Для передачи электроэнергии и электрических сигналов используют проводную конструкцию – кабель. Он состоит из одинаковых или отличающихся друг от друга изолированных электропроводящих жил, покрытых общей изоляцией. Для придания ему требуемых свойств он может содержать электрический экран, закрывающий все или несколько проводниковых линий. Защитой от механических повреждений может быть металлическая или иная броня. Ею считается оплётка из прочных текстильных материалов.
Свойства и материалы кабелей
Токопроводящие жилы кабеля могут состоять из одного металлического прутка или из нескольких проволок. Из-за этого они делятся по классу гибкости. Для медных проводников:
· 1 класс – негибкий, жила состоит из 1 сплошного провода, при сечении S ≥ 185 мм² - до 35 проволок в жиле;
· 2класс – редко изгибаемый, в жиле содержится от 7до 18 проволок, при S ≥ 185 мм² - до 30;
· 3 класс – мологибкий, имеется от 7 до 37 проволочек, при S ≥ 120 мм² - от 61 до 91;
· 4 класс – гибкий, содержит 20 – 49 проволок, при S ≥ 35 – 95 мм² - от 98 до 189, в больших сечениях – от 266 до 420 токопроводящих медных нитей;
· 5 класс – повышенной гибкости, в проводах сечением до 10 мм² содержится 50 – 80 проволочек, 16 – 70 мм² имеют 224 – 266 шт, более 95 мм² - от 361 до 925, в жиле 240 мм² - 1221 шт;
· 6 класс – сверхгибкий, провод, сечением 2,5 мм содержит 140 жил, у 35 мм² их уже 1107, максимум 3360 шт.
Конструкция кабеля может иметь общую или отдельную оплётку:
· из токопроводящего материала – экранирующая;
· из прочной изолированной ткани – для дополнительной механической или термостойкой защиты.
Материалом токопроводящих жил, чаще всего, служит медь или алюминий, также их сплавы. Ещё может использоваться железо, также другие металлы в составе сплавов или покрытий. Эти компоненты выбраны не случайно: медь имеет 2-ю, а алюминий 3-ю очередь в списке лучших токопроводников, после серебра (не считая графена). Но, так как серебро дорогое, то его иногда задействуют лишь для покрытия поверхностей проводов или же в составе сплавов.
Для предотвращения образования оксидной плёнки на медных проводах, предназначенных для монтажа, делают лужение – жилу покрывают припоем из сплава свинца и олова. Для увеличения прочности кабеля используют сталь. Из неё может быть выполнена токопроводящая жила (или несколько), броня или оплётка. Для уменьшения удельного сопротивления – сталь покрывают медью.
В качестве изоляции используют преимущественно пластик на основе поливинилхлоридов. В СанПиН есть требования противопожарных свойств к материалу изоляции. Для этого применяют специальные добавки или используют полимеры, состав которых производители патентуют. Волокна используются для увеличения механической прочности изоляции, стекловолокно – для термической устойчивости.
Резину в качестве изоляции сейчас редко применяют, так как её не удаётся сделать негорючей и снизить выделение едкого дыма при горении. Также и асбест, как опасный канцероген, производители больше не используют в качестве основного материала термостойких изолирующих компонентов кабеля. Если же эти вещества имеются в кабеле, то использовать их в помещении нежелательно, какой бы там ни был логотип производителя.
Виды кабелей по назначению
Любой кабель имеет маркировку, которая определяет его основные технические характеристики. Но, если приводить правила составления аббревиатуры, то повествование растянется. А неточная расшифровка может привести к запутанности. Если нужны такого рода подробности, то о них можно узнать здесь.
Дело в том, что в них есть много отступлений, которые сокращают разрядность итогового наименования. Поэтому эту науку лучше оставить для производителя. Впрочем, есть на рынке и зарубежные изготовители, которые используют свою маркировку. Также некоторые бренды могут именовать свою продукцию сокращённым клеймением:
· LS – с минимальным дымовыделением при принудительном горении изоляции;
· HF – не содержит галогенов;
· FR – устойчивые к воздействию пламени;
· LTx – материалы, выделяемые при вынужденном горении малотоксичны.
В названии марки кабеля может быть несколько таких буквосочетаний, чаще с приставкой «нг» (негорючий).
Всё же основная классификация кабеля реализована по его предназначению. Впрочем, допускается иногда использовать, например, силовой кабель для некоторых контрольных цепей. Но, не наоборот. Да и замена такого характера не всегда эффективна. А, чаще всего, ещё и нерентабельна.
Силовые
Для подведения электропитания к электроустановкам и осветительным приборам, также для подключения к генераторам электроэнергии используются силовые кабели. Они классифицируются:
· по напряжению – однофазные, трёхфазные и для постоянного тока;
· сечением – по максимальному току;
· количеством жил, их назначением;
· материалом токопроводящих жил служит медь либо алюминий;
· дополнительными характеристиками – наличием экранирующей или защитной оплётки, брони и других конструкционных особенностей.
Чаще всего производитель обобщает некоторые классы для увеличения спектра их использования. Например, вряд ли кому удастся силовой монтажный кабель с количеством жил 3 и более, номинальное напряжение которого было бы в пределах 220В – 380В. Если кабель имеет такое количество жил, то вероятность задействования его под трёхфазное напряжение 0,4кВ очень высокая. Поэтому производитель выпускает такие материалы с параметром 300/500В и частотой до 400Гц (ГОСТ 31947-2012 п.4.2).
А предназначенные для постоянного напряжения силовые кабели, производитель редко выделяет в отдельную категорию. Для таких целей важным фактором является правильный выбор сечения жил токопроводников. Для них также имеет значение класс гибкости, который выбирается в зависимости от условий эксплуатации кабеля.
Для стационарной проводки – применяют 1 класс (негибкий, имеющий 1 проволоку, а в толстых сечениях несколько). Таким образом, кабель будет максимально компактным, а проводник меньше всего подвержен коррозийному воздействию. Класс гибкости увеличивается, если при эксплуатации материал подвергается изгибаниям или вибрации.
Какой материал жил силового кабеля лучше использовать: алюминий или медь? Тут исходят из соображения: надолго и качественно медь, бюджетная времянка – алюминий. Он дешевле своего конкурента в 3 раза и это чуть ли не единственное его преимущество, хотя при большой мощности очень весомое.
При запитке мощной нагрузки на большое расстояние на относительно недлительное время неэкономично использовать медь. Например, временное освещение/отопление строящихся объектов, теплиц и пр. Причём укладка такого материала должна быть обязательно стационарной, иначе применяют медные переноски с классом гибкости 4 и более.
Недостатки алюминия по сравнению с медью и способы их исключения:
· Худшая электропроводность (большее удельное сопротивление) – компенсируется использованием кабеля с большим сечением или применением его на малом токе потребления нагрузкой;
· Более подвержен окислению, в особенности, при контакте с влагою и разнородными металлами (в том числе с медью). Применяют герметичные коробы. Для подключения используют специализированные антиокислительные наконечники;
· Повышенная термотекучесть – следует не допускать нагрева проводников при эксплуатации установкой защиты по току. Также обжимные соединения требуют регулярного технического обслуживания.
Кстати, есть ещё и плюсы у алюминия: он хорошо изгибается, если находится не на морозе, поэтому легко монтируется в теплом состоянии. Также он значительно легче меди, которая относится к тяжёлым металлам. Поэтому даже большая магистраль мощных алюминиевых кабелей будет лёгкой, а значит и крепить её будет проще.
