитный покров для брони силового и контрольного провода способствуют снижению способности материалов к возгоранию. Такая кабельно-проводниковая продукция используется наравне с кабелем, наружная оболочка которого представлена штапелированным стекловолокном и имеет специальную пропитку огнеупорным составом.
• Полиэтиленовый шланг отличается влагостойкостью, что позволяет использовать их в качестве защиты проводов с алюминиевой и стальной обмоткой, в том числе, сигнальных проводов.

Конструкция элементов наружных покровов

Элементы конструкции (в порядке наложения)

• битумный состав или битум или вязкий подклеивающий состав
• пропитанная кабельная пряжа или стеклянная пряжа из штапелированного волокна
• битумный состав или битум или вязкий подклеивающий состав
• покрытие, предохраняющее витки кабеля от слипания на барабане

• битумный состав, вязкий подклеивающий состав или битум
• лента полиэтилентерефталатная, поливинилхлоридная или другая равноценная
• выпресованный полиэтиленовый защитный шланг

• битумный состав, вязкий подклеивающий состав или битум
• лента полиэтилентерефталатная
• выпресованный полиэтиленовый защитный шланг

• тоже, но с поливинилхлоридным шлангом из пластиката пониженной горючести

Облегченный защитный покров

Обеспечение стойкости кабелей и проводов с изоляцией из резины к влиянию нефтепродуктов и светового излучения обеспечивается пряжей на основе хлопкового волокна. Для этих целей подходит неокрашенная или цветная крученая пряжа, толщина которой составляет от 10×2, до 18,5×2 текс (вычисляется исходя их формулы 1 текс = 1000/N, где N – номер пряжи по стандартной метрике), соответствующая ГОСТу 10878-70.

• Усиление прочности кабельно-проводниковой продукции к механическим воздействиям обеспечивается использованием обмотки из нити льна или пряжи из хлопка большой толщины. Для защиты гибкого шнура применяется матовая и глянцевая швейная нитка темных цветов или комбинированная двухцветная, соответствующая ГОСТу 6390-70, которая складывается втрое и имеет толщину 21,7×3 или 13,2×3 текс. Оптимальный угол расположения оплетки составляет от 25ᵒ до 70ᵒ. Уменьшение наклона снизит общую надежность защиты при изгибании кабеля и приведет к оголению изолированного провода. Плотность расположения нити для различного кабеля варьируется в значениях 70-80 %.
• Для провода, используемого в сложных условиях эксплуатации, нить из хлопка должна проходить дополнительную обработку, повышающую стойкость оплетки к влиянию атмосферных явлений и гнили. В качестве пропитки используется смесь битума, смол, парафина и воска. Такой защитный покров позволяет использовать провода в условиях постоянного влияния осадков, солнечного излучения. Состав, применяемый для защиты оплетки от гнили, включает в себя нафтенат меди, битум, петролатум, озокерит и другие вещества, которые исключают повреждение обмотки грибком, плесенью, насекомыми.
• Защитить кабельно-проводниковые изделия с изоляцией из резины от разрушительного воздействия нефтепродуктов – минерального масла, топлива и подобных едких веществ – а также от влияния озона, позволяет обработка защитного покрова лаком, для изготовления которого используется эфир целлюлозы. В состав такого покрытия входит смесь органических растворителей, а также разбавители с пластифицирующими добавками.
• Для повышения коррозионной стойкости кабеля с изоляцией из поливинилхлорида, используемого в авиации и при выполнении монтажных работ, в его производстве применяются этилцеллюлозные лаки, которые представлены смесью органических растворителей с пластифицирующими добавками и этилцеллюлозой.
• Стойкость обмотки их хлопка к влиянию плесени обеспечивается пропитками с антисептическими добавками – оксифенила и соединений фенола.

Устойчивые к нагреву кабели, конструкция которых предусматривает кремнийорганическую изоляцию, оплетаются стекловолокнистой пряжей. Толщина нити составляет 6,7×2, 11,8×2 или 13,3×2 текс, в соответствии с ГОСТом 8325-70. По стандарту, общий уровень замасливания стекловолокна не должен превышать значений в 1-2,5 %. Применение кремнийорганического или глифталевого лака способствует снижению уровня пыли от стекловолокна и улучшает его стойкость к трению, повышает прочность. Проводниковые изделия с такой защитой могут эксплуатироваться при температуре среды до +200 ᵒС, а при обработке суспензией Ф-4 – до +275 ᵒС.

Оплетка изоляции провода нитью с асбестовой пропиткой позволяет обеспечить огнеупорность защитного покрытия, снизить риск разрушения материалов под влиянием кислот и щелочей, а также уменьшить теплопроводность кабеля. Данный тип защиты используется при производстве кабельно-проводниковой продукции, востребованной в металлургии, где эксплуатация электрических сетей вблизи плавильных печей повышает риск оплавления кабеля. Изделие, имеющее оплетку из пряжи с добавлением асбеста, которая пропитывается битумом и имеет лаковое покрытие с кремнийорганической или грифталевой основой, подходит для установки в качестве провода вывода электрического двигателя.