КА́БЕЛЬ

КА́БЕЛЬ (голл. kabel – ка­нат, трос) элек­три­че­ский, один или бо­лее изо­ли­ро­ван­ных про­вод­ни­ков (то­ко­про­во­дя­щих жил), за­клю­чён­ных в за­щит­ную (обыч­но гер­ме­тич­ную) обо­лоч­ку. К. пред­на­зна­че­ны для пе­ре­да­чи элек­трич. энер­гии или ин­фор­ма­ци­он­ных сиг­на­лов; мо­гут про­кла­ды­вать­ся в зем­ле, возд. сре­де, под во­дой.

Осн. кон­ст­рук­тив­ные эле­мен­ты К.: то­ко­про­во­дя­щие жи­лы, изо­ля­ция и обо­лоч­ка, а так­же эк­ра­ны и за­щит­ные по­кро­вы. То­ко­про­во­дя­щие жи­лы из­го­тов­ля­ют­ся из ма­те­риа­лов с низ­ким удель­ным элек­трич. со­про­тив­ле­ни­ем (ρ ), обыч­но из ме­ди или алю­ми­ния (для ме­ди ρ со­став­ля­ет 1,72· 10^–8 Ом· м; для алю­ми­ния – 2,65·10^–8 Ом·м); мо­гут быть од­но- и мно­го­про­во­лоч­ны­ми, т. е. со­стоя­щи­ми из скру­чен­ных про­во­лок. То­ко­про­во­дя­щие жи­лы К. энер­ге­тич. на­зна­че­ния нор­ми­ру­ют­ся по се­че­нию, ко­то­рое на­хо­дит­ся в пре­де­лах от 0,75 до 2000 мм². В за­ви­си­мо­сти от ко­ли­че­ст­ва скру­чен­ных про­во­лок и спо­со­ба скрут­ки жи­лы име­ют разл. гиб­кость; вы­бор сте­пе­ни гиб­ко­сти оп­ре­де­ля­ет­ся ус­ло­вия­ми мон­та­жа и/или экс­плуа­та­ции. То­ко­про­во­дя­щие жи­лы К. те­ле­ком­му­ни­ка­ци­он­но­го на­зна­че­ния (см. Ка­бель свя­зи) нор­ми­ру­ют­ся по диа­мет­ру – от 0,32 до 6–7 мм.

Изо­ля­ция К. вы­пол­ня­ет­ся в ви­де сплош­но­го слоя ди­элек­три­ка или мо­жет быть мно­го­слой­ной, со­стоя­щей из лент. В ка­че­ст­ве ма­те­риа­ла изо­ля­ции ис­поль­зу­ют по­ли­эти­лен (в т. ч. сши­тый), пла­сти­фи­ци­ро­ван­ный по­ли­ви­нил­хло­рид (т. н. пла­сти­кат), разл. ре­зи­ны, про­пи­тан­ные спец. со­ста­ва­ми бу­маж­ные лен­ты и др. При­ме­няе­мые изо­ляц. ма­те­риа­лы, как пра­ви­ло, долж­ны об­ла­дать вы­со­ки­ми элек­трич. проч­но­стью и элек­трич. со­про­тив­ле­ни­ем, низ­ки­ми ди­элек­трич. по­те­ря­ми и ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­стью (пре­ж­де все­го это от­но­сит­ся к по­ли­эти­ле­ну и про­пи­тан­ной бу­маж­ной изо­ля­ции). Др. важ­ной ха­рак­те­ри­сти­кой яв­ля­ет­ся на­гре­во­стой­кость, под ко­то­рой по­ни­ма­ет­ся спо­соб­ность изо­ля­ции вы­пол­нять свои функ­ции при воз­дей­ст­вии ра­бо­чей темп-ры в те­че­ние вре­ме­ни, срав­ни­мо­го с рас­чёт­ным сро­ком экс­плуа­та­ции. Для б. ч. изо­ляц. ма­те­риа­лов ра­бо­чая темп-ра при дли­тель­ной экс­плуа­та­ции со­став­ля­ет 65–70 °C; для сши­то­го по­ли­эти­ле­на и спец. ти­пов ре­зин – 85–90 °C.

