Особенности уличных кабелей
Кабели, используемые для передачи электроэнергии вне помещения, изготавливаются из меди и алюминия. Они состоят из одной или нескольких жил, каждая из которых содержит множество проводов. Благодаря этому достигаются необходимые прочность и гибкость.
Изоляционный материал:
- полиэтилен:
- ПВХ;
- резина;
- свинец.
Такие изделия обладают улучшенными характеристиками.
Характеристики провода
Максимально допустимый температурный диапазон, в котором работает линия, находится в пределах от – 60 до + 50 °С. Срок службы проводов достигает 10 и более лет.
Такие проводники изготавливают с улучшенной изоляцией. Благодаря ей они не только выдерживают воздействие ультрафиолета и сильных морозов, но и имеют повышенный порог устойчивости к механическим повреждениям.
Элементы и устройство
Внутри кабеля находится одна или несколько металлических жил, покрытых изоляцией. В качестве проводника используются алюминий и медь. Некоторые модели имеют усиленные конструкции, дополненные стальной проволокой.
Одна жила может состоять из множества проводов небольшого сечения, либо ее изготавливают из одиночной проволоки большего диаметра.
На даче либо при необходимости протянуть линию от дома во двор к постройкам используют медные провода. Под изоляцией многожильного высоковольтного кабеля присутствует экранирующий металлический слой. Это может быть свинец, алюминий или их сплавы.
Требования по ГОСТ
ГОСТ устанавливает строгие стандарты, которым соответствуют кабели для уличной проводки.
| СИП | 31946-2012 |
| АВБбШв | 16442-80 |
| NYY | Кабели могут использоваться наряду с проводами ВВГ и ВВГз на напряжение 1 кВ по ГОСТ 16442-80. По конструкции, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам соответствуют стандартам Германии DIN VDE 0276 ч.603 и DIN VDE 0276 ч.627 |
| ПВС | 7399-97 |
| ВВГ | 16442-80 |
| ПВ | 6323-79 |
| АПВ | 6323-79 |
В соответствии с ГОСТ, жилы огнестойких проводов изготавливаются из медной проволоки сечением от 1,5 до 2,2 мм. Поверх них накладывается термический барьер из слюдосодержащих лент, затем экран и только потом изоляция.
Прочность при разрыве шнура должна быть не менее 60 и не более 90 Н/мм².
Для изоляции применяются:
- поливинилхлоридный пластикат;
- полиэтилен;
- полимерная композиция без галогенов.
Огнестойкие провода изготавливаются из медной проволоки.
Номинальная толщина жилы, в зависимости от марки шнура, должна находиться в пределах от 1,5 мм до 16 мм.
Изоляционный материал должен иметь разную окраску. Причем ее цвет зависит от порядкового номера в конструкции.
Маркировка кабелей
Буквенный индекс содержит данные о металле, из которого изготовлены жилы. В нем заключена информация об изоляционном материале и защите.
Порядок маркировки:
- Металл, из которого сделан проводник.
- Назначение изделия.
- Изоляция.
- Защита.
Маркировка также содержит ряд цифр, которые указывают на количество жил и их сечение. Последняя обозначает класс номинального напряжения.
| А | Алюминий |
| – | Отсутствие буквы “А” означает, что используется медь |
| Ш | Установочный |
| К | Контрольный |
| М | Монтажный |
| П | Полиэтилен |
| Н | Термостойкая резина |
| В | ПВХ |
| К | Капрон |
| Пс | Термопластический полиэтилен |
| С | Свинец |
| Пв | Полиэтилен высокого качества |
| Б | Бронированная оболочка |
| Г | Не имеет защиты |
| А | Асфальтированный |
Например, кабель ВВГ не содержит в маркировке буквы А. Значит, в качестве проводника используется медь. Первая В указывает на тип изоляции жил – поливинилхлорид, вторая В – на материал оболочки, защищающей весь провод. Последний символ Г предупреждает, что изделие не имеет брони и дополнительных защитных покровов.
Что влияет на нагрев проводов
Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:
- Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
- Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
- Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
- Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
- Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.
Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:
I=(PK)/(Ucos φ)
P – мощность в ваттах
U=220 Вольт
K=0,75 – коэффициент одновременного включения;
cos φ=1 для бытовых электроприборов;
Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:
I=P/(U√3cos φ)
U=380 Вольт
Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.
Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.
Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии
Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе)
Влияние длины проводки на выбор кабеля
Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм кв. это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.
Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.
Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.
Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое
Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам
Сечение кабеля для розеток
При выборе сечения кабеля для бытовых розеток в квартире, в первую очередь обращаемся к ПУЭ (правила устройства электроустановок) Таблица 7.1.1., в которой указано минимальное сечение для линий групповых сетей 1,5 мм.кв.
Но медный кабель, таким сечением, выдерживает ток всего в 18А, что соответствует примерной мощности 4,1 кВт. Если учесть то, что мы редко прокладываем отдельные кабели от распределительного щита на каждую розетку, а на одной линии, зачастую, подключены сразу несколько розеток, то такого сечения явно будет недостаточно.
