Kable ziemne, czyli jakie przewody można układać w ziemi?

Kable energetyczne odgrywają kluczową rolę w przesyle energii elektrycznej, a ich wybór zależy od środowiska, w którym będą eksploatowane. W infrastrukturze elektroenergetycznej stosuje się różne typy przewodów, w tym kable ziemne oraz przewody napowietrzne, które różnią się konstrukcją, właściwościami oraz przeznaczeniem. Każdy z tych rodzajów ma swoje unikalne cechy dostosowane do specyficznych warunków pracy – od trudnych warunków podziemnych po eksploatację w otwartej przestrzeni.

W tym artykule przyjrzymy się najważniejszym różnicom między kablami ziemnymi a napowietrznymi. Wyjaśnimy, które konkretnie kable można zakopywać bezpośrednio w ziemi,  jakie mają zastosowanie oraz dlaczego ich odpowiedni wybór ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i trwałości instalacji elektrycznych.

Kable tradycyjne a kable ziemne – czym się różnią?

Kable tradycyjne, naziemne lub napowietrzne różnią się od tych, które można układać w ziemi, głównie konstrukcją oraz właściwościami przystosowanymi do specyficznych warunków eksploatacji.

1. Odporność na uszkodzenia mechaniczne

   • Kable ziemne: Posiadają solidniejszą zewnętrzną powłokę ochronną, często wykonaną z tworzywa o zwiększonej odporności na uszkodzenia mechaniczne, które mogą wystąpić podczas układania kabla w ziemi lub pod wpływem obciążeń gruntu.
   • Kable napowietrzne/naziemne: Nie wymagają tak wysokiej odporności na uszkodzenia mechaniczne, ponieważ są zawieszone na słupach lub instalowane w przestrzeni bez kontaktu z gruntem.

2. Odporność na wilgoć i korozję

   • Kable ziemne: Muszą być w pełni odporne na wilgoć i wnikanie wody. Posiadają dodatkowe warstwy izolacyjne, a niektóre typy kabli, np. telekomunikacyjne żelowane, są wypełnione żelem hydrofobowym, który zapobiega przedostawaniu się wody do wnętrza kabla.
   • Kable napowietrzne: Są narażone na działanie czynników atmosferycznych, takich jak deszcz czy śnieg, ale ich konstrukcja zakłada przede wszystkim odporność na promieniowanie UV i wiatr, a nie długotrwały kontakt z wilgocią.

3. Izolacja elektryczna

   • Kable ziemne: Posiadają grubszą izolację, która chroni je przed napięciami indukowanymi w ziemi oraz przypadkowymi uszkodzeniami.
   • Kable napowietrzne: Często są to przewody nieizolowane lub z cienką warstwą izolacji, ponieważ nie są narażone na kontakt z podłożem czy obciążeniami mechanicznymi.

4. Wytrzymałość na temperatury

   • Kable ziemne: Muszą być odporne na zmiany temperatury w glebie, w tym na wahania pomiędzy mrozem a wysokimi temperaturami. Dlatego stosuje się materiały o lepszej przewodności cieplnej i stabilności mechanicznej.
   • Kable napowietrzne: Ich konstrukcja uwzględnia raczej wytrzymałość na promieniowanie UV i silne wiatry, niż długotrwały wpływ zmiennych temperatur otoczenia w gruncie.

5. Konstrukcja i sposób montażu

   • Kable ziemne: Często mają dodatkowe wzmocnienia w postaci zbrojenia (np. stalowych drutów) w celu ochrony przed uszkodzeniami mechanicznymi oraz zwiększenia odporności na obciążenia gruntu. Wymagają także ułożenia w odpowiedniej warstwie gruntu z zachowaniem norm dotyczących głębokości i zabezpieczeń (np. peszle, osłony).
   • Kable napowietrzne: Są projektowane z myślą o niskiej wadze i elastyczności, co umożliwia łatwiejsze zawieszenie na słupach. Nie posiadają dodatkowych warstw ochronnych, ponieważ nie są narażone na kontakt z gruntem.

Które kable zatem można kłaść bezpośrednio w ziemi?

Przewody przeznaczone do układania w ziemi muszą charakteryzować się odpowiednią konstrukcją i właściwościami, które zapewniają im odporność na warunki podziemne oraz bezpieczeństwo eksploatacji. Poniżej przedstawiam najczęściej stosowane rodzaje kabli do instalacji podziemnych wraz z ich charakterystyką:

1. Kabel YKY (NYY)

   • Budowa: Posiada miedziane żyły, izolowane polwinitową osłoną zewnętrzną.
   • Charakterystyka: Odporność na uszkodzenia mechaniczne, wilgoć oraz zmienne warunki atmosferyczne. Stosowany w instalacjach niskiego napięcia, zarówno w ziemi, jak i na zewnątrz budynków.

2. Kabel YAKY

   • Budowa: Aluminiowe żyły, izolowane polwinitową osłoną zewnętrzną.
   • Charakterystyka: Lżejszy i tańszy od kabli miedzianych, jednak o nieco gorszej przewodności. Stosowany głównie w instalacjach niskiego napięcia, do układania bezpośrednio w ziemi oraz w kanałach kablowych.

3. Kabel YDY

   • Budowa: Miedziane żyły z izolacją polwinitową, bez dodatkowej osłony zewnętrznej.
   • Charakterystyka: Przeznaczony głównie do instalacji wewnętrznych; w przypadku układania w ziemi wymaga dodatkowej ochrony, np. rur osłonowych, ze względu na brak zewnętrznej powłoki ochronnej.

4. Kabel XRUHAKXS

   • Budowa: Żyły aluminiowe z izolacją z polietylenu sieciowanego (XLPE), ekranowane, z powłoką zewnętrzną odporną na promieniowanie UV.
   • Charakterystyka: Stosowany w instalacjach średniego napięcia; charakteryzuje się wysoką odpornością na warunki środowiskowe i uszkodzenia mechaniczne.

5. Kabel N2XSY

   • Budowa: Miedziane żyły, izolacja z polietylenu sieciowanego (XLPE), powłoka zewnętrzna z PVC.
   • Charakterystyka: Przeznaczony do instalacji średniego napięcia; odporny na wilgoć i uszkodzenia mechaniczne, stosowany w ziemi oraz kanałach kablowych.

6. Kabel telekomunikacyjny żelowany

   • Budowa: Parowane żyły miedziane, izolowane, wypełnione żelem hydrofobowym, z powłoką zewnętrzną odporną na wilgoć.
   • Charakterystyka: Stosowany do transmisji danych; żel wypełniający chroni przed wnikaniem wilgoci, co czyni go odpowiednim do układania w ziemi.

Kable ziemne – podsumowanie

Kable ziemne są znacznie bardziej wytrzymałe i lepiej izolowane niż kable napowietrzne lub naziemne, co umożliwia im bezpieczne funkcjonowanie w wymagających warunkach podziemnych. Z kolei kable napowietrzne są lżejsze, prostsze w konstrukcji i przeznaczone do instalacji w powietrzu, gdzie nie muszą być chronione przed wilgocią czy naciskiem gruntu. Wybór odpowiedniego kabla zależy od specyfiki instalacji oraz środowiska, w którym będzie eksploatowany.