Способы защиты кабеля от механических повреждений

Для защиты кабельных линий от механических повреждений применяют различные методы, выбор которых зависит от условий прокладки и эксплуатации. Основные способы включают использование защитных конструкций, таких как трубы, короба, лотки, и обеспечение правильной укладки кабеля.

В населенных пунктах и на территориях предприятий электрические и информационные сети, как правило, — кабельные. Когда кабель только монтируется — его хорошо видно, но если кабель давно проложен, его обычно невозможно увидеть, поскольку он оказывается скрыт где-то внутри конструкции. И стоит начаться земляным работам или какому-нибудь ремонту, как тут же возникает угроза повреждения скрытого кабеля.

Чтобы этого не произошло, кабель защищают от механических повреждений, применяя специальные меры. Так кабель будет застрахован от нарушения его целостности, а вся структура, с которой он связан, — от перебоев в электроснабжении, коммуникации, проще говоря — от аварий.

Безусловно, существуют бронированные силовые кабели, оболочки которых, казалось бы и созданы для того, чтобы защищать внутренние проводники от механических повреждений. Но даже стальная оболочка может проиграть, окажи на нее слишком большое механическое усилие, допустим ковшом экскаватора. Оболочка кабеля в этом случае просто деформируется, а сама деформированная оболочка может запросто нарушить целостность изоляции и непосредственно проводников.

Чтобы заранее обезопасить кабель от подобных трагедий, на тех участках где наиболее вероятны строительные или земляные работы, а иногда и на всем протяжении линии, сооружают защитные конструкции: трубы, шахты, кабельные каналы и т. д. - в зависимости от материала кабеля, места его пролегания, класса напряжения и т. д.

В быту при прокладке кабеля для его механической защиты используются пластиковые кабельные каналы, пластиковые и металлические трубы, гофрированные трубы, металлорукава, специальные кабельные плинтуса. 

Для каждой ситуации характерна своя категория средств защиты кабеля от механических повреждений

Для разных мест пролегания кабеля — разная защита

Подземные защитные средства применяют для кабельных трасс, проложенных (согласно ПУЭ 2.3.83) в местах вероятных земляных работ на глубине более 1,2 метров, причем защита устанавливается не по всей длине кабеля, а лишь на уязвимых участках и в тех местах, где высок риск воздействия на людей шагового напряжения.

Защитные средства наружной установки применяются для кабелей, проложенных на опорах либо по стенам зданий. Обычно к таким кабелям относятся слаботочные информационные кабеля либо электропроводка.

Если же кабель проложен внутри стены, то применяется защита внутренняя, монтируемая также внутри стены вместе с кабелем. В этом случае строительные, монтажные или ремонтные работы в здании не повредят кабель.

Подземные кабели комплектуются не только защитной металлической оболочкой, но также требуют применения довольно толстого слоя сыпучих материалов, поскольку именно подземные кабели сложнее всего монтируются, и в случае потребности в ремонте, дело обернется существенными материальными затратами.

Поэтому подземный кабель никогда не размещают в полой траншее, его устанавливают на некотором расстоянии от ее стенки, а если кабелей несколько, то выдерживают определенную дистанцию между ними. Так, если в одном месте кабель окажется поврежден, то соседний кабель вряд ли пострадает, а поврежденное место, будучи локализовано, может быть отремонтировано.

Материалы защищающие кабель

Наиболее прочными средствами механической защиты кабеля выступают железобетонные плиты или кирпичная кладка. Сверху над подземной линией могут даже располагаться какие-нибудь сооружения или проходы, данные материалы это позволяют.

Металлическая защита обычно применяется для небронированных кабелей. Такая защита представляет собой цельные либо перфорированные конструкции, иногда многоцелевого назначения.

Полимерные материалы допускаются только для защиты кабелей внутренней установки, ибо снаружи им грозит разрушительное воздействие ультрафиолета, влаги и т. д.

