Кабель

Ка́бель

(от голл. kabel — канат, трос)

электрический, один или несколько изолированных проводников, заключённых в герметическую оболочку, поверх которой, как правило, накладываются защитные покровы. К. применяют для передачи на расстояние электрической энергии или сигналов (высоковольтные линии электропередачи, электроснабжение промышленных предприятий, транспорта и коммунальных объектов; магистральные линии связи, городская телефонная сеть, средства радиосвязи и телевидения; подача электроэнергии к движущимся рабочим машинам — экскаваторам, врубовым и торфодобывающим машинам и т. д.; электрооборудование судов, летательных аппаратов и т. п.). Конструкция К. существенно зависит от условий его прокладки и эксплуатации (под землёй, в воде, на воздухе, в химически активных средах, при низких или высоких температурах, при повышенной влажности и т. д.).

К. любых типов имеют общие конструктивные элементы: токопроводящие жилы, изоляцию и оболочку. Токопроводящие жилы изготавливают из меди или алюминия, имеющих наименьшее (после серебра) электрическое сопротивление (удельное сопротивление электротехнической меди ρ = 1,7․10^-8ом․м, алюминия ρ = 2,9․10^‑8ом․м). В зависимости от условий эксплуатации токопроводящие жилы могут иметь различную степень гибкости, быть однопроволочными или скрученными из многих проволок. В силовых кабелях токопроводящие жилы нормируют по сечению, выбор которого зависит от передаваемой мощности. В СССР наиболее распространены сечения: 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120 и 150 мм². В кабелях связи (См. Кабель связи) токопроводящие жилы нормируют по диаметру.

Изоляция К. выполняется из сплошного, слоистого или каркасно-воздушного диэлектрика (См. Диэлектрики), отделяющего токопроводящие жилы друг от друга и от оболочки. В многожильных К. скрученные изолированные жилы дополнительно покрывают изоляцией (поясной), как правило, из того же материала, что и основная; поясная изоляция служит бандажом, придавая К. круглую форму. Изоляционные материалы должны обладать высоким электрическим сопротивлением и необходимой по условиям эксплуатации электрической прочностью при возможно меньшей толщине, а также низкими диэлектрическими потерями (tgδ), минимальной диэлектрической проницаемостью (ε) и высокой стойкостью к старению. В зависимости от условий эксплуатации к изоляции могут предъявляться дополнительные требования: негорючесть, повышенная гибкость, влагостойкость и др. Особое значение имеет нагревостойкость изоляции, т. е. способность выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надёжности, т. к. повышение верхнего предела рабочей температуры позволяет снизить габариты и массу К. В качестве изоляции наиболее распространены кабельная и телефонная бумага, резины на основе натурального и синтетического каучуков, пластмассы (полиэтилен различных модификаций, поливинилхлорид, полистирол и др.). В состав изоляции в качестве компонентов могут входить минеральные масла и масло-канифольные составы, а также некоторые инертные газы под давлением.

Оболочки в виде сплошных труб поверх изолированных токопроводящих жил служат для защиты их от механических7 повреждений, воздействия влаги, света, химических веществ. Для К., с легко увлажняемой (гигроскопической) изоляцией предпочтительно применение оболочки из свинца или алюминия — материалов с диффузионной константой, близкой к нулю. Свинцовые оболочки легко формуются при сравнительно невысоких температурах (180—220 °С) и, несмотря на многие недостатки: большая плотность (11,4 г/см³), вредность в обработке, малая вибростойкость и механическая прочность, широко используются при изготовлении К. Более перспективен для этих целей алюминий, который в 2—2,5 раза прочнее и в 3,3 раза легче свинца, более вибростоек и менее дефицитен. Однако для прессования алюминия требуется более сложное оборудование, т. к. его пластическая деформация требует значительных усилий даже при температуре 450—500 °С. Для повышения гибкости алюминиевые оболочки К. больших диаметров гофрируют. К. со сплошной пластмассовой изоляцией обычно имеют оболочки из различных поливинилхлоридов и пигментированного сажей (1—2%) полиэтилена (влагопроницаемость поливинилхлоридов в 10 раз выше, чем полиэтилена). К. с резиновой изоляцией имеют, как правило, оболочку на основе различных синтетических каучуков, придающих ей нефтемаслостойкость, негорючесть, повышенную морозостойкость, гибкость, механическую прочность.

