Когда дело касается электрификации небольшого локального помещения, или полноценной квартиры, большого дома, или же масштабного промышленного комплекса, то первые вопросы, которые приходят на ум: «Какое сечение кабеля выдержит текущее напряжение без перегрузки? Какой материал жилы выбрать? Как рассчитать нагрузку?». Ведь от выбора силового кабеля зависит то, насколько стабильно, бесперебойно и безопасно будут работать осветительные приборы, розетки, электрическое оборудование и прочие энергопотребители в том или ином помещении или здании.
Кабельные жилы — это основная составляющая часть конструкции силового кабеля, которая играет ответственную роль для передачи и распределения электрической энергии. Выбор материала кабельной жилы, сечения, изоляции и других параметров определяет во многом условия эксплуатации, в которых будет находиться тот или иной кабель и выполнять свою задачу.
Мы рассмотрим допустимые токовые нагрузки для медных и алюминиевых жил кабеля, их характеристики, преимущества и недостатки, а также сравним по различным параметрам. Эта информация поможет выбрать наиболее подходящий вариант кабельной жилы для конкретного строительного проекта, чтобы передача электрической энергии была безопасной и надежной.
Для создания кабельных жил производители в основном используют два цветных металла: медь и алюминий. Они обладают своими уникальными свойствами, преимуществами и недостатками в том числе.
Различия в токовой нагрузке медной и алюминиевой жилы:
- Медная жила имеет более высокую электропроводность, в отличие от алюминиевой. Медь способна передавать больше электрической энергии, чем алюминий, при той же токовой нагрузке. Поэтому, первый вариант преимущественно используется для передачи крупных объемов электроэнергии на большие расстояния.
- С другой стороны, алюминий более легкий, по сравнению с медью, соответственно, медный кабель будет весить гораздо больше алюминиевого, что сказывается на сложности монтажа. Алюминий на рынке стоит дешевле меди, поэтому и стоимость алюминиевого кабеля существенно дешевле медного. Однако, стоит иметь ввиду, что алюминиевая жила обладает более высокими показателями сопротивления и сильнее нагревается при передаче одной и той же токовой нагрузки.
- Медные жилы имеют хорошую устойчивость к окислению и коррозии, а также они довольно гибкие, особенно при многопроволочном исполнении, за счет чего кабель легко монтируется и удобен в использовании, в отличии от алюминия, которому зачастую требуется использование специальных зажимов и соединений для монтажа.
Разница нагрузки в зависимости от способа прокладки кабеля:
Способ прокладки влияет на токовую нагрузку. Если кабель проложен в земле, то он подвержен большему нагреванию, чем на открытом воздухе. Это связано с тем, что земля имеет повышенное сопротивление, в отличии от воздуха, что приводит к большей нагрузке.
Если кабель проложен в здании внутри стен, под потолком или полом, он нагревается больше, чем если на открытой поверхности. Так как внутри отсутствует полноценная вентиляция, меньше воздуха для охлаждения кабельных линий.
Для Вашего удобства мы подготовили несколько таблиц с допустимыми токовыми нагрузками для разных видов кабеля.
Таблица сечений кабеля по току (ГОСТ Р 53769 Токовые нагрузки):
Допустимые токовые нагрузки кабелей с МЕДНЫМИ жилами с изоляцией из ПВХ пластикатов и полимерных композиций, не содержащих галогенов.
К такому типу кабеля можно отнести силовые кабели: ВВГнг(A)-LS и ППГнг(А)-HF. Их можно прокладывать там, где нет ограничений разности уровней по трассе прокладки. Это могут быть абсолютно разные места размещения, наклоны, повороты, изгибы, включая вертикальные участки. Данная модификация оптимальна для помещений, где установлено кабельное оборудование. Важно, чтобы не предполагалось внешнего воздействия, способного повредить кабель.
Допустимые токовые нагрузки кабелей с АЛЮМИНИЕВЫМИ жилами с изоляцией из ПВХ пластикатов и полимерных композиций, не содержащих галогенов.
К такому типу кабеля можно отнести силовой кабель АВБбШв, который предназначен для прокладки сетей электропроводки для стационарных силовых электроустановок, и рассчитан на напряжение 0,66; 1 кВ и номинальную частоту 50 Гц. Используется при монтаже одиночной линии в кабельных сетях или помещениях. Групповая прокладка сетей с использованием кабеля АВБбШв должна проводиться с использованием элементов огнезащиты.
