Кабель КНР 1х240

Кабель КНР 1х240 — одножильный судовой силовой кабель с медной многопроволочной жилой сечением 240 мм², изолированной резиной и заключенной в оболочку из маслостойкого хлоропренового каучука (найрита). Номинальное переменное напряжение — 690 В частотой до 400 Гц, постоянное — 1200 В. Кабель предназначен для неподвижной прокладки внутри судовых помещений, на открытой палубе при защите от прямого солнечного излучения, а также для передачи больших объемов электроэнергии к мощным стационарным потребителям на судах морского и речного флота, плавучих буровых установках и береговых объектах.

Одножильное исполнение кабеля КНР 1х240 с сечением 240 мм² является одним из самых мощных в линейке КНР и востребовано в главных силовых магистралях крупных судов, для питания гребных электродвигателей большой мощности, главных насосов, мощных компрессоров, крупных брашпилей и швартовных лебедок, а также для береговых питающих фидеров. Сечение 240 мм² обеспечивает длительную токовую нагрузку до 450-520 ампер в зависимости от условий прокладки и температуры окружающей среды. Кабель имеет класс гибкости 2, что означает скрутку из относительно небольшого количества толстых медных проволок, оптимизированную для силовых цепей с очень большими токами.

Кабель соответствует ГОСТ 7866.1-76. Оболочка из найрита не распространяет горение при одиночной прокладке, выдерживает гидростатическое давление до 1,96 МПа (20 кгс/см²), стойка к морской воде, смазочным маслам и дизельному топливу. Диапазон рабочих температур — от -40°C до +45°C. Срок службы — 25 лет.

Конструкция кабеля КНР 1х240

Токопроводящая жила — медная, круглая, многопроволочная. Класс гибкости — 2. Жила сечением 240 мм² набрана из нескольких сотен медных проволок, скрученных в плотную круглую конструкцию. Проволоки скручены концентрическими повивами вокруг центральной проволоки. Для жил такого большого сечения применяется уплотненная скрутка, позволяющая уменьшить наружный диаметр жилы и экономить место в кабельной трассе. Жила может иметь до 6-7 концентрических повивов. Несмотря на класс гибкости 2, кабель сохраняет достаточную эластичность для однократного монтажа при соблюдении норм радиуса изгиба.

Разделительный слой — на токопроводящую жилу накладывается синтетическая пленка перед наложением изоляции. Пленка предотвращает химическое взаимодействие меди с резиновой изоляцией в процессе вулканизации, исключает адгезию и обеспечивает легкую зачистку жилы при оконцевании. Для кабелей такого сечения наличие разделительного слоя является обязательным из-за значительной площади контакта меди с изоляцией. По согласованию с заказчиком допускается изготовление кабеля без разделительного слоя, но это встречается редко.

Изоляция — из изоляционной резины на основе натуральных и синтетических каучуков. Номинальная толщина изоляции для сечения 240 мм² составляет от 2,0 до 2,4 мм. Длительно допустимая температура нагрева токопроводящей жилы — +65°C. Максимальная температура жилы при коротком замыкании не должна превышать +200°C при длительности замыкания не более 1 секунды. Изоляция сохраняет эластичность и электрическую прочность во всем диапазоне рабочих температур, устойчива к тепловому старению и вибрационным нагрузкам. Электрическое сопротивление изоляции при 20°C — не менее 100 МОм·км.

Разделительный слой по изоляции — поверх изоляции накладывается обмотка из одной синтетической пленки. Пленочный слой предотвращает слипание изоляции с оболочкой в процессе вулканизации. Для кабелей такого сечения этот слой критически важен, так как разделка кабеля без него была бы значительно сложнее. По требованию заказчика допускается изготовление кабеля без разделительного слоя.

Оболочка — из маслостойкой резины на основе полихлоропрена (найрита). Номинальная толщина оболочки для кабеля КНР 1х240 — не менее 2,5-2,8 мм. Свойства оболочки:

• Не распространяет горение при одиночной прокладке.
• Стойка к длительному воздействию морской воды, включая полное погружение под давлением.
• Устойчива к периодическому контакту с дизельным топливом и смазочными маслами.
• Сохраняет эластичность при отрицательных температурах до -40°C.
• Обладает высокой озоностойкостью и атмосферостойкостью.