« Подписывайтесь на наши каналы в Telegram: Школа для электрика и Электрика, электромонтажные работы

Если кабель установлен неподвижно глубоко под землей или снаружи здания, где ему принципиально не грозит динамическая нагрузка, применяют асбестовые и керамические защитные средства. Данные материалы также полезны для кабелей установленных в агрессивной внешней среде.

Если в месте пролегания кабеля часто ходят люди, то наиболее приемлема стандартная металлическая защитная конструкция, способная к небольшой деформации и отличающаяся высокой прочностью. Но есть у нее и недостаток — склонность к коррозии. Поэтому металлическая броня требует регулярного контроля.

Конструктивное исполнение защиты

Наиболее крупными по размеру защитными конструкциями для кабелей являются подземные тоннели (галереи, эстакады). Внутри них могут находиться несколько десятков кабелей, расположенных статично на специальных кронштейнах. Кроме кабелей внутри такого тоннеля могут проходить водопроводные, вентиляционные, канализационные и другие трубы.

Внутри зданий для защиты кабелей применяют шахты. Кабель в шахте получается не только защищен, но и поддерживается на всем его протяжении.

Перфорированные каналы и перекрытия плит также подходят для защиты силовых, слаботочных и информационных кабелей в зданиях.

Снаружи проложенный участок кабеля может быть надежно защищен металлической или асбестовой трубой. Участки же кабелей проложенные внутри зданий защищают полимерными трубами. Данные трубы часто гофрированные, позволяющие не только безопасно протянуть кабель через отверстие, но и придать кабелю и его оболочке изогнутую форму по пути следования кабеля.

Когда кабель необходимо просто физически оградить, если он находится в неагрессивной среде, и динамической нагрузки особо нет, то подойдет лоток из сплошного или перфорированного материала, служащий своеобразной направляющей.

Специальные кабельные лотки и каналы используются также при монтаже кабелей в зданиях:

Наконец, для того чтобы обозначить пролегание подземного кабеля, используют сигнальные ленты. Данные ленты своим наличием показывают рабочим, ведущим раскопку, что здесь находится кабель.

Требования к элементам защиты и ее исполнению

Подземные кабели необходимо защищать более надежно. Здесь требуется песчаная (или подобная) подушка, на которую затем укладываются плиты. Если напряжение защищаемой линии более 35 кВ, то толщина плиты менее 50 мм недопустима.

При меньшем рабочем напряжении вместо плиты может быть уложен кирпич из обожженной глины без отверстий. Такие решения выполняют не только защитную, но и сигнальную функцию подобно ленте.

Кабель при укладке никогда не натягивают и сильно не извивают, его укладывают свободно, чтобы деформация от изменений температуры и движения грунта не создала опасных натяжений.

Будучи проложен под магистральным дорожным полотном или даже под грунтовой дорогой, кабель обычно защищается металлической трубой. Сталь или асбест в данном случае защитят кабель при просадке грунта. В данных условиях в одной трубе монтируется всегда только один кабель, а если кабелей несколько, то и труб может быть несколько.

Защитная сигнальная лента размещается не менее чем в 250 миллиметрах от изоляции кабеля, а также выступает не менее чем на 50 миллиметров с каждой стороны над ним. Над местами пересечений и над соединительными муфтами лента не укладывается, чтобы не создавать помех в случае ремонта. Кирпичный защитный слой, в отличие от ленты, укладывается определенным образом в зависимости от ширины траншеи.

Таблица ниже систематизирует способы механической защиты кабеля по типам конструкций, условиям применения и ключевым характеристикам.

Методы защиты кабеля

Требования к монтажу

Практические и сложные вопросы по защите кабеля

Почему даже бронированные кабели нуждаются в дополнительной защите?

Стальная оболочка не гарантирует защиту при чрезмерных механических нагрузках. При деформации оболочки (например, удар ковшом экскаватора) повреждается внутренняя изоляция проводников, хотя сама оболочка остается целой. Поэтому бронирование — это только первый уровень защиты.

Как правильно укладывать несколько кабелей в одной траншее?

Кабели не должны касаться стен и друг друга; между ними выдерживается определённая дистанция. Это предотвращает распространение повреждения на соседние кабели и позволяет локализовать место аварии для ремонта без нарушения всей линии.