АВБбШв можно прокладывать в земле (траншеях), но не стоит забывать при этом про защиту кабеля от механических повреждений, а также применять предупреждающие средства защиты кабельных линий такие как: плитка закрытия кабеля с надписью «Осторожно кабель!» или сигнальные ленты красного цвета с надписью «Осторожно кабель!». Это обеспечит сохранность кабеля и предотвратит непредвиденные аварийные расходы.
Допустимые токовые нагрузки кабелей с МЕДНЫМИ жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена.
К такому типу кабеля относится, например, ПвПуг. Предназначен для прокладки во влажной среде, в грунтах с повышенной влажностью, в сырых и частично затапливаемых помещениях, в кабельных коллекторах (если кабель защищен от механических повреждений), для прокладки по трассам сложной конфигурации и т.п.
Допустимые токовые нагрузки кабелей с АЛЮМИНИЕВЫМИ жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Наиболее популярным кабелем в этой категории можно выделить АПвПуг. Такой силовой кабель используется для прокладки (монтажа) в земле (в траншее), а также в воде (в несудоходном водоеме), при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля, для прокладки по трассе сложной конфигурации.
Предназначен для эксплуатации в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается прокладка этого кабеля на воздухе, в т.ч. в кабельном сооружении, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, огнезащитного покрытия. Силовой кабель предназначен для прокладки на трассе без ограничения разности уровней.
Допустимые токовые нагрузки кабелей с алюминиевой и медной жилами с бумажно-пропитанной изоляцией.
В такой категории чаще всего встречаются силовые кабели АСБл и СБГ.
Кабели АСБл предназначены для эксплуатации в районах с холодным, умеренным и тропическим климатом. Укладывается в грунт или подземные кабельные каналы, а также может прокладываться в помещениях и на открытом воздухе. Кабели марки АСБл используется в любой цепи, которая требует высокой степени надежности, самого длительного и непрерывного срока службы.
Кабели СБГ предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках в электрических сетях на напряжение до 10 кВ частотой 50 Гц и для эксплуатации в макроклиматических районах с умеренным, холодным и тропическим климатом.
Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке.
При выборе кабеля, если выбор стоит между медными и алюминиевыми жилами необходимо учесть: требуемую мощность, длину линии электропередач, условия монтажа и, в последнюю очередь, бюджет на проект.
Если говорить о периоде эксплуатации, то медь конечно же возьмет верх. Ведь срок службы кабеля с медными жилами вдвое больше, по сравнению с алюминием. Из практики эксплуатации известно, что алюминиевый кабель, проложенный в квартире, в среднем прослужит 15-20 лет, а медный проводник будет в исправном состоянии 30 лет и более.
Стоит упомянуть о прочности при растяжении по прокладке кабеля по воздуху, где на кабель будут действовать прямые лучи солнца, мороз и собственный вес. И показатели здесь снова сильно расходятся. Временное сопротивление алюминия будет равно 80-120 МПа, в то время медь показывает сопротивление в 200-250 Мпа. Но оболочка большинства силовых кабелей изготовлена из материалов, которые не способны годами выдерживать попадание прямых солнечных лучей и им требуется дополнительная защита от ультрафиолета, чтобы защитная оболочка не разрушилась от внешнего воздействия. К таким мерам защиты относятся трубы гофрированные, гладкие, ПНД и т.д.
Проводя сравнение токовых нагрузок медной и алюминиевой жил, можно сделать следующие выводы:
1. Медные жилы имеют более высокую электропроводность, в отличие от алюминиевых, что позволяет им передавать больше электрической энергии при той же токовой нагрузке.
2. Кабель с алюминиевыми жилами более легкий и сравнительно недорогой. Это преимущество, безусловно, привлекает большое внимание при планировании крупных проектов.
3. Медные жилы более устойчивы к коррозии, в отличие от алюминиевых, что делает их более долговечными.
4. Алюминиевые жилы менее устойчивы к перегреву, в отличие от медных, что, конечно, сказывается на эксплуатационных характеристиках и безопасности.
5. При выборе материала жилы необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации, такие как длина кабеля, токовая нагрузка, окружающая среда, влажность и другие факторы.
Выбор сечения жилы силового кабеля зависит от конкретных условий эксплуатации и требований к проекту. Оба материала имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому очень важно на первой стадии планирования оценить все плюсы и минусы, взвесить все «за» и «против», рассчитать токовые нагрузки, посоветоваться со специалистами, всё тщательно продумать и сделать правильный выбор.