Для начала нужно немного подковаться в обозначениях и понятиях. Начать стоит с определения терминов «кабель», «провод», «шнур», «жила» и «изоляция». Они являются основополагающими, без их определения и характеристик нельзя как следует разобраться в проводниках и их свойствах.
Жила – это металлическая проволока, сердечник любого электрического проводника. Жила бывает цельной (монолитной) либо в виде множества скрученных в жгут тонких проволочек. В первом случае она называется однопроволочной, во втором — многопроволочной, или гибкой.
Жилы различаются по виду проводника: изготовленные из алюминия, меди или алюмомеди, хотя в последнее время происходит замена алюминия на медь. Одной из главных характеристик жилы является площадь сечения. Производители проводников всегда ее указывают, но иногда появляется необходимость проверить площадь сечения самостоятельно. Сделать это можно при помощи обычной линейки и штангенциркуля, если нет специального микрометра. Измерив диаметр, площадь вычисляем по формуле:
S= 3,14 * r2, где
S – площадь круга (сечения);
r – радиус проводника;
Измеряется в миллиметрах квадратных [мм²].
Проводом называется одна или несколько токопроводящих жил, свитых вместе, или каждая в своей оболочке, соединяющих источник электрического тока и потребителя (рис. 3.1 и 3.2).
Изоляция – не углубляясь в научный термин – это диэлектрик, препятствующий соприкосновению жил(токопроводящих или нет) между собой, а также с окружающей средой и человеком.
Кабель – в отличие от провода имеет одну или несколько жил, каждая из которых заключена в изоляцию и покрыта сверху защитной оболочкой из полимерных пластмасс, резины или металла(рис 3.3). Помимо внешней изоляции, называемой иногда кембриком, в кабелях используются различного вида наполнители, служащие в роли дополнительной защиты от внешнего воздействия.
Шнур — это провод, состоящий из двух или более многопроволочных гибких жил, каждая из которых заключена в изоляцию, покрытых сверху защитной оболочкой из мягкого пластика или резины (рис. 3.4).
Материал жилы
- Алюминий — хороший материал: легкий, дешевый, обладает хорошей электропроводимостью, хорошая теплоотдача, химически стоек. Но к сожалению существуют несколько негативных качеств данного материала:
- Не гибкий. Попробуйте несколько раз перегнуть проволоку из этого материала – она переломится. Следовательно, провода из такого материала следует использовать только в стационарных установках и стараться не допускать прямых углов.
- Окисляется на воздухе. Оксид алюминия — тугоплавкая пленка темного цвета, образующаяся на поверхности металла и являющаяся диэлектриком. Из-за образования этого диэлектрика может происходить потеря контакта, что в последствии приведет к перегреву и разрушению проводника на месте плохого контакта.
- Имеет меньшую проводимость по сравнению с медью, примерно в 1.5 раза.
- Медь – проводимость выше, чем у алюминия, гибкость, не образует оксидной пленки. К сожалению, также имеются рад недостатков:
- Дорогой в производстве.
- Высокая плотность материала, что повышает и вес, заметно утяжеляя в сравнении с алюминиевым проводником того же диаметра.
- Невозможность соединения вместе алюминиевого и медного проводников. Ввиду химической реакции между проводниками происходит их разрушение, а точнее разрушение алюминиевого проводника в месте контакта с медным. Поэтому необходимо соединять через специальные клеммы или путем болтового соединения.
- Алюмомедь — механический композит, состоящий из алюминиевого сердечника и медной рубашки. Плюсом является низкая стоимость и положительные качества и алюминия, и меди, а вот минус в том, что все же уступает по проводимости как меди, так и алюминию.
Сечение жилы
Провода и кабели выпускаются с сечением жилы от 0,3 до 800 мм². Прежде всего толщина жилы зависит от напряжения и силы тока, чем больше сечение, тем выше проводимая нагрузка. Для простоты расчетов при выборе проводника можно воспользоваться таблицей, приведенной ниже(таблица 3.1 и 3.2).
ПУЭ 6 и 7 издание 2009 год:
1.3.10…При определении количества проводов, прокладываемых в одной тубе (или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока,а также заземляющие и нулевые проводники в рассчет не принимаются. Данные, содержащиеся в таблице, следует применять независимо от количества труб и места их прокладки (в воздухе, перекрятиях, фундаментах)…
1.3.11 Допустимые длительные токи для проводов, проложенных в лотках при однорядной прокладке (не в пучках) следует принимать как для проводов проложенных в вохдухе (открыто).
