Наше время называют веком информации. Интернет, телевидение, мобильные устройства — все они нацелены на сближение людей, пытаются донести до нас все больше и больше новостей. И каждое из этих устройств в той или иной мере связано с потребителем благодаря проводу, по которому передается электроэнергия и проходят мегабайты информации.

О проводах

Не касаясь истории возникновения проводов, хотя она и сама по себе интересна и поучительна, необходимо отметить, что созданы разнообразные их виды. Здесь лучше всего начать с определения и с терминологии:

• провод или электрический провод — изделие, содержащее одну или больше скрученных между собой проволок (изолированных жил), покрытых неметаллической оболочкой (изоляция);
• кабель —
• содержит одну или более изолированных жил, заключенных в защитный покров.. По сути дела, кабель является сборной единицей.
• .

Исходя из определений, у этих изделий, их еще называют кабельно-проводниковая продукция (КПП), два основных элемента — токопроводящая жила и изоляция. Именно особенности их конструкции, а также используемый при изготовлении материал, определяют все многообразие КПП. Однако следует выделить две группы:

• силовые;
• монтажные.

Первые предназначены для прокладки линий передачи и распределения электроэнергии, вторые — для организации обмена информацией между отдельными устройствами, в том числе расположенными удаленно. И в каждой из этих групп свои требования, причем они со временем только ужесточаются. Как и условия, в которых приходится работать КПП.

О токопроводящих жилах

Чтобы лучше понимать перспективы развития, достоинства различных видов проводов и кабелей, давайте рассмотрим их основные составные части. Для токопроводящих жил обычно используют алюминий и медь. Их назначение — передача с минимальными потерями электрического тока от источника к потребителю. Конструктивно они могут быть однопроволочные или многопроволочные.

Про алюминиевые токопроводящие жилы

Алюминий — прекрасный токопроводящий материал, одно время он использовался очень широко, но сейчас сдал свои позиции. Причины этого позволит понять приведенная ниже таблица.

Таблица 1

Достоинства и недостатки алюминиевых проводов

Достоинства

Недостатки

1. Алюминиевые провода легче медных 2. Цена на алюминий ниже, чем на медь

1. Жилы сечением до 10 мм2. Могут быть только однопроволочными, а значит, не допускают изгиба под острым углом. 2. Стойкость алюминия к внешним воздействиям определяется пленкой окисла на его поверхности. При постоянном протекании электрического тока и нагреве провода из-за этой пленки ухудшается электропроводность. А это значит, что алюминиевые провода нуждаются в дополнительном обслуживании. 3. Алюминий — материал аморфный, и со временем он может «течь». Такое его поведение приведет к тому, что крепление зажатых проводов ослабнет, т.к. алюминий просто «вытечет» из-под зажимов. 4. Пайка алюминия возможна только с использованием специального флюса. 5. Плохая очистка алюминия в производстве ухудшает его проводимость. Использование проводов такого материала может привести к опасным последствиям

Все это стало причиной того, что ПУЭ (Правила устройства электроустановок), один из основополагающих документов, оговаривающий использование проводов и кабелей, наложил запрет на применение в бытовых условиях алюминиевых проводов сечением меньше 16 мм². Кроме того, необходимо учесть, что они нуждаются в периодическом уходе и обслуживании.

Про медные токопроводящие жилы

Самый распространенный материал при производстве КПП. Его достоинства и недостатки приведены ниже в таблице.

Таблица 2

Достоинства и недостатки проводов из меди

Достоинства	Недостатки
1. Проводимость гораздо выше, чем у алюминиевых проводов (в 1,7 раза). 2. При пайке не требуется применения специальных флюсов. 3. Отличаются высокой гибкостью и пластичностью, допускают неоднократные перегибы и прочие виды деформации.	1. Высокая цена, дороже, чем у алюминия. 2. Значительный вес, одинаковая с алюминием по длине и сечению бухта провода окажется тяжелее в 3 раза. 3. На открытом воздухе медь окисляется.

Все это привело к тому, что хотя медь и более дорогой материал, использовать его гораздо выгоднее. Провода получаются долговечнее, не требуют специальных знаний и материалов при монтаже и не нуждаются в дополнительном обслуживании.

Изоляция в проводах выполняет множество функций, но одна из основных — защита. Она должна предохранять токопроводящую жилу от воздействия внешних факторов, таких как:

• температура, солнечная радиация, биологически активная среда и многие другие;
• механические повреждения, возникающие в процессе эксплуатации, транспортировки и монтажа проводов;
• контакты с другими проводящими элементами, способными повлиять на работоспособность.