Оптимальным же сечением кабеля для розеточных групп в квартире является 2,5 мм.кв., такой кабель выдерживает ток в 27 А, соответственно нагрузку общей мощностью около 6 кВт. Использовать жилы большего сечения, например, 4мм.кв, уже нет смысла, т.к. они физически не поместятся в клеммах механизмов розеток, а кроме того, такие кабели, тяжелее прокладывать и экономически, это будет более затратно.
Стоит отметить, что все выпускаемые бытовые электроприборы, которые включаются в розетку, редко бывают мощнее, чем 3,5 кВт. Поэтому, используя в электропроводке розеточных групп кабель сечением 2,5 мм.кв. вы можете быть уверенными, что они выдержат любой бытовой электроприбор, даже при длительной работе.
Сечение кабеля
Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.
Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.
Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5 мм², а на освещение — 1,0-1,5мм².
Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.
Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².
Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.
При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.
Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).
Таблица нагрузок по сечению кабеля:
| Сечение кабеля, мм² | Проложенные открыто | Проложенные в трубе | ||||||||||
| медь | алюминий | медь | алюминий | |||||||||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |||||
| 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | 220В | 380В | |||||
| 0.5 | 11 | 2.4 | ||||||||||
| 0.75 | 15 | 3.3 | ||||||||||
| 1 | 17 | 3.7 | 6.4 | 14 | 3 | 5.3 | ||||||
| 1.5 | 23 | 5 | 8.7 | 15 | 3.3 | 5.7 | ||||||
| 2.5 | 30 | 6.6 | 11 | 24 | 5.2 | 9.1 | 21 | 4.6 | 7.9 | 16 | 3.5 | 6 |
| 4 | 41 | 9 | 15 | 32 | 7 | 12 | 27 | 5.9 | 10 | 21 | 4.6 | 7.9 |
| 6 | 50 | 11 | 19 | 39 | 8.5 | 14 | 34 | 7.4 | 12 | 26 | 5.7 | 9.8 |
| 10 | 80 | 17 | 30 | 60 | 13 | 22 | 50 | 11 | 19 | 38 | 8.3 | 14 |
| 16 | 100 | 22 | 38 | 75 | 16 | 28 | 80 | 17 | 30 | 55 | 12 | 20 |
| 25 | 140 | 30 | 53 | 105 | 23 | 39 | 100 | 22 | 38 | 65 | 14 | 24 |
| 35 | 170 | 37 | 64 | 130 | 28 | 49 | 135 | 29 | 51 | 75 | 16 | 28 |
Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.
Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабели в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя.
При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.
- Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:
- поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
- поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
- поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
- поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.
Выбор сечения провода исходя из количества потребителей
О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, проброшенный во все комнаты, от которого идут отводы.
Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.
Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)
Для начала разберемся, в чём отличие провода от кабеля или шнура?
Ответ на этот вопрос дан в ГОСТ 15845-80.
Электрический кабель – это кабельное изделие, содержащее одну или более изолированных жил (проводников), заключенных в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в который может входить броня, и пригодное, в частности, для прокладки в земле и под водой.
Электрический провод – это кабельное изделие, содержащее одну или несколько скрученных проволок или одну или более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься легкая неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка из волокнистых материалов или проволоки, и не предназначенное, как правило, для прокладки в земле.
Электрический шнур – это провод с изолированными жилами повышенной гибкости, служащий для соединения с подвижными устройствами.
Нагрузка (диаметр провода)
Расчет сечения кабельных изделий по токовой нагрузке необходимо производить для дальнейшей защиты их от перегрева. В случае, ели по проводникам проходит слишком большой электроток для их сечения, может произойти разрушение и оплавление изоляционного слоя. Предельно допустимая длительная токовая нагрузка – это количественное значение электротока, который сможет пропускать кабель достаточно долго без перегревов
Важно это знать. Для определения этого показателя изначально необходимо просуммировать мощности всех энергопотребителей
После этого произвести вычисления нагрузки по формулам:
I = P∑*Kи/U (однофазная сеть),
I = P∑*Kи/(√3*U) (трехфазная сеть),
Где:
P∑ – общая мощность энергопотребителей;
Kи – коэффициент, равный 0,75;
U – электронапряжение в сети.
Из чего делают электрокабели?
Основными элементами любого электрического кабеля выступают жилы – элементы для прохождения электрического тока, изолированные друг от друга внутренней оболочкой и заключенные в общую оболочку.
Они обозначаются аббревиатурой ТПЖ.
Жилы для передачи электрической энергии бывают двух типов:
- однопроволочные сплошные;
- многопроволочные, состоящие из большого количества тонких нитей.
Некоторые ошибочно полагают, что однопроволочные жилы и одножильные кабели – понятие идентичное. На самом деле одножильные изделия могут иметь только одну жилу, которая, в свою очередь, может быть выполнена одно- либо же многопроволочной.
