В энергетике и при монтаже промышленного оборудования выбор неправильного типа «высоковольтного» или «низковольтного» кабеля может привести к поломке оборудования, отключениям электроэнергии, остановкам производства или даже к несчастным случаям в серьезных случаях. Однако многие люди имеют лишь поверхностное понимание структурных различий между ними и часто выбирают, основываясь на опыте или соображениях «экономии», что приводит к повторным ошибкам. Выбор неправильного кабеля может не только вызвать неисправности оборудования, но и создать потенциальную угрозу безопасности. Сегодня давайте обсудим основные различия между ними и 3 основные «ловушки», которых следует избегать при выборе.
1. Структурный анализ: высоковольтные и низковольтные кабели
Многие считают, что «высоковольтные кабели — это просто более толстые низковольтные кабели», но на самом деле их конструкция принципиально отличается, и каждый слой точно адаптирован к уровню напряжения. Чтобы понять эти различия, начнём с определений «высокого напряжения» и «низкого напряжения»:
Низковольтные кабели: номинальное напряжение ≤ 1 кВ (обычно 0,6/1 кВ), в основном используются для распределения электроэнергии в зданиях и электропитания малогабаритного оборудования;
Высоковольтные кабели: номинальное напряжение ≥ 1 кВ (обычно 6 кВ, 10 кВ, 35 кВ, 110 кВ), используются для передачи электроэнергии, подстанций и крупного промышленного оборудования.
(1) Дирижер: Не «Более плотный», а «Чистота имеет значение»
Проводники низковольтных кабелей обычно изготавливаются из многожильных тонких медных проводов (например, 19 жил в проводах BV), главным образом для соответствия требованиям к «токовой нагрузке»;
Проводники высоковольтных кабелей, хотя и также изготовлены из меди или алюминия, обладают более высокой чистотой (≥99,95%) и используют процесс «компактной круглой скрутки» (уменьшение пустот) для снижения поверхностного сопротивления проводника и уменьшения «скин-эффекта» при высоком напряжении (ток концентрируется на поверхности проводника, вызывая нагрев).
(2) Изоляционный слой: основа «многослойной защиты» высоковольтных кабелей
Изоляционные слои низковольтных кабелей относительно тонкие (например, толщина изоляции кабеля 0,6/1 кВ составляет ~3,4 мм), в основном из ПВХ илиСХПЭв основном служа для «изоляции проводника от внешнего мира»;
Изоляционные слои высоковольтных кабелей значительно толще (кабель 6 кВ ~10 мм, 110 кВ до 20 мм) и должны проходить строгие испытания, такие как «выдерживаемое напряжение промышленной частоты» и «выдерживаемое напряжение импульса молнии». Что еще более важно, в высоковольтных кабелях в изоляцию добавляются водонепроницаемые ленты и полупроводниковые слои:
Водонепроницаемая лента: предотвращает проникновение воды (влага под высоким напряжением может вызвать образование «водяных дендритов», что приводит к пробою изоляции);
Полупроводниковый слой: обеспечивает равномерное распределение электрического поля (предотвращает локальную концентрацию поля, которая может вызвать разряд).
Данные: На изоляционный слой приходится 40-50% стоимости высоковольтных кабелей (только 15-20% для низковольтных), что является одной из основных причин более высокой стоимости высоковольтных кабелей.
(3) Экранирование и металлическая оболочка: «броня от помех» для высоковольтных кабелей
Низковольтные кабели, как правило, не имеют экранирующего слоя (за исключением сигнальных кабелей), а их внешняя оболочка состоит в основном из ПВХ или полиэтилена;
Высоковольтные кабели (особенно ≥6 кВ) должны иметь металлическую экранировку (например,медная лентамедная оплетка) и металлические оболочки (например, свинцовая оболочка, гофрированная алюминиевая оболочка):
Металлическое экранирование: ограничивает высоковольтное поле внутри изоляционного слоя, снижает электромагнитные помехи (ЭМП) и обеспечивает путь для тока короткого замыкания;
Металлическая оболочка: повышает механическую прочность (сопротивление растяжению и сжатию) и действует как «заземляющий экран», дополнительно снижая напряженность изоляционного поля.
