2014-10-21 21:57:54   Автор: energoad
Выбор провода/кабеля. Часть первая. Силовые линии.
Все кабели и провода, применяемые в постройке бытовых силовых кабельных электросетей можно классифицировать по нескольким признакам, каждому из которых будет посвящен небольшой раздел данной статьи. Главенствующими разделами классификации будут области применения кабелей/проводов. В основном будет рассматриваться вариант частного загородного дома, и квартира как частный его случай.
Вне блоковой иерархии стоит рассмотреть классификацию проводников по материалу исполнения.
В 99% случаев материал провода/кабеля это медь либо алюминий. Сравним плюсы и минусы каждого из вариантов.
Медь vs алюминий
- Одним из немаловажных факторов является сечение токопроводящей жилы, которое в свою очередь определяется током, который должен пропускать проводник. При равном сопротивлении (читай токе, помня закон Ома U= I x R, при равном напряжении) которое можно рассчитать по формуле из школьного курса физики. Из формулы видно, что при равной длине, сопротивление проводника будет зависеть от удельного сопротивления материала и площади сечения проводника. Удельное сопротивление меди – 0,018 Ом*м, тогда как у алюминия – 0,029 Ом*м. Таким образом, для пропускания равного тока сечение алюминиевого проводника должно быть примерно в полтора раза больше чем медного, и при прочих равных этот фактор влечёт за собой увеличение веса и диаметра проводников из алюминия. Стоит отметить что алюминий легче меди.
|
формула расчёта сопротивления проводника |
- Не менее важный, ценовой фактор. Медь, как известно, более дорогой материал.
- Гибкость, стойкость к изгибаниям и скручиваиям. В данном аспекте медь выигрывает по всем параметрам.
- Ещё один фактор в пользу меди – это плёнка окисла которая возникает на поверхности проводника при его взаимодействии с воздухом. У алюминия плёнка окисла не проводит ток, у меди же плёнка является проводящей.
- Ещё один плюс в копилку медного проводника – он более долговечен нежели алюминиевый.
- Согласно требованиям правил устройства электроустановок 7-го издания, использование алюминиевого кабеля с сечением жилы менее 16 мм2 запрещено.
Небольшой FAQ по покупке кабеля/провода
Есть несколько маленьких советов по покупке провода/кабеля. Лучше всего конечно покупать кабельную продукцию в проверенных местах (это, как правило, серьёзные магазины, специализирующиеся на продаже различной продукции для электромонтажа). Если такой возможности нет, то стоит помнить о двух распространенных способах отъёма дензнаков у населения с последующими проблемами при электромонтаже. На рынках и в магазинчиках класса 100500 мелочей, по вполне понятным причинам пытаются заработать побольше, при этом потратив поменьше. Первый способ – продажа кабеля сечением заведомо меньше заявленного, ведь чтобы определить на глаз аутентичность заявленному номиналу необходимо обладать немалым опытом в приобретении кабельной продукции, посему стоит ходить в ненадёжные заведения с микрометром и калькулятором, как бы это не было смешно на первый взгляд. Используя формулу расчёта площади круга (S=pi*R2) и зная диаметр проводника можно легко проверить совпадение такого немаловажного параметра как сечение проводника. Второй распространенный способ – это продажа кабельной продукции с примесями. На вид такой проводник выглядит как медный, но туда частенько подмешивают сталь, что конечно же увеличивает удельное сопротивление и вследствие этого сопротивление проводника. Поэтому в комплекте с микрометром и калькулятором можно таскать с собой магнит , радости местных продаванов не будет предела)). Нередко встречаются алюминиевые проводники с медным покрытием, их легко отличить по цвету среза жилы, он явно показывает свою истинную сущность. Стоит так же обращать внимание на толщину изоляции кабеля и его жил.
Всё вышесказанное может показаться паранойей, но лучше так посмешить народ на рынке, чем потом страдать, купив левак, который встречается очень часто в ненадёжных местах.