Существует еще целый ряд факторов, сказывающихся на качестве передачи и распределения электроэнергии, а также прохождения электрических сигналов. Но мы не будем сейчас рассматривать их все, хотя к некоторым вопросам, касающимся изоляции, вернемся немного позже. А сейчас затронем те материалы, которые применяются для этих целей.

Используемые материалы

В целях защиты проводящей жилы могут использоваться многие материалы, часть из них уже устарели, другие применяются ограниченно или для специзделий, так что перечислить их все будет достаточно затруднительно. Но тем не менее, стоит упомянуть такие:

• Поливинилхлорид (ПВХ), широко распространенный материал, отличается невысокой стоимостью, износоустойчивостью, не горюч, устойчив к воздействию агрессивных веществ. Не выдерживает монтаж без предварительного нагрева при температуре ниже минус 20ºС, выделяет едкие вещества при нагревании.
• Резина, обеспечивает гибкость проводов, устойчива к пониженным температурам.
• Полиэтилен. Отличается хорошими диэлектрическими свойствами, выдерживает пониженные температуры, устойчив к воздействию агрессивных веществ. К недостаткам стоит отнести плохую гибкость.

Это традиционные, широко используемые материалы. Номенклатура их благодаря достижениям науки и техники постоянно расширяется. Сейчас в производстве применяются этиленпропиленовая резина, полиуретан, фторполимеры. Эти материалы позволяют придать КПП новые возможности и расширить их применение.

Так, этиленпропиленовая резина обеспечивает более высокую гибкость с одновременной повышенной водостойкостью. А полиуретан улучшает сопротивляемость оболочки к истираниям и механическим повреждениям. Отдельно необходимо коснуться фторопластов. Они обеспечивают стойкость практически ко всем агрессивным средам, а также к воздействию температур.

Дополнительные элементы защиты и изоляции

Среди них стоит выделить такие элементы как экран и броня.

1. Экран, располагаемый поверх токопроводящих жил, предназначен для повышения помехоустойчивости изделия. Он исключает как влияние помех извне на передаваемую по проводам информацию, так и распространение помех от сигналов, проходящих по линиям передач.
2. Броня обеспечивает дополнительную защиту провода от механических воздействий. Она бывает ленточной и проволочной. Необходимость в такой защите кабеля возникает при его прохождении в местах, где имеется подвижка грунта, например на путепроводах, мостах или иных подобных сооружениях.

Сейчас нас интересует ближайший период — несмотря на обширную номенклатуру выпускаемых проводов, к 2000 году на рынке КПП сложилась довольно интересная ситуация.

Были разработаны и серийно выпускались провода для изделий спецтехники, но они оказались достаточно дороги и малодоступны широким кругам потребителей. Существовал ряд проводов, успешно применяемых в различных отраслях, но характеристики их уже устарели. К таким изделиям можно отнести кабель КВВГ.

Но в то же время развитие промышленности потребовало использования КПП в новых условиях. В первую очередь — в нефтегазовой промышленности. А это требовало значительного расширения характеристик проводов, исходя из условий нового их применения. Требовались изделия, способные выдерживать как низкие температуры, так и высокие, более того — они должны быть сертифицированы под эти сферы промышленноссти..

И в 2005 году появился провод МКЭШВ, а затем Компания НПП «Интех» разрабокала кабель — МКПс. Последний предназначался для автоматизации предприятий нефтегазового сектора и представлял собой витые пары, тройки, четверки с возможностью как общего, так и индивидуального экранирования. Был предусмотрен их выпуск как с ленточной, так и проволочной броней.

Дальнейшим развитием стало появление в 2012 году кабелей КуПе. Кабели этой линейки устраняли выявленные недостатки и учитывали опыт строительных и монтажных организаций по использованию аналога. И здесь надо коснуться еще одной особенности, сложившейся на рынке кабельной промышленности. Оказалось, что не существует изделий, способных работать в условиях опасного производственного объекта (ОПО).

Говорить о том, что его характеристики соответствуют требованиям НТД (нормативно-технической документации), наверное, излишне. Почти вся продукция подобного типа подлежит сертификации. А вот о тех дополнительных возможностях, которыми обладает современный монтажный кабель, поговорить стоит. Он открывает перед разработчикам РЭА интересные перспективы. И оценить их можно на примере монтажного кабеля ИнСил, одной из последних разработок НПП «Интех».