(4) Внешняя оболочка: более прочная для кабелей высокого напряжения
Оболочки низковольтных кабелей в основном защищают от износа и коррозии;
Оболочки высоковольтных кабелей должны дополнительно обладать устойчивостью к маслам, холоду, озону и т. д. (например, ПВХ с атмосферостойкими добавками). Для специальных применений (например, подводных кабелей) может также потребоваться бронирование стальной проволокой (устойчивой к давлению воды и растягивающим напряжениям).
2. Три основных «подводных камня», которых следует избегать при выборе кабелей.
После понимания структурных различий необходимо также избегать этих «скрытых ловушек» при выборе; в противном случае могут возрасти затраты или произойти несчастные случаи, связанные с безопасностью.
(1) Слепое стремление к «более высокому качеству» или «более низкой цене»
Распространенное заблуждение: Некоторые считают, что «использование высоковольтных кабелей вместо низковольтных безопаснее», или же используют низковольтные кабели для экономии средств.
Риск: Высоковольтные кабели значительно дороже; излишний выбор высоковольтных кабелей увеличивает бюджет. Использование низковольтных кабелей в условиях высокого напряжения может мгновенно повредить изоляцию, вызывая короткие замыкания, пожары или создавая опасность для персонала.
Правильный подход: выбирайте кабель, исходя из фактического уровня напряжения и требований к мощности. Например, в бытовой электросети (220 В/380 В) используются низковольтные кабели, а для промышленных высоковольтных двигателей (10 кВ) необходимо использовать высоковольтные кабели — никогда не следует слепо «понижать» или «повышать» напряжение.
(2) Игнорирование «скрытого ущерба» от окружающей среды
Распространенное заблуждение: следует учитывать только напряжение, игнорируя окружающую среду, например, использование обычных кабелей во влажных, высокотемпературных или химически агрессивных условиях.
Риск: Высоковольтные кабели во влажной среде с поврежденными экранами или оболочками могут подвергаться старению изоляции из-за воздействия влаги; низковольтные кабели в зонах с высокими температурами (например, в котельных) могут размягчаться и выходить из строя.
Правильный подход: Уточните условия монтажа — бронированные кабели для подземной прокладки, водонепроницаемые бронированные кабели для подводной прокладки, материалы с высоким температурным режимом (XLPE ≥90℃) для работы в условиях высоких температур, коррозионностойкие оболочки на химических заводах.
(3) Игнорирование соответствия «текущей несущей способности и метода укладки»
Распространенное заблуждение: сосредотачиваться только на уровне напряжения, игнорировать допустимую токовую нагрузку кабеля (максимально допустимый ток) или чрезмерно сжимать/изгибать кабель во время прокладки.
Риск: Недостаточная пропускная способность по току приводит к перегреву и ускоряет старение изоляции; неправильный радиус изгиба высоковольтных кабелей (например, сильное натяжение, чрезмерный изгиб) может повредить экранирование и изоляцию, создавая риск пробоя.
Правильный подход: выбирайте характеристики кабеля, исходя из расчетного фактического тока (учитывайте пусковой ток и температуру окружающей среды); строго соблюдайте требования к радиусу изгиба при монтаже (радиус изгиба высоковольтного кабеля обычно ≥15× внешнего диаметра проводника), избегайте сжатия и воздействия солнечных лучей.
3. Запомните 3 «золотых правила», чтобы избежать ошибок при выборе.
(1) Проверка структуры на соответствие напряжению:
Изоляционные и экранирующие слои высоковольтных кабелей являются основополагающими; для низковольтных кабелей избыточное проектирование не требуется.
(2) Соответствующие оценки:
Напряжение, мощность и условия окружающей среды должны соответствовать друг другу; не следует вслепую повышать или понижать уровень оборудования.
(3) Проверьте детали на соответствие стандартам:
Пропускная способность по току, радиус изгиба и уровень защиты должны соответствовать национальным стандартам — не следует полагаться исключительно на опыт.
Дата публикации: 29 августа 2025 г.