Эк­ра­ны К. слу­жат для по­дав­ле­ния влия­ния внеш­них элек­тро­маг­нит­ных по­лей, по­мех и на­во­док; вы­пол­ня­ют­ся из элек­тро­про­во­дя­ще­го не­маг­нит­но­го и/или маг­нит­но­го ма­те­риа­ла (напр., мед­ной лен­ты, элек­тро­про­во­дя­щих ре­зин, ком­по­зи­ций на ос­но­ве по­ли­эти­ле­на) в ви­де ци­лин­д­рич. слоя во­круг то­ко­про­во­дя­щей жи­лы, од­ной или не­сколь­ких изо­ли­ро­ван­ных жил (сер­деч­ни­ка) ли­бо в ви­де раз­де­лит. слоя разл. кон­фи­гу­ра­ции.

Обо­лоч­ка К. – сплош­ная ме­тал­лич. или не­ме­тал­лич. труб­ка, рас­по­ло­жен­ная по­верх сер­деч­ни­ка и пред­на­зна­чен­ная для за­щи­ты его от ме­ха­нич. по­вре­ж­де­ний, воз­дей­ст­вия вла­ги, све­та и др. Ма­те­риа­лом для ме­тал­лич. обо­ло­чек обыч­но слу­жат сви­нец и алю­ми­ний, в отд. слу­ча­ях медь и сталь. Обо­лоч­ки из по­ли­эти­ле­на и пла­сти­ка­та, как пра­ви­ло, пиг­мен­ти­ро­ва­ны, т. к. в них до­бав­ля­ет­ся не­боль­шое ко­ли­че­ст­во са­жи (1–2%), что при­да­ёт обо­лоч­ке по­вы­шен­ную стой­кость к те­п­ло­во­му и све­то­во­му воз­дей­ст­вию. Ре­зи­но­вые обо­лоч­ки (так­же с до­бав­ле­ни­ем са­жи) обес­пе­чи­ва­ют К. по­вы­шен­ную гиб­кость. К обо­лоч­кам из по­ли­мер­ных ма­те­риа­лов в за­ви­си­мо­сти от на­зна­че­ния К. предъ­яв­ля­ют­ся до­пол­нит. тре­бо­ва­ния (не­рас­про­стра­не­ние го­ре­ния, по­вы­шен­ные вла­го­стой­кость, мо­ро­зо­стой­кость, неф­те­мас­ло­стой­кость, озо­но­стой­кость и др.).

За­щит­ные по­кро­вы К. пред­став­ля­ют со­бой эле­мен­ты, на­ло­жен­ные по­верх изо­ля­ции, эк­ра­на или обо­лоч­ки с це­лью до­пол­нит. за­щи­ты от внеш­них воз­дей­ст­вий. Ча­стью за­щит­но­го по­кро­ва К. не­ред­ко яв­ля­ет­ся бро­ня, со­стоя­щая из сталь­ных лент ли­бо од­но­го или двух сло­ёв сталь­ной круг­лой про­во­ло­ки. Про­во­лоч­ная бро­ня так­же по­вы­ша­ет стой­кость К. к воз­дей­ст­вию рас­тя­ги­ваю­щих на­гру­зок. Для пре­до­хра­не­ния от кор­ро­зии и ме­ха­нич. воз­дей­ст­вий по­верх бро­ни мо­гут на­кла­ды­вать­ся слои­стые за­щит­ные по­кро­вы или за­щит­ный шланг (обо­лоч­ка) из пла­ст­мас­сы или ре­зи­ны. Бу­ма­ги и во­лок­ни­стые ма­те­риа­лы, вхо­дя­щие в со­став ка­бель­но­го за­щит­но­го по­кро­ва, обыч­но про­пи­ты­ва­ют­ся спец. со­ста­ва­ми.

Сре­ди К. энер­ге­тич. на­зна­че­ния осн. роль иг­ра­ют си­ло­вые ка­бе­ли, пред­на­зна­чен­ные для пе­ре­да­чи и рас­пре­де­ле­ния элек­трич. энер­гии от мес­та её про­из-ва к пром. пред­при­яти­ям, си­ло­вым и ос­ве­тит. ус­та­нов­кам, транс­порт­ным и ком­му­наль­ным объ­ек­там. В за­ви­си­мо­сти от ве­ли­чи­ны ра­бо­че­го на­пря­же­ния они де­лят­ся на К. низ­ко­го на­пря­же­ния (НН) – до 1 кВ вклю­чи­тель­но; сред­не­го на­пря­же­ния (СН) – от 6 до 35 кВ и вы­со­ко­го на­пря­же­ния (ВН) – от 110 до 500 кВ.

Рис. 1. Трёхжильный силовой кабель низкого напряжения с секторными жилами: 1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция жилы; 3 – поясная бумажная изоляция; 4 – межфазные заполнения; ...