Цвет оболочки — черный. Поверхность гладкая или рифленая. Утолщенная усиленная оболочка обеспечивает надежную механическую защиту мощной силовой жилы и устойчивость к истиранию при прокладке.

Геометрические параметры:

• Наружный диаметр — от 38 до 44 мм в зависимости от конструкции и производителя.
• Масса 1 км кабеля — от 2600 до 3100 кг.
• Масса меди в 1 км — около 2130 кг.

Технические характеристики кабеля КНР 1х240

• Номинальное переменное напряжение — 690 В (частота до 400 Гц)
• Номинальное постоянное напряжение — 1200 В
• Испытательное напряжение 50 Гц (5 минут) — 2500 В
• Количество жил — 1, сечение — 240 мм²
• Материал и класс жил — медь, класс 2 (многопроволочная)
• Диапазон рабочих температур — от -40°C до +45°C
• Длительно допустимая температура жилы — +65°C
• Максимальная температура жилы при коротком замыкании (1 секунда) — 200°C
• Электрическое сопротивление изоляции при +20°C — не менее 100 МОм·км
• Электрическое сопротивление изоляции при +65°C — не менее 1 МОм·км
• Сопротивление постоянному току жилы при +20°C — не более 0,0754 Ом/км
• Коэффициент абсорбции (R60/R15) — не менее 1,3
• Относительная влажность воздуха — до 100% при +35°C
• Минимальная температура прокладки без подогрева — -15°C
• Минимальный радиус изгиба при прокладке — 5 наружных диаметров
• Минимальный радиус изгиба в труднодоступных местах — 3 наружных диаметра (не более двух изгибов в одном месте)
• Стойкость к гидростатическому давлению — до 1,96 МПа (20 кгс/см²)
• Стойкость к морской воде — постоянный контакт
• Стойкость к маслам и дизельному топливу — периодическое воздействие
• Нераспространение горения — при одиночной прокладке
• Класс пожарной опасности по ГОСТ 31565-2012 — О1.8.2.5.4
• Климатическое исполнение — ОМ по ГОСТ 15150
• Строительная длина — не менее 125 м
• Срок службы — 25 лет
• Гарантийный срок эксплуатации — 5 лет со дня ввода в эксплуатацию

Электрические параметры кабеля КНР 1х240

• Максимальное сопротивление постоянному току жилы при +20°C — 0,0754 Ом/км
• Минимальное сопротивление изоляции при +20°C — 100 МОм·км
• Минимальное сопротивление изоляции при +65°C — 1 МОм·км
• Испытательное напряжение в холодном состоянии — 2500 В переменного тока в течение 5 минут
• Длительно допустимый ток в воздухе при +45°C — около 450-520 А в зависимости от условий охлаждения
• Длительно допустимый ток в воде при +25°C — около 700-800 А
• Ток короткого замыкания (1 секунда) — 42 кА
• Падение напряжения на 100 м при токе 400 А — около 0,06 В
• Падение напряжения на 100 м при токе 500 А — около 0,075 В