Ток (в Амперах) для проводов, в зависимости от их количества и прокладки:
| Сечение жилы мм² | откр-ыто | 2 одно-жиль-ных | 3 одно-жиль-ных | 4 одно-жиль-ных | один двух-жиль-ный | один трёх-жиль-ный |
| 0,5 | 11 | – | – | – | – | – |
| 0,75 | 15 | – | – | – | – | – |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | – | – | – |
| 185 | 510 | – | – | – | – | – |
| 240 | 605 | – | – | – | – | – |
| 300 | 695 | – | – | – | – | – |
| 400 | 830 | – | – | – | – | – |
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и полихлорвиниловой изоляции с алюминиевыми жилами:
| Сечение жилы мм² | откр-ыто | 2 одно-жиль-ных | 3 одно-жиль-ных | 4 одно-жиль-ных | один двух-жиль-ный | один трёх-жиль-ный |
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | – | – | – |
| 185 | 390 | – | – | – | – | – |
| 240 | 465 | – | – | – | – | – |
| 300 | 535 | – | – | – | – | – |
| 400 | 645 | – | – | – | – | – |
Материал изоляции
Изоляция одна из важнейших составляющих проводника, она придает ему те или иные качества. Видов изоляции, как и материалов, из которых сделана изоляция достаточно много и не имеет смысла рассматривать их все, поэтому рассмотрим самые распространенные встречающиеся в быту. Изоляция состоит из изоляции токопроводящей жилы (ТПЖ) и оболочки. Основными характеристиками материала изоляции являются:
- Электрическая прочность – значение, при котором происходит «пробой» электрическим током слоя изоляции.
- Нагревостойкость – способность материала выдерживать высокую температуру.
- Механическая прочность – способность не терять целостность изоляции при изгибах, загибаниях и т.п.
Теперь рассмотрим материалы изоляции.
- Поливинилхлорид (ПВХ) – очень распространенная изоляция белого цвета, которая очень устойчива к щелочам и кислотам. Негорюч. Мягкий и гибкий материал, но не очень морозоустойчив до -20°
- Полиэтилен — прозрачный изолятор с хорошими показателями морозостойкости, весьма устойчивый к агрессивным веществам
- Резина — прекрасный изолятор, который изготавливается из искусственных или природных каучуков. Используют, когда необходима высокая гибкость и морозоустойчивость
- Силиконовая резина — достаточно эластичный термостойкий изолятор, который имеет очень полезное свойство: при сгорании изоляции образует диэлектрическую защитную пленку
Индикация
ТПЖ заключены в оболочку различного цвета, что не только упрощает подключение проводника, но также несет информацию о жиле, исходя из ее цветомаркировки. Принято ТПЖ с синей окраской изоляции использовать как нулевой рабочий проводник, ТПЖ с зеленой или желто-зеленой окраской изоляции защитный заземляющий проводник, а все остальные цвета будь то красный, белый, черный и т.п. фазный проводник.
Маркировка кабельной продукции
Зная, как правильно расшифровывать маркировку кабеля, можно только исходя из названия представлять характеристики проводника, не видя его «в живую».
- Первая буква обозначает материал, из которого изготовлена жила.
А — алюминий; если это медь, то буквы нет(ПВ и АПВ. Первый кабель медный, второй алюминиевый) - Вторая буква — это область применения провода:
К — контрольный,
М — монтажный,
П (У) или Ш установочный,
МГ — гибкий монтажный кабель.
Буквы нет – это силовой провод. - Третья буква — это тип изоляции ТПЖ.
В или ВР — поливинилхлорид,
Д – двойная обмотка,
К — капрон,
П — полиэтилен,
Р — резина,
НР или Н — негорючая резина,
С — стекловолокно,
Ш —полиамидный шелк,
Э — экранированный
Буквы нет – бумажная пропитанная изоляция.
При многослойной изоляции слои перечисляются от внешнего к внутреннему. - Четвертая буква обозначает особенности конструкции кабеля
Б — бронированный лентами,
Г — гибкий/без защитного покрова (силовой кабель),
Т — для прокладки в трубах,
К — бронирован круглой проволокой,
О — в оплетке,
П – плоский (провод) / бронированный плоскими проволоками (силовой кабель),
Т – для прокладки в трубах,
Ф – фальцованная металлическая оболочка.
Например: ВВГ – силовой кабель, медная жила, ПВХ изоляция и ПВХ обмотка ТПЖ, без защитного покрова. ААГ – силовой кабель с алюминиевой жилой, бумажной изоляцией, алюминиевой оболочкой, без защитного покрова.
Цифровое обозначение очень простое: первая цифра указывает количество жил, а вторая – сечение жилы. Например: ВВГ 3х1,5 – 3 жильный с сечение жилы 1,5 мм2.
Способы соединения проводников
Часто встречаются ситуации, когда не хватает провода, провод нужно нарастить, добавить ответвление, подключить новый электроприемник и т.д. Для таких случаев следует знать, как правильно соединять проводники и с помощью чего, во избежание плохого контакта или неправильности соединения по технике электро-пожаробезопасности, ибо место соединения проводов – зона особой опасности. Рассмотрим самые распространенные способы соединения проводников.
Ручная скрутка ТПЖ – самое простое соединение проводов, при котором прилагаются лишь небольшие усилия для скручивания проводников между собой, без помощи механического инструмента. Но как раз такие скрутки, без болтового соединения, «от руки», которые не скручены до предела чаще всего и являются причиной низкого напряжение, нехватки мощности, а то и вовсе отсутствия напряжения или КЗ, поэтому скрутку необходимо выполнять правильно и качественно.
Не стоит вместе скручивать медную и алюминиевую жилу – это приведет к разрушению скрутки, лучше соединить их, например через болтовое соединение или с помощью одного из тех способов соединения, которые мы рассмотрим в других статьях.