Участок от магистральных узлов до дома
Итак, у нас есть воздушная линия (далее ВЛ) либо подземный коллектор (чаще кабель прокладывается просто в земле), где проходят магистральные силовые линии и линии связи. В случае ВЛ ответвление выполняется как правило работниками подрядной организации на подкорме у местных электросетей (энергосбыт). В качестве кабеля чаще всего используется СИП-4.
|
|
|
схема использования анкерных зажимов |
кабель СИП-4 |
ЗПО |
СИП-4 расшифровывается как самонесущий изолированный провод, 4-ая марка используется для распределительных линий 0,6/1 кВ. Как правило используется четырёхжильный провод, сечением жилы 16 мм2 и выше. Краткая характеристика: все жилы алюминиевые, с изоляцией, выполненного из термопластичного светостабилизированного полиэтилена, отдельной несущей жилы не имеет. Для растяжки используются анкерные зажимы . Для соединения между собой применяют зажим прокалывающий ответвительный (ЗПО) либо такой же но с возможностью соединения с неизолированным проводом.
|
ВБбШв - такой и топором не враз перерубишь! |
Для прокладки под землёй наилучшим применением может быть кабель типа ВБбШв или (А)ВБбШв. Это кабель, бронированный двумя стальными лентами, намотанными винтом вокруг токопроводящих жил, которые в свою очередь имеют ПВХ изоляцию, поверх брони идёт ПВХ труба. Буква (А) означает, что токоведущие жили выполнены из алюминия, соответственно отсутствие буквы (А) говорит нам, что материал жил - медь. Кабель должен быть закопан на глубину 0,6 - 0,8 метра, поверх кабельной трассы непосредственно на кабель укладывается кирпич в один ряд, далее накидывается небольшой слой земли. Сверху на расстоянии 10-15 сантиметров от кирпичной кладки укладывается сигнальная лента, типа такой какими полиция огораживает периметр в фильмах). Данная система мероприятий стандартна и необходима для всех подземных кабельных трасс, правда редко кто соблюдает эту технологию в бытовых масштабах. Кроме укладки бронированного кабеля довольно распространен вариант укладки обычного кабеля типа ВВГнг в ПНД (полиэтилен низкого давления) трубе.
Разводка внутри жилых помещений
Итак, мы дошли до самой насущной части. Согласно требованиям последнего издания ПУЭ из всего спектра кабельной продукции, для разводки в помещениях наиболее пригодны два вида кабеля: ВВГ и NYM. Что же они из себя представляют?
Наиболее часто применяется кабель ВВГнг, приставка «нг» означает не распространяющий горение, за счёт использования в конструкции изоляции жил и оболочечной изоляции в качестве материала самозатухающего ПВХ пластиката. Данный тип кабеля можно использовать для открытой прокладки по улице без потери рабочих характеристик, поскольку используемый материал изоляции имеет стойкость к ультрафиолетовому излучению. В ТХ кабеля указано, что его можно использовать для прокладки под землёй без дополнительных защитных приспособлений, но это справедливо только отчасти, изоляция не разложится на атомы в земле, но от лопаты провод не спасёт. Кабель имеет довольно внушительный температурный режим эксплуатации от -50оС до +50оС, при влажности воздуха не более 98%. Если есть необходимость осуществлять прокладку ВВГ в зимний период при температуре окружающей среды ниже -15оС, желательно производить подогрев кабеля. Срок эксплуатации целых 30 лет (это гарантированный срок, реально же намного больше). ВВГнг многожильный кабель, бывает в исполнениях от 1 до 5 жил. Бывает как с медными жилами так и с алюминиевыми. Токоведущая жила состоит из монопроводника. Может быть круглой либо плоской формации.
Кабель ВВГ часто применяется в плоской формации для прокладки осветительных линий непосредственно под потолком, при заштукатуривании потолка, когда важно, чтобы провода не сильно выступали - штукатурить меньше) Немалое применение он находит в подвесных уличных линиях для соедининия строений на частных земельных участках.