Особенности одножильного исполнения кабеля КНР 1х240

• Сечение 240 мм² относится к классу силовых кабелей особо большой мощности. КНР 1х240 способен передавать токи до 500 ампер, что достаточно для питания электродвигателей мощностью до 250-300 киловатт при трехфазном питании.
• Класс гибкости 2 обеспечивает необходимую эластичность для монтажа при максимальном сечении. Жила сохраняет достаточную гибкость для однократного изгиба по нормированному радиусу, но для протяжки требуются механизированные средства.
• Значительный наружный диаметр — около 41 мм. Для монтажа такого кабеля требуются специальные приспособления: кабельные ролики большого диаметра, лебедки, монтажные лопатки, кабельные тележки, а также бригада из нескольких человек. Протяжка вручную невозможна.
• Большая масса — около 2,8 тонны на километр. При прокладке на судне необходимо учитывать вес кабеля и использовать соответствующую такелажную оснастку. На вертикальных участках требуются дополнительные крепления с шагом не более 0,8-1 метра с использованием усиленных хомутов.
• Максимальная токовая нагрузка. КНР 1х240 является одним из самых мощных кабелей в линейке КНР. Его применение позволяет питать самые крупные судовые механизмы без параллельного включения нескольких кабелей меньшего сечения.
• Для оконцевания требуются специальные наконечники и мощный гидравлический инструмент. Применяются медные луженые наконечники типа ТМЛ или ТМЛУ на 240 мм². Обжим производится гидравлическим прессом с усилием не менее 15-20 тонн и соответствующими матрицами, обычно требуется 4-5 опрессовок по длине наконечника.

Стойкость кабеля КНР 1х240 к внешним воздействиям

• Морская вода — выдерживает длительное погружение в течение многих лет при давлении до 20 кгс/см². Оболочка не набухает, коэффициент набухания не более 15 процентов.
• Смазочные масла — периодический контакт при погружении на 72 часа при температуре +70°C, изменение массы оболочки не более 20 процентов.
• Дизельное топливо — периодический контакт общей продолжительностью до 100 часов за весь срок службы. Оболочка устойчива к кратковременным проливам.
• Соляной туман — кабель устойчив в климатическом исполнении ОМ.
• Плесневые грибы — оболочка содержит фунгицидные добавки, устойчивость соответствует нормам ГОСТ.
• Вибрационные нагрузки — кабель сохраняет работоспособность при частоте вибрации до 50 Гц и амплитуде до 1 мм. Ввиду большой массы и жесткости кабеля особое внимание уделяется креплению в зонах вибрации.
• Одиночные ударные нагрузки — ускорение до 150 м/с² при длительности удара от 2 до 20 мс.
• Гидростатическое давление — испытательное давление 1,96 МПа в течение 10 минут, герметичность сохраняется. Для кабелей такого сечения испытания проводятся на специальных стендах.
• Повышенная влажность — до 100 процентов при температуре +35°C без конденсации влаги внутри оболочки.

Условия монтажа кабеля КНР 1х240

Температурный режим. Минимальная температура прокладки без предварительного нагрева составляет -15°C. При температуре от -15°C до -30°C кабель перед монтажом выдерживают в теплом помещении при температуре не ниже +15°C не менее 72-96 часов из-за большой массы, толщины оболочки и инерционности прогрева. При прогреве необходимо обеспечить равномерное повышение температуры по всему объему кабеля, возможно использование специальных кабельных грелок. Монтаж при температуре ниже -30°C запрещен.

Радиус изгиба. При обычной прокладке минимальный радиус изгиба составляет 5 наружных диаметров. Для кабеля диаметром 41 мм это около 205 мм. В труднодоступных местах допускается радиус изгиба 3 наружных диаметра (около 123 мм) при условии, что количество изгибов в одном месте не превышает двух. Из-за очень большого сечения и высокой жесткости жилы превышение этих норм недопустимо — это может привести к необратимой деформации жилы, повреждению изоляции или оболочки.

Разделка кабеля. Для снятия найритовой оболочки требуется использовать специальный кабельный нож для силовых кабелей большого сечения или электромеханический стриппер. Из-за значительной толщины оболочки (до 2,8 мм) и диаметра кабеля работу должен выполнять опытный персонал. Рекомендуется выполнять продольный разрез оболочки с последующим удалением ее по спирали. После удаления оболочки синтетическая пленка удаляется вручную. Для оконцевания применяются медные луженые наконечники ТМЛ на 240 мм² с обжимом гидравлическим прессом. Обжим производится в соответствии с инструкцией на наконечники, обычно требуется 4-5 опрессовок по длине наконечника. Место обжима необходимо изолировать термоусаживаемой трубкой большого диаметра или несколькими слоями изоленты с последующей фиксацией.