Для защиты оболочек К. от механических повреждений и коррозии на них накладывают защитные покровы, в состав которых в большинстве случаев входят бронепокровы (броня). Чаще всего бронёй служат две стальные ленты толщиной 0,3—0,8 мм, иногда с цинковым или битумным покрытием, надёжно защищающие К. от повреждений при прокладке в земле, внутри помещений, в каналах, блоках, тоннелях. Для защиты К. от воздействия значительных растягивающих усилий на него накладывают броню из круглых (реже плоских) оцинкованных стальных проволок диаметром от 1,4 до 6 мм (обязательно при прокладке по дну водоёмов, в буровых скважинах и т. п.). Под броню и поверх неё накладывают мягкие покровы из нескольких слоев битума, пропитанной бумажной ленты или кабельной пряжи (джута). К., прокладываемые в особо агрессивных средах, в земле при наличии блуждающих токов, а также все К. с алюминиевой оболочкой, независимо от условий их эксплуатации, защищают усиленными покровами, в состав которых входит пластмассовое покрытие — ленточное либо сплошное. При прокладке в шахтах или пожароопасных помещениях К. защищают негорючими покровами (например, из стеклянной пряжи, каменноугольного пека). Для защиты К. от незначительных механических повреждений применяется панцирь из стальных оцинкованных проволок диаметром до 0,3 мм или оплётка из волокнистых материалов, пропитанных противогнилостными составами.

В СССР выпускается более 1000 типов К., маркировка, ассортимент, назначение, конструкция и характеристики которых приводятся в соответствующих стандартах. Для планирования и организации производства принята детальная классификация К. по группам с учётом общности технологических процессов. На её основе осуществляется специализация заводов и цехов по производству К. Обычно К. имеют буквенное обозначение (марку) с указанием числа, сечения или диаметра токопроводящих жил (см. таблицу). У некоторых К. дополнительно указывается значение наиболее важной характеристики (рабочее напряжение, номинальное волновое сопротивление и пр.) либо характерная конструктивная особенность (тип и количество коаксиальных пар, парная или четвёрочная скрутка и пр.). Буквы обычно обозначают название металла токопроводящей жилы, материала оболочки и изоляции, наличие и тип защитных покровов и брони, часто область применения (контрольный, судовой, для сигнализации и блокировки, монтажный и т. д.). Например, АСК 3×95—6 — силовой К. (подразумевается) трёхжильный, с алюминиевыми жилами сечением 95 мм; в свинцовой оболочке, бронированный стальными круглыми проволоками с усиленными защитными наружными покровами, на номинальное напряжение 6 кв: ТПВБГ 100×2×0,5 — телефонный К. с полиэтиленовой изоляцией, в поливинилхлоридной оболочке, бронированный стальными лентами с противокоррозионным покрытием, 100-парный с диаметром медных жил 0,5 мм.

На рис. приведены сведения о К., наиболее часто применяемых в различных областях техники, с указанием основных марок каждого типа, характеристик конструкций, основных параметров, условий прокладки, эксплуатации, преимущественной области применения, а также схематичные поперечные разрезы К.

Лит.: Брагин С. М., Электрический и тепловой расчёт кабеля, М. — Л., 1960; Бачелис Д. С., Белоруссов Н. И., Саакян А, Е., Электрические кабели, провода и шнуры (Справочник). 2 изд., М. — Л., 1963; Кабели и провода, т. 1—3, М. — Л., 1959—64; Основы кабельной техники, М. — Л., 1967; Привезенцев В. А., Ларина Э. Т., Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии, М., 1970.

В. М. Третьяков.

Особо гибкий (шланговый) кабель высокого напряжения КШВГЛ 3×95+3×10. Силовой комбинированный (3 жилы, сечением 95 мм² и 3 заземляющие жилы сечением 10 мм²) с резиновой изоляцией в двойной резиновой оболочке (шланге); наружный диаметр 69 мм; заводская длина 200 м. Для подачи электроэнергии к землеройным и горнодобывающим машинам (экскаваторам, отвалообразователям и др.) в любых погодных условиях. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка.

Маслонаполненный с центральным каналом МНСА, МССА. Одножильный с бумажной изоляцией в свинцовой оболочке, усиленной медными лентами, имеет антикоррозионный покров, канал — свёрнутая в спираль проволока из нержавеющей стали; сечение 150—800 мм²; напряжение 110—220 кв. Для соединения повышающих трансформаторов крупных электростанций с открытыми распределительными устройствами, для прокладки через водные преграды и в районах с интенсивной застройкой и т. п.; прокладывается в траншеях, тоннелях, по дну водоёмов (обязательно с проволочной бронёй толщиной до 6 мм). 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 4 — наружные защитные покровы.