Безопасность прежде всего

Условия, складывающиеся на ОПО, сложны и многообразны. Тут могут присутствовать взрывоопасные вещества и газы, различные окисляющие, токсичные материалы. Взрывоопасные смеси могут образовываться и в процессе производства, например при переработке растительного сырья. Окружающая обстановка может отличаться повышенной температурой, возникающей при транспортировке расплавленного металла.

Применение изделия в таких условиях подтверждается сертификацией на безопасность. И кабель ИнСил подобные испытания прошел. Так что возможность работать в условиях ОПО — значительное преимущество кабелей линейки ИнСил.

О пожарной безопасности

Такие требования сейчас являются основополагающими для большинства изделий КПП. К современному монтажному кабелю предъявляется целый ряд требований, которые сводят к минимуму его пожарную опасность. Среди них можно отметить такие:

• огнестойкость кабеля (fire resistance) — способность кабеля сохранять работоспособность во время воздействия (и после него) открытого пламени. Подобное свойство маркируется индексом FR;
• нераспространение горения — к этой группе относятся те изделия, горение которых прекращается после удаления огня. Основное их назначение — не способствовать распространению пламени. Маркируется такое свойство индексом нг;
• сниженное дымообразование, обозначаемое как LS. Характеризует свойство кабелей не выделять дым, который затрудняет обзор и работу пожарных;
• безгалогенный кабель, маркируемый как HF. Продукты дымообразования и газовыделения подобных изделий содержат незначительное количество хлора и прочих галогенов, которые вызывают повышенную коррозию оборудования.
• С низкой токсичностью продуктов горения. LTx

Это далеко не все требования, которым должен соответствовать монтажный кабель в пожаробезопасном исполнении, их гораздо больше, но и уже озвученные характеристики КПП позволяют понять, насколько ответственно стоит подходить к выбору изделий для применения в системах автоматизации, безопасности и охраны объектов. И всем требованиям соответствуют кабели линейки ИнСил.

О влиянии окружающей среды

Кабель должен работать везде и всегда. И хотя подобное возможно не повсеместно, но предпосылки для этого есть. Все кабели выпускаемые НПП ИНтех, в исполнении ХЛ могут эксплуатироваться. при температуре минус 60 ºС, КуПе, МКПс. Тот же самый ИнСил в исполнении АХЛ способен работать при температуре до минус 88 ºС, чего не могут другие провода. Нельзя обойти и возможность монтажа кабеля без предварительного подогрева. И если раньше такие работы выполнялось при температуре минус 20ºС, то сейчас порог значительно сместился. А это означает снижение затрат на монтажные работы и ускорение сроков их проведения.

Чем чревато воздействие отрицательных температур? Оно вызывает отвердение изоляции, или как ещё говорят, она «дубеет». Следствием будет ее растрескивание при повышенных нагрузках, изгибах, воздействии вибрации. Порой достаточно образования микротрещин, в которые со временем попадет вода, а это в конце концов приведет к отказу.

Тем не менее, использование новых изоляционных материалов позволило снизить порог работы изделия до минус 60ºС.

То же самое относится и к воздействию повышенных температур. Современные монтажные кабели выдерживают температуру 125ºС, что подразумевает возможность применять средства контроля и автоматизации в условиях «горячего производства».

Отдельно стоит сказать о воздействии повышенной влажности и соляного тумана. Для современных изделий КПП выдерживать подобное в порядке вещей. Такая стойкость позволяет работать монтажным кабелям в условиях тропиков и на морских судах с неограниченным районом плавания.

О противостоянии техногенным воздействиям

Зачастую монтаж различных устройств производится в условиях населенных пунктов. Это означает, что объекты инфраструктуры, дома, жилые комплексы, самое разнообразное оборудование окажут дополнительное воздействие на линии связи и прочие коммуникации. А монтажные кабели должны работать и в таких условиях.

Они и работают. От вибрации, колебаний грунта защищает броня, от разрушительного воздействия агрессивных веществ — изоляция. Отдельно стоит сказать о помехозащищенности линий связи. Она обеспечивается несколькими мерами:

• использованием индивидуального экрана;
• применением общего экрана на весь кабель;
• использованием согласованного шага скрутки пар кабеля при производстве.

Это позволяет получить постоянную помехоустойчивость на различных частотах и защитить передачу данных от воздействия извне и одновременно предотвратить излучение наружу.

Современный монтажный кабель при всей его внешней простоте является итогом сложной работы, выполняемой на стыке разных наук. Обеспечение работы КПП в самых жестких условиях природной среды, технополиса, широкого спектра внешних воздействий - задача далеко не тривиальная. И можно уверенно сказать, что разработчики современной РЭА имеют кабель, способный решать поставленные задачи в самых жестких условиях.