Рекомендации по прокладке. При прокладке нескольких одножильных кабелей параллельно для трехфазной цепи рекомендуется прокладывать их вплотную друг к другу или с минимальным зазором для уменьшения индуктивного сопротивления. Для протяжки кабеля на большие расстояния необходимо использовать кабельные ролики большого диаметра и тяговые лебедки с контролем усилия — не более 50 Н на квадратный миллиметр сечения жилы. Для кабеля сечением 240 мм² максимальное тяговое усилие не должно превышать 12000 Н (около 1200 кгс). При протяжке необходимо использовать динамометр для контроля усилия и исключения рывков.

Крепление кабеля. На вертикальных и наклонных участках кабель необходимо крепить с шагом не более 0,8-1 метра. Используются усиленные кабельные хомуты, скобы или специальные кабельные лотки с крышками. Крепление должно обеспечивать надежную фиксацию без пережатия оболочки. В местах прохода через переборки и палубы применяются кабельные вводы и сальники соответствующего диаметра — не менее 46-50 мм. Для кабелей такого сечения часто используются проходные изоляторы или специальные кабельные панцирные вводы с уплотнениями.

Идентификация. Для одножильного кабеля маркировка наносится на бирки из луженой меди или пластика, прикрепленные к обоим концам кабеля. На бирке указывается номер цепи, наименование потребителя, номинальный ток, напряжение, фаза. В распределительных шкафах используется маркировка на клеммных колодках и на самом кабеле с шагом 3-5 метров. Для кабелей такого сечения также наносится маркировка в местах прохода через переборки и палубы.

Применение кабеля КНР 1х240 на судах и морских объектах

Назначение. Кабель предназначен для стационарной неподвижной прокладки в главных силовых распределительных сетях переменного и постоянного тока на судах неограниченного района плавания, плавучих буровых установках, в доках, на береговых причальных сооружениях и в портовой инфраструктуре.

Типовые сценарии использования:

• Питание крупных судовых электродвигателей. Для трехфазного асинхронного двигателя мощностью 250-300 киловатт требуется три одножильных кабеля КНР 1х240, проложенных в одной трассе. Такие двигатели используются в гребных установках крупных судов, в мощных насосах главной водоотливной системы, в главных компрессорах высокого давления.
• Главные распределительные щиты и секции шин. Кабель КНР 1х240 используется для соединения судовых генераторов мощностью 300-400 кВА с главным распределительным щитом, для питания отдельных секций щита и для межсекционных связей.
• Ввод берегового питания для крупных судов и плавучих сооружений. При стоянке судна в порту кабель КНР 1х240 используется для подключения судна к береговой электросети высокой мощности.
• Питание мощных судовых механизмов: крупных брашпилей, швартовных лебедок, якорных устройств судов большого водоизмещения, кранового оборудования.
• Системы аварийного питания крупных судов. Кабель используется для питания аварийных дизель-генераторов и распределения аварийной электроэнергии по судну.
• Соединение трансформаторов большой мощности. Кабель применяется для вторичных обмоток трансформаторов мощностью 200-300 кВА.
• Цепи заземления и уравнивания потенциалов главной электростанции. Сечение 240 мм² позволяет использовать кабель в качестве главного заземляющего проводника для судовых электростанций мощностью до 600-700 кВА.
• Питание систем электродвижения на судах с полным электродвижением — гребных винтов в поворотных колонках, подруливающих устройств большой мощности.
• Питание главных насосов пожарной системы на крупных судах и плавучих буровых установках.