Маслонаполненный в стальном трубопроводе МВДТ (высокого давления). 3-жильный с бумажной изоляцией; прокладывается в стальной трубе диаметром до 219 мм, заполненной маслом под давлением; покрыт антикоррозионными покровами; напряжение 220—500 кв; трубопровод сваривают непосредственно на трассе прокладки. Для соединения повышающих трансформаторов крупных электростанций с открытыми распределительными устройствами, для прокладки через водные преграды и в районах с интенсивной застройкой и т. п.; прокладывается в траншеях, тоннелях, по дну водоёмов (обязательно с проволочной бронёй толщиной до 6 мм). 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 4 — наружные защитные покровы.

Силовой бронированный СБ, АСБ, АБ, ААБ; без защитных покровов СБГ, АСБГ, ААБГ. 3-жильный с бумажной изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, защищенный бронёй из стальных лент (2 слоя) и покровами из джута и битума; сечение 25—240 мм²; напряжение 1—10 кв; предельная температура 80°C; заводская длина свыше 200 м. Для силовых и осветительных установок; прокладывается в земле (траншеях), по стенам зданий. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 4 — наружные защитные покровы; 5 — броня, экран.

Лифтовый шланговый кабель с несущим тросом КЛШВ-6. Особо гибкий 6-жильный, медные жилы с резиновой изоляцией; жилы скручены вокруг стального в резиновой оболочке троса (с разрывным усилием 200 кгс или 2 кн); заключён в общую резиновую оболочку; наружный диаметр 14 мм. Для лифтовых установок с высотой подъёма до 40 м; подвешивается свободно. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 6 — стальной трос.

Газонаполненный под давлением бронированный кабель ГЭСК. 3-жильный с бумажной изоляцией, экранирован бумажной металлизированной лентой и медной лентой; газ подаётся между жилами; сечение 70—150 мм²; напряжение 60—138 кв; предельная температура 70°C. Для линий электропередачи высокого напряжения; разность уровней прокладки не ограничена. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 5 — броня, экран.

Магистральный бронированный кабель связи КМБ 8/6. Комбинированный из 8 основных и 6 малогабаритных коаксиальных пар, 1 счетверённого, 8 парных и 6 одинарных проводников для служебной связи и сигнализации; изоляция — воздушная, оболочка свинцовая, бронь стальная ленточная. Для междугородных линий дальней связи и связи между пунктами на трассе. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 5 — броня, экран.

Телефонный кабель ТПП 100×2×0,5. Многопарный (100 пар медных жил диаметром 0,5 мм) с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке; экранирован гладкой или гофрированной алюминиевой лентой; электрическое сопротивление 90 ом/км; температура от -50 до 50°C; заводская длина 200—350 м. Для распределительных и соединительных линий городских телефонных сетей. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 5 — броня, экран.

Контрольный кабель КВРГ 19×1,5. Многожильный (19 жил из сплошных проволок сечением 1,5 мм²) с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке; напряжение до 2 кв; температура от -40 до 50°C; заводская длина не менее 100 м. Присоединяется к электрическим приборам и устройствам управления, защиты и связи. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка;

Каротажный бронированный кабель КОБД-4. Одножильный (сталемедный) с теплостойкой (до 80°C) резиновой изоляцией в нефтестойком резиновом шланге; броня — два повива стальной проволоки; заводская длина от 3 до 3,5 км. Для электрической разведки месторождений (каротажа) нефти, руды, угля и т. п., при бурении глубоких скважин. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 4 — наружные защитные покровы; 5 — броня, экран.

Мощный радиочастотный коаксиальный кабель РК-75-7-16. Одножильный со сплошной полиэтиленовой изоляцией в металлической оплётке, оболочка поливинилхлоридная; волновое сопротивление 75 ом, диаметр по изоляции 7 мм: температура от 40 до 70°C; заводская длина не менее 50 м. Для подвода электроэнергии к передающим антеннам и от приёмных антенн в радиоустановках. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 5 — броня, экран.

Камерный телевизионный кабель КПТ-41. Комбинированный (3 коаксиальные пары, 3 счетверённых и 19 одножильных, 1 парный и 5 отдельных) с полиэтиленовой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке, волновое сопротивление основных коаксиальных пар 75 ом; заводская длина 50 м. Для соединения передвижных телевизионных камер с источниками питания и передающей аппаратурой. 1 — токопроводящая жила; 2 — изоляция; 3 — оболочка; 5 — броня, экран.