Рис. 2. Одножильный силовой кабель на напряжение 10 кВ: 1 – токопроводящая жила; 2 – электропроводящие экраны; 3 – изоляция из сшитого полиэтилена;4 – электропроводящие влаговп...

Рис. 3. Маслонаполненный кабель высокого давления: 1 – изолированная фаза кабеля; 2 – масло; 3 – стальная труба; 4 – антикоррозионный покров.

Ка­бе­ли НН име­ют про­пи­тан­ную бу­маж­ную или пла­ст­мас­со­вую изо­ля­цию. Для К. с изо­ля­ци­ей из про­пи­тан­ных бу­маж­ных лент ме­тал­лич. обо­лоч­ка вы­пол­ня­ет­ся из свин­ца или алю­ми­ния. То­ко­про­во­дя­щие жи­лы – мед­ные или алю­ми­ние­вые, круг­лой, сек­тор­ной или сег­мент­ной фор­мы; чис­ло жил обыч­но от 1 до 5 (рис. 1). Ка­бе­ли СН име­ют ли­бо бу­маж­но-про­пи­тан­ную изо­ля­цию, ли­бо изо­ля­цию из сши­то­го по­ли­эти­ле­на (наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны). В К. с изо­ля­ци­ей из сши­то­го по­ли­эти­ле­на не обя­за­тель­но ис­поль­зо­ва­ние ме­тал­лич. обо­лоч­ки. Ти­по­вая кон­ст­рук­ция си­ло­во­го К. на на­пря­же­ние 10 кВ при­ве­де­на на рис. 2. Ка­бель­ные се­ти на на­пря­же­ние 10–35 кВ ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся при элек­тро­снаб­же­нии го­ро­дов и круп­ных пред­при­ятий. Ка­бе­ли ВН по­ми­мо элек­тро­снаб­же­ния слу­жат для вы­во­да мощ­но­сти и схем­ных со­еди­не­ний на элек­тро­стан­ци­ях. В ка­бель­ных ли­ни­ях ВН наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли мас­ло­на­пол­нен­ные К. низ­ко­го (до 0,5 МПа) и вы­со­ко­го (до 1,6 МПа) дав­ле­ния. Вы­со­кое дав­ле­ние мас­ла, про­пи­ты­ваю­ще­го бу­маж­ную изо­ля­цию в та­ких К., пре­пят­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­нию в изо­ля­ции возд. вклю­че­ний и тем са­мым по­вы­ша­ет её элек­трич. проч­ность. До нач. 2000-х гг. в отеч. прак­ти­ке осн. ви­дом си­ло­вых К. для на­пря­же­ний 110–500 кВ ос­та­ва­лись мас­ло­на­пол­нен­ные К. вы­со­ко­го дав­ле­ния в сталь­ной тру­бе (рис. 3); в на­стоя­щее вре­мя прак­ти­че­ски за­вер­шён пе­ре­ход на ис­поль­зо­ва­ние в ка­бе­лях ВН изо­ля­ции из сши­то­го по­ли­эти­ле­на.

В груп­пу К., при­ме­няе­мых для разл. ти­пов транс­пор­та, вхо­дят сиг­наль­но-бло­ки­ро­воч­ные, бор­то­вые и су­до­вые К., а так­же К. для под­виж­но­го со­ста­ва. Груп­пу К., яв­ляю­щих­ся ком­плек­тую­щи­ми для ма­шин и обо­ру­до­ва­ния, со­став­ля­ют пре­ж­де все­го си­ло­вые К. для не­ста­цио­нар­ной про­клад­ки (в осн. с при­ме­не­ни­ем ре­зи­но­вой изо­ля­ции и обо­ло­чек), К. для пи­та­ния по­груж­ных элек­тро­на­со­сов, К. для гео­фи­зич. ра­бот и др. Про­из-во К. двух по­след­них групп оп­ре­де­ля­ет­ся ди­на­ми­кой вы­пус­ка транс­порт­ных средств, ма­шин и обо­ру­до­ва­ния, в ко­то­рых эти К. при­ме­ня­ют­ся. Кро­ме то­го, су­ще­ст­ву­ет боль­шое ко­ли­че­ст­во разл. ти­пов К. для пром-сти и с. х-ва, имею­щих спец. на­зна­че­ние. Важ­ной раз­но­вид­но­стью К. энер­ге­тич. на­зна­че­ния яв­ля­ют­ся так­же кон­троль­ные ка­бе­ли.