Нашу цивилизацию уже нельзя представить без электричества. Единственным надежным средством доставки электроэнергии к любому прибору или силовой установке является кабель. Отличными проводниками тока, мало страдающими от коррозии, являются медь и алюминий, но медная проволока отличается большей гибкостью и удобством работы с ней, поэтому профессиональные электрики предпочитают использовать медные кабели. О том, что это такое, чем они отличаются друг от друга и где применяются, поговорим ниже.
Кабель: виды и сферы применения.
Один или несколько проводников (жил), имеющих персональную изоляцию и собранных в общей герметичной оболочке, называют кабелем. Как внутренняя оболочка каждой жилы, так и общая могут быть выполнены из различных материалов: резины, ПХВ, алюминия или свинца. Если условия эксплуатации предусматривают возможность внешних воздействий, то верхняя оболочка может быть дополнительно бронирована покрытием из стали.
Кабель с одной жилой называется одножильным и имеет довольно ограниченную сферу применения. Гораздо большей популярностью пользуется многожильный (2, 3, 4 жилы) медный гибкий кабель. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками, они различаются по степени гибкости, сечению, весу и цене. Сечение кабеля соответствует силе тока, который он может пропускать.
Твердый (одножильный) медный кабель (провод) применяется в ситуации, когда он после монтажа будет неподвижен. Например, в электродвигателях или внутренней электропроводке. Если нужно запитать оборудование с большим диапазоном движения (к примеру, кран козловой), если устройство проводки требует большого количества изгибов, то оптимально применить гибкий многожильный медный кабель, поскольку он более мягкий. Особенно это касается провода с большим сечением жил. Как правило, на изготовление гибких кабелей идет проволока из чистой либо луженой меди. Все зависит от необходимых параметров гибкости, чтобы при изгибании кабель не переломился (класс гибкости должен быть не менее 5-го).
Нижний ценовой сегмент занимают одножильные провода без защиты. Чем больше жил в кабеле и сильнее его защита (бронирование), тем кабель дороже. От количества жил (от 1 до 37 с сечениями от 0,75 до 800 мм 2) и оплетки также зависит и вес. Стоимость медных одножильных кабелей в 3-4 раза выше алюминиевых.
Различают классы гибких медных кабелей и по специфике использования. Например, силовой нашел свое применение при создании кабельных линий передачи и распределения электричества в силовых электроустановках, осветительных сетях, в качестве проводки в жилых и промышленных зданиях. Он характеризуется наличием нескольких жил одинакового сечения, за исключением заземляющей, которая может иметь сечение меньшего размера. Медный многожильный кабель должен обладать устойчивыми механическими, электрическими и теплофизическими характеристиками, поскольку параметры работы силового кабеля должны оставаться неизменными при работе в любых условиях. Условно они делятся на кабели низкого напряжения (до 1 кВ) и высокого напряжения (до 30 кВ), имеют различный материал внешней изоляции (ПВХ, безгалогеновая, сшитый полиэтилен), различаются по наличию экрана, типу жил, характеру их скрутки.
Медные кабели бывают разных видов:
- Контрольные гибкие кабели нашли широкое применение в электромонтажных работах, системах автоматизированной транспортировки, системах безопасности и автоматизации управления.
- Огнестойкие и безгалогеновые кабели отвечают требованиям к повышенной огнестойкости и негорючести для сохранения работоспособности в случае возникновения пожара и для систем пожарной сигнализации.
- Кабели управления обладают повышенной гибкостью для применения в роботах, на конвейерах и транспортерных лентах.
- Кабели для передачи данных с защитой сигнала от внешних помех.
- Кабели для частотных преобразователей и сервоприводов.
- Кабели для передачи данных для оборудования офисов, звукозаписывающих студий, внешних линий связи, для медоборудования. Они имеют конструктивные особенности (попарно свитые жилы, дополнительные экраны).
- Специальные термостойкие кабели с силиконовой оболочкой, выдерживающие температуры до 800 градусов (холодильные или нагревательные установки, сталелитейное производство, кораблестроительная и авиационная промышленность, цементные, стекольные производства, сауны и солярии).
- Крановые кабели, которые необходимы для обеспечения работы подъемных механизмов (краны, подъемники, лифты). Они отличаются высокой устойчивостью к механическим воздействиям, выдерживают скручивающие и растягивающие усилия, имеют химически стойкую оболочку.
И еще много других - всепогодный резиновый кабель, плоский, компенсационный, коаксиальный (радиочастотный), видеокабель, инсталляционный, телефонный, BUS-кабель, кабели с разъемами, для альтернативной энергетики и медиа технологий, спиральный и судовой кабели.
Маркировка медных многожильных кабелей.
Маркировка, которую имеет гибкий многожильный медный кабель, содержит буквенные и цифровые значения. Чтобы выбрать нужное изделие, необходимо ориентироваться в этих обозначениях.
Материал жил, как правило, обозначается первой буквой (обычно это буква А, которая обозначает алюминий). Медная жила не маркируется.
Второе буквенное обозначение говорит о материале оболочки кабеля. Третье означает изоляционное покрытие жил:
- В или ВР - ПВХ-покрытие,
- П - полиэтиленовое,
- Р - резиновое,
- Н - наиритовое (из негорючей резины),
- Ф - фальцованное (металлическое),
- К - капроновое,
- О - оплетка из полиамидного шелка,
- С - стекловолоконное,
- Э - экранированное,
- Г - с гибкой жилой.