Основой для изготовления токопроводящих жил может выступать медь или алюминий. Если сравнивать эти металлы, то алюминий, хоть и стоит дешевле, но проигрывает в том, что имеет меньший уровень электропроводности.
Это обозначает, что при равном сечении медный проводник способен пропускать больший ток. Единственным «минусом» меди является тот момент, что при ее нельзя напрямую соединять с другими металлами. Т.е. для соединения с алюминием потребуется переходник, исключающий формирования гальванической пары.
Если состыковку произвести посредством скрутки, то это место быстро окислится, что приведет к разрыву контактов, в результате которого может произойти замыкание магистрали. В идеале для всех линий в квартире стоит выбирать провода одного типа.
Кабели для электрических сигналов оснащают общей защитной оболочкой.
Изоляционный слой может быть выполнен из:
Каждый их этих материалов характеризуется высокими изоляционными характеристиками. Благодаря этому их можно использовать в сетях различного класса напряжения в пределах 500 Вт.
Любой кабель, применяемый для внутридомовой и квартирной проводки, имеет как минимум два изоляционных слоя: первый защищает собранные в пучок внутренние жилы, второй опоясывает только одну жилу.
Расчет сечения кабеля по мощности и длине
Правила устройства электроустановок описывают все факторы, оказывающие влияние на выбор сечения кабеля для монтажа электропроводки. Основным из них является нагрузка, используемая в сети. Получить ее можно, зная мощность электрооборудования.
Влияние оказывают и другие факторы:
- Количество жил: от этого зависит, насколько сильно нагревается провод.
- Способ укладки: кабели, уложенные под землей, выдерживают большую нагрузку. Провода, уложенные в короб, нагреваются друг о друга. Если в коробе находится больше четырех проводов, для расчета сечения применяется поправочный коэффициент, указанный в ПУЭ.
- Процент падения напряжения.
- Температура воздуха, при которой будет эксплуатироваться сеть.
К электрическим сетям предъявляются следующие требования:
- безопасность;
- надежность;
- экономичность.
Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.
Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода – это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.
Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( “Правила устройства электроустановок“). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:
- Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
- Материал проводника.
- Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность – в киловаттах (кВт).
- Месторасположение кабеля.
В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину – 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.
В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно “Правилам устройства электроустановок“, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на порядок больше, чем у ВА.
Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.
При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:
- Длина провода, единица измерения – м. При её увеличении растут потери.
- Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
- Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.
Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:
- В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
- С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
- Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ – удельное сопротивление материала, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
- Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
- Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.
Расчет сечения медных проводов и кабелей
Рассмотрим пример расчета медных кабелей в розеточной группе, установленной на кухне.
Выбираем провод сечением 2,5 мм2 , но для этого необходимы 3-4 розетки. Если же розетка одна, то сечение провода должно быть как минимум в 2 раза больше. В комнате достаточно провода сечением 1,5 мм2 .
Но все же лучше произвести расчеты и узнать конкретные значения.
Выбор сечения кабеля по мощности
На сечение способна повлиять еще одна составляющая — это температура. Чeм вышe тeмпepaтypa, тeм вышe элeктpичecкoe coпpoтивлeниe пpoвoдникa. Поэтому за стандартное значение следует принимать 18 С.
Опираясь на эту температуру, составлены табличные значения.
Так как алюминиевые провода применяются, например, в уличных проводках, то таблицы зависимости сечения по току и по потребляемой мощности составлены в том числе и для алюминиевых кабелей.
Диаметр провода — заключение
Перед приобретением провода, разумным решением было бы ознакомится с тем, какого диаметра бывают провода и определить их диаметр сечения. Определение кабельного изделия в поперечном сечении – особо важный процесс, тут нужно подключать знания математики, физики, поскольку просчеты в этом процессе недопустимы. При этом необходимо учитывать все факторы, параметры и правила, доверяя только своим расчетам. Проведенные измерения должны совпадать с вышеописанными таблицами – при отсутствии в них конкретных значений их можно найти в таблицах многих справочников по электротехнике.
Выводы и полезное видео по теме
Перед выбором и практическим применением проводов лучше еще раз вспомнить теорию, посмотрев полезные видеосюжеты.
Видео #1. Как правильно выбрать провод:
Видео #2. Совет мастера, какой провод для дома лучше:
Ценовой диапазон представленных в продаже электрокабелей довольно широк. Но в этом вопросе не стоит экономить. Заниженная цена может указывать на то, что при производстве кабельного изделия были задействованы материалы низкого качества либо же провод имеет сечение меньше заявленного.
Приобретая продукцию китайских производителей, будьте готовы к тому, что в стремлении сэкономить вместо медных проводников многие из них задействуют омедненные алюминиевые провода. Внешне они практически не отличаются от медных аналогов, а разнятся лишь рабочими характеристиками.
У вас есть полезные рекомендации, которые вы хотите сообщить посетителям сайта и нам? Возникли вопросы при ознакомлении с информацией? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке ниже текста статьи.
Источник: