Короткий ответ: ключевое свойство уличного кабеля
Ключевое свойство кабеля для открытого воздуха — сочетание УФ-стойкой оболочки и способности сохранять эластичность при отрицательных температурах. Обычный кабель с серой или белой ПВХ-оболочкой без УФ-стабилизаторов под прямым солнцем растрескивается за 2–3 года. Для улицы подходит оболочка из светостабилизированного сшитого полиэтилена, полиуретана или чёрного ПВХ с сажевым наполнителем.
Для воздушных линий электропередачи до 1 кВ применяют самонесущие изолированные провода (СИП) с изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена. Они рассчитаны на эксплуатацию от минус 60 °C до плюс 50 °C, стойки к УФ, дождю и обледенению. Для кабельных линий, прокладываемых по стенам зданий, эстакадам и открытым лоткам, применяют кабели с индексом «УФ» в маркировке или с чёрной полиэтиленовой оболочкой. Для монтажа при отрицательных температурах дополнительно проверяют минимальную температуру прокладки: у СИП она составляет минус 20 °C, у кабелей в исполнении ХЛ — до минус 30 °C.
Какие воздействия должен выдерживать кабель
Для климата Казахстана опасны не только морозы. Кабель на открытом воздухе подвергается комплексу воздействий.
| Условие | Риск для кабеля | Что требуется от кабеля |
| Солнечное и УФ-излучение | Старение оболочки, растрескивание, оголение жил | УФ-стабилизированная оболочка (сшитый полиэтилен, чёрный ПВХ с сажей, полиуретан) |
| Низкая температура эксплуатации | Охрупчивание изоляции и оболочки | Материалы, сохраняющие эластичность при минус 40–60 °C |
| Низкая температура монтажа | Разрушение изоляции при прокладке и изгибе | Минимальная температура монтажа не выше минус 20 °C (СИП) или минус 30 °C (ХЛ) |
| Дождь, снег, обледенение | Увлажнение изоляции, механическая нагрузка от наледи | Герметичная конструкция, стойкость к атмосферным воздействиям |
| Ветер и механические нагрузки | Растяжение, излом, повреждение оболочки | Несущая жила (СИП), броня или упрочнённая оболочка |
| Грызуны | Повреждение оболочки | Броня из стальных лент или проволок |
Воздействие прямого солнечного излучения в течение всего срока службы не должно быть более 2000 ч для кабелей без специального исполнения «УФ». Кабели в исполнении «УФ» могут прокладываться на открытом воздухе без защиты от прямого солнечного излучения. Стойкость к УФ подтверждается испытаниями по ГОСТ 20.57.406-81 (метод 211-1).
Какая конструкция обеспечивает защиту
Защиту от воздействий открытого воздуха обеспечивают материалы оболочки и изоляции, а также конструктивные элементы.
Изоляция. Для уличных кабелей применяют изоляцию из сшитого полиэтилена (XLPE), светостабилизированного сшитого полиэтилена или этиленпропиленовой резины (EPR). Эти материалы сохраняют диэлектрические свойства и гибкость при отрицательных температурах и не разрушаются под действием УФ. Обычный ПВХ-пластикат для изоляции при минус 30 °C становится хрупким.
Оболочка. Для наружной оболочки уличных кабелей применяют светостабилизированный сшитый полиэтилен чёрного цвета, полиуретан, чёрный ПВХ с сажевым наполнителем или резиновые смеси на основе изопренового каучука. Чёрный цвет обеспечивает защиту от УФ, так как сажа поглощает ультрафиолет. Светлый ПВХ без УФ-стабилизаторов для открытой прокладки не подходит. Кабель NYY-J с чёрной ПВХ-оболочкой стойкий к УФ-лучам и применяется на открытом воздухе.
Броня. Стальные ленты или оцинкованные проволоки защищают кабель от механических повреждений и грызунов. Для прокладки в земле без трубы броня обязательна. Для подвеса по воздуху броня не требуется, если кабель имеет несущий элемент.
Гидрофобное заполнение. Заполнение промежутков между жилами гидрофобным составом предотвращает распространение влаги вдоль кабеля при повреждении оболочки. Для кабелей, работающих в условиях перепада температур и влажности, это важный элемент.