Если резиновая изоляция защищена дополнительной оболочкой, то сокращенное название покрытия может стоять после обозначения изоляционного материала.
Четвертое буквенное обозначение описывает конструкционные особенности: Б - бронированный лентами, К - бронированный круглой проволокой, Т - для прокладки в трубе.
Цифрами в маркировке обозначают (по порядку): количество жил, площадь сечения, номинальное напряжение сети.
Для скрытой или неподвижной наружной проводки чаще всего применяют кабель медный плоский 2-х или 3-х жильный с одинарной изоляцией (ППВ) или круглый (до 5 жил) с двойной изоляцией (ПВС). Шнуры для подключения любых бытовых приборов к источнику питания обычно бывают с медными скрученными жилами в двойной изоляции (ШВВП). Прокладывать в земле можно круглый медный четырехжильный кабель в двойной изоляции ВВГ, а в воде - ВВП. Именно марка ВВГ пользуется у строителей наибольшим спросом, поскольку он может применяться для монтажа сетей с нагрузкой от 0,6 до 6 кВ. Не меньшей популярностью пользуется типа КГ - медный гибкий кабель с резиновой изоляцией. Причем резиновое покрытие со специальными добавками позволяет прокладывать его даже в вечной мерзлоте. Для трасс, которые протягиваются в грунте, тоннелях или открытым способом самым востребованным остается бронированный кабель ВБбШв, имеющий двойную ПВХ-изоляцию и защитное покрытие из металлической ленты в два слоя.
Параметры выбора силового кабеля КГ.
Универсальное решение для устройства системы электроснабжения - применение силового кабеля КГ, назначение которого - передача и распределение постоянного (до 1000 В) или переменного (до 660В/400Гц) напряжения. Незаменимым, в отличие от большинства марок силовых кабелей, он оказывается для подключения потребителей на открытых площадках, в условиях повышенной влажности, воде. Поэтому при выборе кабеля КГ, изучая маркировку, кроме сечения токопроводящих жил, необходимо учитывать параметры гибкости и дополнительные характеристики для конкретных условий эксплуатации. А вот показатели гибкости такого кабеля можно узнать из его сертификата, например, кабель с сечением жил до 4 мм 2 способен выдержать 30000 циклов изгиба без потери рабочих параметров.
Для эксплуатации кабеля в условиях тропической жары следует выбирать изделия с оболочкой, способной противостоять действию грибков и плесени (дополнительная буква Т в маркировке - тропическое исполнение). Для прокладки в условиях низких температур должна быть маркировка ХЛ; при повышенных требованиях к химической устойчивости, невосприимчивости к маслам и растворителям, при пожаробезопасности нужно применять кабель КГ-Н.
Приобретая такой кабель, следует еще учитывать внешние нагрузки, Так, растягивающие усилия могут иметь наибольшее допустимое значение 2 кг/ мм 2 общего сечения кабеля, т.е. 3-х жильный кабель с сечением жилы 4 мм 2 может выдержать предельную нагрузку на растяжение не более 24 кгс.
Пример расчета кабеля для домашней электропроводки.
К выбору сечения энергоснабжающего кабеля для внутренней проводки нужно подходить достаточно серьезно. Прежде чем купить кабель, следует определить общую нагрузку на него и сечение жил, способное транспортировать такое количество тока. От этого зависит безопасность, поскольку неправильный выбор может привести в лучшем случае к перегреву, а в худшем - к нарушению изоляции, короткому замыканию или даже пожару. Это может случиться, если для устройства проводки будет выбран кабель меньшего сечения, чем необходимо.
Основным показателем для расчета служит общая токовая нагрузка или, проще говоря, величина тока, которая может быть беспрепятственно пропущена кабелем при длительной работе всех точек потребления.
Количество электроприборов, которые мы эксплуатируем ежедневно, у всех разное. Но каждый из них потребляет определенное количество тока, которые можно узнать из их паспортов. Сложив все показатели, получим общую потребляемую мощность в кВт. Определить необходимую силу тока можно либо воспользовавшись таблицами, либо по формуле (школьный курс физики).
Например, с утра были включены одновременно электрочайник, микроволновка, тостер и кофеварка. Суммарное потребление тока составит около 22 А. С учетом того, что работают и другие постоянные потребители: телевизор или компьютер, холодильник и освещение, потребление может возрасти до 25 А.
Правила устройства электроустановок официально регламентируют параметры стандартной квартирной электропроводки, которая рассчитывается на максимальную потребляемую величину тока 25 А (на эти величины рассчитаны автоматические пробки на щитке ввода). Проводку рекомендуется выполнять медным кабелем с сечением 5 мм 2 (соответствует диаметру кабеля 2,5 мм). При этом сечение жилы не должно быть меньшим 2,5 мм 2 (диаметр проводника - 1,8 мм). Для розеток оптимально применять медный кабель с сечением жил 2,5 мм 2 , для выключателей - 1,5 мм 2 . При наличии дополнительных энергопотребляющих приборов (электроплита или электродуховка) к ним подводят кабель сечением не менее 4-6 мм 2 .
Такой выбор сечения медного многожильного кабеля является очень популярным и распространенным среди электриков, поскольку известно, что медный кабель сечением 1,5 мм 2 способен «выдержать» нагрузку более 4 кВт (19 А), 2,5 мм 2 - 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм 2 - свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне достаточно для включения необходимых электроприборов, а в некоторых случаях даже создает определенный резерв.