Почему кабель укладывают свободно, а не натягивают?

Деформации от температурных колебаний и движения грунта при натянутом кабеле создают опасные механические напряжения, которые могут повредить изоляцию изнутри. Свободная укладка позволяет кабелю адаптироваться к внешним воздействиям.

Какой материал выбрать для защиты в агрессивной среде?

Асбестовые или керамические трубы применяются для статично установленных глубоких кабелей в агрессивной внешней среде. Полимеры разрушаются УФ и влагой, металл корродирует, а эти материалы устойчивы.

Почему сигнальная лента не укладывается над муфтами и пересечениями?

Муфты и соединения — точки повышенного риска. Лента не должна препятствовать доступу к ним при диагностике и ремонте. Полная её замковка создала бы дополнительные трудности при поиске и устранении дефектов.

Можно ли использовать одну трубу для нескольких кабелей, проложенных под дорогой?

Нет. Под дорогами (особенно магистральными) — всегда один кабель на трубу. Это обеспечивает максимальную защиту при просадке грунта и упрощает аварийный ремонт без затрагивания соседних кабелей.

Как выбрать между шахтой и лотком для внутридомовой прокладки?

Шахта обеспечивает полную защиту и поддержку на всем протяжении, подходит для силовых кабелей высокого напряжения. Лоток — для менее критичных условий (информационные, слаботочные кабели) и неагрессивной среды. Перфорированные каналы сочетают гибкость обоих подходов.

Какие параметры защиты регламентирует ПУЭ?

ПУЭ 2.3.83 определяет минимальную глубину (>1,2 м) для подземных кабелей в зонах земляных работ. Также нормируются толщина защитных плит, требования к песчаной подушке, расстояния между кабелями и размеры сигнальных лент.

Почему полимерные материалы допускаются только для внутренней установки?

Полимеры разрушаются под воздействием ультрафиолета, влаги и колебаний температуры. На открытом воздухе они теряют прочность за 2–3 года. Внутри зданий, защищённые от УФ, служат 20+ лет.

Как соотносятся стоимость и надёжность разных методов защиты?

Железобетонные плиты — наиболее затратные, но и самые надёжные (срок >50 лет). Металлические конструкции — оптимальный баланс цена/надёжность, но требуют контроля коррозии. Полимеры — экономичные для внутренних сетей, но недолговечны на улице.

Как правильно рассчитать глубину прокладки кабеля, чтобы избежать необходимости в дополнительной защите?

Согласно ПУЭ, при прокладке на глубине 1,0–1,2 м кабели (кроме городских электросетей) допускается не защищать от механических повреждений. Это экономит материальные затраты на защитные конструкции. Для напряжения до 20 кВ минимальная глубина 0,7 м, от 20 до 35 кВ — 1,0 м. Однако в местах пересечения улиц и площадей глубина должна быть не менее 1,0 м независимо от напряжения. При пахотных землях кабели 10 кВ закладываются на 1,0 м, позволяя использовать земельную полосу под посевы. Критично: глубина не должна отклоняться от проектной более чем на ±10 см и должна систематически контролироваться при укладке.

Почему кабели, проложенные вертикально и в местах доступа персонала, требуют защиту на высоту 2 м и почему это отличается от подземной защиты?

Кабели на открытых участках в зданиях, у основания сооружений и по стенам должны быть защищены на высоту минимум 2 м от уровня пола (по СНиП 3.05.06–85). Это обусловлено риском повреждения при передвижении автотранспорта, грузов, механизмов и доступности для неквалифицированного персонала. При вертикальной прокладке дополнительно необходимо предотвратить деформацию оболочек и нарушение соединений под собственным весом кабеля. В местах жесткого крепления используются эластичные прокладки. Для подземных кабелей защита глубже (0,3 м в земле) из-за иного характера механических нагрузок (давление грунта, динамика) и работ (земляные, строительные). Надземная защита критична для видимости и доступности для ремонта.

Смотрите также: Нагревостойкость и огнестойкость кабеля и провода, негорючая изоляция

Андрей Повный