Если кабель должен не распространять горение или сохранять работоспособность при пожаре, к уличному исполнению добавляют индексы нг, LS, HF или FR. Комбинации этих свойств разобраны в материалах: таблица отличий LS, HF, LSLTx, FRLS и FRHF и огнестойкий и не распространяющий горение кабель.
Как выбрать подходящий кабель
Алгоритм выбора строится от условий эксплуатации к конкретному исполнению.
- Определить тип линии. Воздушная линия электропередачи до 1 кВ — применяют СИП. Кабельная линия по стенам, эстакадам, открытым лоткам — применяют кабель с УФ-стойкой оболочкой.
- Определить диапазон температур эксплуатации. Для Казахстана зимние температуры достигают минус 40–45 °C в северных и центральных регионах. СИП рассчитаны на минус 60 °C, кабели с чёрной полиэтиленовой оболочкой — на минус 40–60 °C в зависимости от конструкции.
- Определить минимальную температуру монтажа. СИП допускают монтаж при температуре не ниже минус 20 °C. Кабели в исполнении ХЛ — до минус 30 °C. При более низкой температуре требуется предварительный подогрев.
- Проверить УФ-стойкость оболочки. Для открытой прокладки оболочка должна быть светостабилизированной. Кабели с индексом «УФ» в маркировке прошли испытания на стойкость к солнечному излучению. СИП имеют изоляцию из светостабилизированного сшитого полиэтилена.
- Учесть механические нагрузки. Для воздушных линий СИП имеют несущую жилу из алюминиевого сплава. Для кабельных линий на открытых площадках применяют бронированные кабели или кабели с упрочнённой оболочкой.
- Проверить пожарные характеристики. Если кабель прокладывается в зданиях или на объектах с требованиями пожарной безопасности, добавляют индексы нг, LS или FR. Свойства дымообразования и токсичности продуктов горения проверяются отдельно: дым, галогены и токсичность кабеля.
Для воздушных линий до 1 кВ выбор между СИП и неизолированным проводом определяется требованиями к надёжности и безопасности. Сравнение приведено в материале: СИП или неизолированный провод: что выбрать для воздушной линии. Правила прокладки СИП и нормы монтажа описаны в статье прокладка самонесущего изолированного провода.
Где применяется
Воздушные линии электропередачи до 1 кВ. Ответвления от воздушных линий к вводам в здания, прокладка по стенам зданий и инженерным сооружениям. Применяют СИП-2 и СИП-4 с изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена.
Наружные трассы по стенам и эстакадам. Кабели, прокладываемые по фасадам зданий, открытым лоткам и эстакадам, подвергаются УФ-излучению и осадкам. Применяют кабели с чёрной полиэтиленовой оболочкой или в исполнении «УФ».
Промышленные объекты и нефтегазовые площадки. На открытых площадках месторождений Казахстана кабели работают при температурах до минус 40 °C и ниже. Применяют кабели в исполнении ХЛ с резиновой или полиэтиленовой оболочкой, бронированные для защиты от механических повреждений.
Строительные площадки и передвижные механизмы. Кабели КГ-ХЛ и аналогичные применяют для питания передвижного оборудования. Они сохраняют гибкость при минус 60 °C и стойки к УФ.
Освещение и обогрев открытых площадок. Для питания наружного освещения, систем обогрева и другого оборудования на улице применяют кабели с УФ-стойкой оболочкой и защитой от влаги. Выбор между медной и алюминиевой жилой влияет на допустимый ток и падение напряжения. Устройство и характеристики силового кабеля описаны в отдельном материале: силовой кабель: устройство, виды, характеристики.
Типичные ошибки
Использовать кабель ВВГ или ВВГнг для открытой прокладки без защиты. Серая или белая ПВХ-оболочка без УФ-стабилизаторов под прямым солнцем растрескивается за 2–3 года. Для открытой прокладки требуется кабель с чёрной УФ-стойкой оболочкой или защита в виде трубы, гофры, короба.
