Основные критерии выбора кабелей для промышленных объектов

Неправильный выбор силовых кабелей грозит множеством проблем. Если не учесть технические характеристики, условия эксплуатации, нормативы, описанные в технической документации, и другие важные параметры, то можно столкнуться с перегревом, поломкой оборудования, серьёзными авариями. Потому к выбору силовых кабелей нужно подходить серьезно и учитывать все нюансы, опираясь на действующие ГОСТы.

Разновидности силовых кабелей

Силовые кабели принято разделять на виды, опираясь на:

• материал проводников;
• тип изоляции;
• назначение;
• условия эксплуатации.

Классификация по материалам проводников предполагает разделение силовых кабелей на медные и алюминиевые. Медные изделия чаще всего используются в электроснабжении, поскольку они обладают высокой степенью электропроводности и долговечностью. Эти изделия хорошо переносят растяжение, устойчивы к механическим повреждениям, а это важно при прокладке в сложных условиях.

Алюминиевые аналоги показывают менее впечатляющие результаты проводимости, однако они значительно легче и дешевле своих медных аналогов. Потому их выбирают тогда, когда требуется монтаж и использование сети в местах, где вес играет значимую роль (например, при прокладке воздушных линий электропередач).

Большинство производственных объектов используют кабели с изоляцией из различных материалов:

• ПВХ;
• СПЭ (сшитый полиэтилен);
• ЭПР (этиленпропиленовая резина).

Тип материала изоляции влияет на то, насколько устойчивым будет кабель в различных условиях эксплуатации. Например, ПВХ изоляция подойдёт для использования с кабелями, номинальное напряжение которых не превышает 1 кВ. Этот материал хорошо переносит механическое воздействие, однако высокие температуры для него нежелательны. Можно сказать, что это универсальный вариант, который подойдёт для стандартных условий без критических максимумов.

СПЭ используется для кабелей, напряжение которых равно 6 кВ и более. Отлично подходит для высоких температур, отличается низкими потерями на сопротивление, так что это оптимальный вариант для сетей, где преобладают высокие токовые нагрузки.

ЭПР применяется чаще всего для прокладки сетей там, где нужна хорошая гибкость, устойчивость к химическому воздействию и т.д. Обычно изоляцию из этого материала можно встретить в сетях электропитания для подвижных установок.

При выборе кабеля обязательно следует учитывать его назначение. Например, силовые кабели нужны для передачи и распределения электроэнергии. Их можно использовать в различных сетях, где номинальное напряжение варьируется в пределах 0,66-35 кВ. Контрольные и управляющие кабели, как нетрудно догадаться по названию, применяются для подключения оборудования управления и сигнализации на объекте. Их используют в автоматизированных системах управления (АСУ) чаще всего. Кабели с броней являются наиболее защищёнными и надёжными. Бронированный слой изготавливается из различных материалов: сталь, алюминий, медь. Такие варианты подходят для прокладки там, где высок риск механических повреждений: в земле, в тоннелях, в шахтах и т.д.

Как выбрать кабель для промышленного объекта: основные параметры и нюансы

Любая кабельная продукция, которая используется на предприятии (не только для прокладки сетей, но и для подключения оборудования), должна соответствовать определённым нормативам ГОСТ. Потому обязательно следует ознакомиться со всеми основными стандартами, отвечающими за регламентацию и условия эксплуатации кабелей с различными типами изоляции.

Одним из важнейших критериев при выборе кабеля является также номинальное напряжение и токовая нагрузка. Эти два параметра обычно объединяют и на них ориентируются при выборе сечения кабеля. Токовая нагрузка рассчитывается с учётом потребляемой мощности, а также с учётом допустимого тока для каждого типа привода:

• для медных изделий с сечением 10 мм² при температуре 30°C – 75 А (для прокладки под землей – 65 А);
• для алюминиевых изделий с сечением 10 мм² — 55 А (для прокладки по воздуху ) и 50 А (для прокладки под землей).

Немаловажным фактором являются и условия эксплуатации. Если предстоит прокладка сетей в регионах, где преобладают низкие температуры, то следует выбирать кабель, отличающийся устойчивостью к температурным перепадам. Например, можно выбрать изделия из ПВХ или ПЭ. Если прокладка будет проходить в местах, где наблюдается влияние агрессивных сред, то следует отдать предпочтение кабелям, оснащённым резиновой изоляцией. В зонах, где повышен риск получения механического воздействия, лучше применять бронированные кабели.

Пожарная безопасность играет не последнюю роль на территории промышленных объектов. И она часто зависит, в том числе, от того, насколько грамотно было проведено устройство сетей. Потому для производственных предприятий чаще всего выбирают кабели, имеющие низкие показатели дымовыделения. По сути, такие изделия не распространяют огонь в случае возникновения воспламенения. Все нормативы и требования, касающиеся пожарной безопасности кабелей, описаны в отдельном ГОСТе. Согласно этому нормативу, кабели не должны выделять при горении токсичных соединений, а также должны быть максимально устойчивыми к огню и воспламенению в целом.

Вычисление сечения

Подбор сечения и жил кабелей проводится с учётом следующих нюансов:

• Нагрев от длительного выделения тепла расчетным (рабочим) током. И ток, и температура нагрева зависят напрямую от того, из какого материала сделана изоляция жил кабеля. Сечение выбирается по таблицам ПУЭ, в которых учитывается температура жилы кабеля.
• Нагрев от краткого выделения тепла током КЗ. Здесь уже принимается во внимание сила тока, а также время его прохождения.
• Падение (потеря) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушных линий от идущего по ним тока как в нормальном, так и в аварийном режиме работы.
• Имеет значение механическая прочность. Данный показатель обусловлен механической нагрузкой на жилы и на оболочку кабеля от полной собственной массы изделия при его укладке, протяжке или подвеске. Этот параметр влияет на выбор минимально допустимого сечения жил кабеля для изготовления его на каждом напряжении. В справочных таблицах ПУЭ на каждом напряжении сечение кабелей начинается с допустимого с точки зрения механической прочности. Рассчитывается она также и при составлении плана прокладки воздушных линий. Выбирается параметр с учётом собственной массы изделия, силы ветра, массы ледяного покрова, свойственного для конкретного района или региона и т.д.

Кроме того, расчёт сечения кабеля сопровождается учётом допустимой токовой нагрузки, потери напряжения и условий прокладки и эксплуатации. Часть этих параметров определяется по таблицам, содержащимся в ГОСТах. Потери напряжения не должны превышать 5% для кабелей на напряжение до 1 кВ и 10% для кабелей, предназначенных для более высоковольтных сетей.

Что касается условий эксплуатации, то здесь важно, прежде всего, влияние химических сред, механическое воздействие, температурные условия и перепады, другие негативные воздействия внешней среды. Все расчёты должны вестись с опорой на справочные таблицы, представленные в соответствующих ГОСТах, а также на данные специализированных онлайн-калькуляторов.

Заключение

Грамотный выбор силового кабеля для любого промышленного объекта начинается, прежде всего, с детального анализа параметров нагрузки, условий эксплуатации сетей и учёта всех нормативных требований и стандартов. Подход должен быть скрупулёзным, поскольку от выбора этих изделий зависит безопасность и эффективность электроснабжения на предприятии. Лучше все сразу продумать, чтобы в дальнейшем снизить риск возникновения аварийных и нештатных ситуаций.