Сравнение кабеля КНР 1х240 с другими маркоразмерами

• КНР 1х240 и КНР 1х185. Отличие заключается в сечении жилы. Кабель с сечением 240 мм² имеет больший наружный диаметр (41 мм против 37 мм) и массу (2800 кг/км против 2300 кг/км), а также обеспечивает длительный ток до 500 ампер вместо 400 ампер. Выбор зависит от мощности подключаемого оборудования и требований к запасу по току.
• КНР 1х240 и КНР 1х300. Кабель с сечением 300 мм² имеет диаметр около 45-50 мм и массу около 3500 кг на километр, допускает токи до 550-600 ампер. КНР 1х240 предпочтительнее для токов 450-500 ампер из-за меньшего диаметра и массы, а также из-за возможности монтажа с использованием стандартного инструмента.
• КНР 1х240 и трехжильный кабель КНР 3х240. При питании трехфазного потребителя три одножильных кабеля имеют меньший суммарный диаметр (три кабеля по 41 мм) по сравнению с трехжильным (один кабель диаметром 60-70 мм). Три одножильных кабеля значительно удобнее прокладывать в труднодоступных местах и загибать под требуемым радиусом. Однако трехжильный кабель требует одной проходки через переборку вместо трех, что может быть критично для герметичных отсеков.
• КНР 1х240 и бронированный КНРТП 1х240. Бронированная версия имеет дополнительный слой из стальных оцинкованных проволок или двух стальных лент, что увеличивает диаметр (до 52-56 мм), массу (до 4500 кг/км) и стоимость (на 40-60 процентов). Бронированная версия применяется в зонах с высоким риском механических повреждений: в трюмах, на палубах с интенсивным движением, в местах возможного навала груза, в помещениях с грызунами.
• КНР 1х240 и кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE). В отличие от полиэтиленовой изоляции, резиновая изоляция КНР более гибкая и сохраняет эластичность при отрицательных температурах до -40°C, что важно для монтажа в холодных условиях и для работы в условиях вибрации. Однако кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена имеют большую пропускную способность по току (до 550-600 А для сечения 240 мм²) из-за более высокой теплостойкости изоляции и меньшего наружного диаметра.

Ограничения применения кабеля КНР 1х240

• Не рекомендуется для длительной нагрузки более 520 ампер при прокладке в закрытых лотках без вентиляции. При стесненных условиях прокладки и при прокладке нескольких кабелей в пучке необходимо применять коэффициент снижения 0,7-0,8.
• При длине линии более 200-300 метров требуется проверка падения напряжения и экономической плотности тока. Для длинных линий может потребоваться увеличение сечения.
• Кабель не предназначен для подвижного присоединения. Для этих целей используется кабель КГ соответствующего сечения.
• Очень большой вес и диаметр требуют использования специального инструмента, приспособлений и механизмов при монтаже. Персонал должен иметь допуск к работе с силовыми кабелями большого сечения и опыт выполнения таких работ. Монтаж должен осуществляться под наблюдением ответственного лица.
• При прокладке нескольких одножильных кабелей параллельно необходимо учитывать эффект близости и неравномерное распределение тока между параллельными жилами. Рекомендуется прокладывать кабели одной фазы вплотную друг к другу или выполнять транспозицию жил.
• Оконцевание кабеля требует использования гидравлического пресса усилием не менее 15-20 тонн и специальных матриц. Не допускается использование непрофильного инструмента или кустарных методов оконцевания.
• Хранение кабеля должно осуществляться на кабельных барабанах в сухом помещении. Не допускается хранение кабеля на открытом воздухе без укрытия более 1 месяца.

Сертификация и соответствие нормам кабеля КНР 1х240

Технические условия: ГОСТ 7866.1-76 «Кабели судовые с резиновой изоляцией в резиновой или свинцовой оболочке. Технические условия».

Соответствие нормативным документам:

• ГОСТ 22483 — токопроводящие жилы класса 2.
• ГОСТ 12176 — нераспространение горения при одиночной прокладке.
• ГОСТ 15150 — климатическое исполнение ОМ.
• ГОСТ 31565-2012 — класс пожарной опасности О1.8.2.5.4.
• ТР ТС 004/2011 — безопасность низковольтного оборудования.
• ТР ТС 043/2017 — требования пожарной безопасности.

Кабель имеет одобрение Российского морского регистра судоходства и Российского речного регистра для поставки на суда, строящиеся под их надзором. По требованию заказчика предоставляются сертификаты соответствия, паспорта качества и протоколы заводских приемо-сдаточных испытаний, включая протоколы испытаний на электрическую прочность изоляции, сопротивление изоляции, нераспространение горения и стойкость к гидростатическому давлению.