Считать любой морозостойкий кабель пригодным для монтажа при сильном морозе. Температура эксплуатации и температура монтажа — разные параметры. СИП работают при минус 60 °C, но прокладка без подогрева допускается только до минус 20 °C. Монтаж при более низкой температуре приводит к растрескиванию изоляции.
Игнорировать УФ-стойкость при выборе кабеля для воздушной линии. Кабель, предназначенный для подземной прокладки, может не иметь УФ-стабилизации. При открытой прокладке оболочка разрушается под действием солнечного излучения. Для воздушных линий применяют СИП со светостабилизированным сшитым полиэтиленом.
Путать исполнение ХЛ и ЭХЛ. ХЛ рассчитан на монтаж до минус 30 °C, ЭХЛ — до минус 40 °C. Для условий, где прокладка выполняется при минус 35 °C, ХЛ не подходит, требуется ЭХЛ или предварительный подогрев.
Выбирать кабель только по обозначению без проверки документации. Разные производители применяют разные материалы и указывают разные температурные диапазоны для одного и того же климатического исполнения. Конкретные значения проверяют по техническим условиям и паспорту кабеля.
FAQ
Какой кабель можно прокладывать на улице без защиты?
Без защиты от прямого солнечного излучения можно прокладывать кабели в исполнении «УФ», СИП с изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена, а также кабели с чёрной полиэтиленовой или полиуретановой оболочкой. Кабели с серой или белой ПВХ-оболочкой без УФ-стабилизаторов требуют защиты в виде трубы, гофры или короба.
При какой температуре можно монтировать СИП?
Минимальная температура монтажа СИП-2 и СИП-4 составляет минус 20 °C. При более низкой температуре прокладка без предварительного подогрева не допускается. Температура эксплуатации СИП — от минус 60 °C до плюс 50 °C.
Чем отличается температура эксплуатации от температуры монтажа?
Температура эксплуатации — это диапазон, в котором кабель может работать после монтажа, когда изоляция уже не деформируется, а ток греет жилу. Температура монтажа — это температура, при которой можно гнуть и прокладывать кабель, пока изоляция сохраняет пластичность. Эти параметры различаются: СИП эксплуатируются при минус 60 °C, но монтируются при температуре не ниже минус 20 °C.
Что делать, если нужно проложить кабель при температуре ниже допустимой?
Применяют предварительный подогрев кабеля до температуры не ниже допустимой для монтажа. Подогрев выполняется в отапливаемом помещении или с использованием специального оборудования. Альтернатива — применение кабеля в исполнении ЭХЛ, если его минимальная температура монтажа соответствует условиям.
Как проверить, что кабель стойкий к УФ?
Стойкость к УФ подтверждается испытаниями по ГОСТ 20.57.406-81 (метод 211-1). Кабели в исполнении «УФ» имеют соответствующий индекс в маркировке. Для СИП УФ-стойкость обеспечивается изоляцией из светостабилизированного сшитого полиэтилена. Конкретные данные проверяют по техническим условиям и паспорту кабеля.
Источники
- ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды» — действует — официальный текст на meganorm.ru — классификация климатических исполнений, включая ХЛ и УХЛ.
- ГОСТ 31946-2012 «Провода самонесущие изолированные и защищённые для воздушных линий электропередачи» — действует — официальный текст на meganorm.ru — требования к СИП, температурные диапазоны, УФ-стойкость.
- ГОСТ 20.57.406-81 «Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний» — действует — метод 211-1 «Испытание на стойкость к воздействию солнечного излучения».
- ГОСТ Р 50571.5.52-2011/МЭК 60364-5-52:2009 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки» — действует — официальный текст — требования к защите кабелей от УФ-излучения, условия прокладки на открытом воздухе.
- ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ» — действует — официальный текст стандарта — требования к конструкции силовых кабелей, климатические исполнения.
- Правила устройства электроустановок Республики Казахстан 2015 г. в редакции приказа Министра энергетики РК от 31.10.2022 №340 — действует — ИПС «Әділет», adilet.zan.kz — требования к прокладке кабелей в различных условиях, применение СИП на воздушных линиях.
- Технические условия на кабели КГ-ХЛ, СИП-2, СИП-4 — действуют — техническая документация производителей — температурные диапазоны эксплуатации и монтажа, УФ-стойкость.
