Короткий ответ
В многожильном кабеле, несущем сбалансированную трёхфазную нагрузку, токи в жилах в любой момент складываются примерно в ноль, поэтому их магнитные поля в основном гасятся у брони. В одножильном кабеле гасить поле нечему: всё переменное магнитное поле проводника проходит через броню вокруг него. Если эта броня стальная, а значит магнитная, поле наводит вихревые токи и вызывает потери на гистерезис в проволоках. Броня греется, кабель работает горячее, чем предполагал проектировщик, и в сильноточных цепях потери могут быть большими.
Алюминий немагнитен, поэтому броня из алюминиевых проволок (AWA) избегает потерь на гистерезис и сильно снижает наведённый нагрев. Поэтому общее правило, соблюдаемое в спецификациях и на базе IEC 60502, и на базе BS, простое: многожильные бронированные кабели используют стальную проволоку (SWA) или стальную ленту (STA); одножильные кабели в цепях переменного тока — AWA.
Где используются одножильные кабели
Одножильные силовые кабели появляются везде, где жилы становятся слишком велики, чтобы обращаться с ними как с одним многожильным кабелем. Типичные случаи:
- Подключения трансформатора к главному щиту, где несколько крупных одножильных проводников на фазу идут параллельно.
- Фидеры генераторов и крупных двигателей на промышленных предприятиях.
- Фидеры среднего напряжения, где одножильные кабели в диапазоне 25–630 mm2 по IEC 60502-2 обычны рядом с трёхжильными типами; см. страницу силовых кабелей СН.
- Подключения сетевых компаний и подстанций, часто алюминиевые, освещённые на странице алюминиевых кабелей.
Во многих из этих мест кабелю также нужна механическая защита — либо потому что он закопан, идёт по открытым лоткам предприятия, либо установлен там, где по нему может ударить. Тогда и встаёт вопрос брони.
Одножильные выбираются ради обращения столько же, сколько ради электрики. Трёхжильный кабель с очень большими жилами становится настолько тяжёлым и жёстким, что его нельзя протянуть или изогнуть в щит, а нужный барабан может быть слишком велик для лёгкой перевозки. Разделение каждой фазы в собственную одножильную, иногда с двумя и более жилами на фазу параллельно, держит каждый кабель управляемым. Обратная сторона — монтажник теперь имеет три и более отдельных кабеля на цепь, каждый со своей бронёй, вводом и точкой заземления, и магнитное поведение каждой жилы надо рассматривать само по себе. Покупатели, привыкшие заказывать многожильный SWA, переносят эту привычку на одножильные позиции того же графика — именно там и появляется ошибка брони.
AWA, SWA и небронированные одножильные в сравнении
| Вариант | Цепи переменного тока | Цепи постоянного тока | Примечания |
|---|---|---|---|
| Броня из алюминиевых проволок (AWA) | Стандартный выбор, где нужна броня | Пригодна | Немагнитна; схема заземления задаётся проектировщиком |
| Броня из стальных проволок (SWA) | Избегать: магнитные потери и нагрев | Иногда используется; решение проектировщика | В случае постоянного тока переменного поля нет, но проверьте проектную спецификацию |
| Броня из стальной ленты (STA) | Избегать, та же причина | Решение проектировщика | Обычна только на многожильных кабелях |
| Небронированный с металлическим экраном | Обычен на СН | Нетипичен | Медный ленточный или проволочный экран несёт ток аварии; механическая защита от каналов или плит |
| Небронированный без экрана | Обычен на НН в каналах и лотках | Обычен (например, солнечный кабель постоянного тока) | Механическая защита от способа прокладки |
Солнечный струнный кабель постоянного тока вроде H1Z2Z2-K одножильный и обычно небронированный; см. страницу солнечных кабелей. Описанная здесь проблема нагрева относится к переменному току.
Заземление и наведённые напряжения
Даже с алюминиевой бронёй броня и металлический экран одножильного кабеля находятся в магнитном поле проводника. Если броня заземлена на обоих концах, по ней может течь циркулирующий ток и обратно через землю или броню соседних кабелей, что добавляет потери. Если она заземлена только на одном конце, циркулирующий ток прекращается, но на открытом конце появляется постоянное напряжение. Какая схема используется и применяются ли особые методы заземления на длинных трассах, решает проектный инженер, и это влияет на расчёт токовой нагрузки.
Для покупателей практических пункта два. Во-первых, размеры брони и экрана в техописании кабеля — входные данные этого расчёта, поэтому финальная спецификация должна дойти до инженера до подтверждения заказа. Во-вторых, формация укладки важна: одножильные кабели цепи укладываются вместе треугольником или в плоской формации, никогда с разделением фаз по разным каналам, а стальные части вроде вводных плат вокруг одножильной требуют той же аккуратности, что и броня. Вводные платы для одножильных кабелей переменного тока обычно немагнитны по той же причине.
Закупка кабеля AWA
Кабель AWA — более узкое изделие, чем STA или многожильный SWA. Каталог завода-партнёра за нашей страницей бронированных кабелей покрывает только броню из стальной ленты, поэтому одножильные конструкции AWA сопоставляются с заводами, ведущими линии алюминиевой проволочной брони и имеющими протоколы типовых испытаний конструкции. Офис проверяет три вещи до шорт-листа завода:
- Конструкция и стандарт: сечение и класс жилы, изоляция, подушка, диаметр алюминиевых проволок и наружная оболочка по IEC 60502-1, IEC 60502-2, BS 5467, BS 6724 или названному национальному стандарту.
- Покрытие типовыми испытаниями: отчёт о типовых испытаниях, покрывающий то же напряжение, диапазон сечений жилы и тип брони.
- Приёмо-сдаточные протоколы: сопротивление жилы по каждому барабану и, где требуется, сопротивление брони; для жил СН — частичные разряды по IEC 60885-3 и приёмо-сдаточное испытание напряжением.
Большие одножильные тяжёлые и жёсткие, поэтому длина и размер барабана планируются с монтажником: сколько метров на барабан, сколько барабанов на фазу и должны ли длины быть согласованы для параллельных участков. Варианты барабанов — на странице упаковки и барабанов.
Чек-лист для запроса
Полная одножильная бронированная позиция в запросе называет: материал и сечение жилы, номинал напряжения, изоляцию, явно «AWA», материал оболочки (PVC или LSZH), стандарт, тип цепи (переменный или постоянный ток), общие метры на сечение и длины барабанов. Многожильную сторону того же решения покрывает статья SWA против STA. MOQ и сроки для сопоставленных AWA заводов подтверждаются письменно по каждому заказу; типовые диапазоны на странице MOQ и сроков, а список кабелей можно сразу внести в форму запроса.