Кабель NYM состоит из цельных медных жил круглой формы. Изоляция жил - ПВХ пластикат, имеющий отличающуюся цветовую раскраску. В пустотах между жилами находится невулканизированная резиновая смесь, и негорючий ПВХ пластикат покрывает все жилы снаружи. Жилы скручены между собой .Применяется при внутренних монтажных работах, прокладка на воздухе и в земле без дополнительной защиты нежелательна. При одиночной прокладке не распространяет горение. Температурный режим эксплуатации от -30оС до +50оС. Даже при температурах близких к 0оС становится жёстким и плохо гнётся, перед применением в холодную погоду желательно держать в тепле. Близок по своим параметрам и назначению ВВГ при этом отличается в лучшую сторону. NYM имеет немецкое происхождение, но с охотой выпускается и российскими предприятиями по немецкой спецификации. Российский аналог NYM - кабель ВВГзнг (где з - с заполнителем). Встречается в исполнении от 2 до 5 жил.
Чаще всего NYM применяется для внутреннего монтажа в пластиковых коробах и гофрах. Именно этот кабель несёт живительную энергию к вашим розеткам и осветительным приборам в квартирах и домах.
Стоит отметить, что при монтаже осветительных и силовых линий необходимо использовать трёхжильный кабель для однофазной сети и пятижильный для трёхфазной. Это обусловлено необходимостью заземления всех конечных энергопотребителей. Таким образом в кабеле кроме фазных проводников находятся рабочий ноль (N) и проводник заземления (PE).
Небольшой подраздел – установочные провода.
|
ПуВ (ПВ-1) |
Установочный провод в большинстве случаев применяется для реализации заземления, если в существующей проводке не предусмотрен заземляющий проводник. Либо для создания дополнительных систем (контуров) уравнивания потенциалов ДСУП (ДКУП). Подобные системы устанавливаются в местах, где существует повышенный риск поражения электрическим током, это как правило «мокрые помещения»: душевые, ванные комнаты и т.п. и просто изолированные и незаземлённые устройства (отопление, тёплый пол, трубы водоснабжения). В этом случае на помощь приходит отличный провод ПуВ – провод установочный медный (прежний аналог ПВ-1) имеет моножилу и изоляцию из ПВХ пластиката.
|
ПуГВ (ПВ-3) |
Второй вариант применения установочных проводов в подсобном хозяйстве – это разводка внутри щитка. Разумеется немалую часть соединений автоматики в электрощитке берут на себя так называемые гребёнки – медные изолированные шинки с удобными отростками для соединения между собой группы автоматов и более сложные шинки для соединения автоматов дифференциального тока и многополюсной автоматики. Но не все соединения можно выполнить с помощью гребёнок. Можно воспользоваться тем же самым ПуВ. Но его основной недостаток – высокая жёсткость и практически спартанская несгибаемость. Попробовав хотя бы раз согнуть ПуВ на 4 квадрата сечением, останется мало желающих повторить сей эксперимент, а стоит сказать, что коммутации в электрощитках необходимо выполнять сечениями 6 мм2 и выше. И тут в спасение любому монтажнику приходит отличный провод ПуГВ (прежний аналог ПВ-3), от ПуВ отличается тем, что токопроводящая жила состоит из множества тоненьких проводников, что заметно сказывается на гибкости провода и, что уж греха таить, к радости электромонтажников.
Периферийные кабели
|
ПВС |
К данной группе можно отнести линии соединяющие строения и различные инфраструктурные объекты, типа насосов, дренажных систем и т.п. Какой то особой выделенной группы кабелей для данных нужд не существует. Используются в основном кабели ВВГ в ПНД трубе для соединения строений. Для подключения различных насосов будь то скважинный насос или дренажный, часто используют провод ПВС. Этот провод имеет медные многопроволочные жилы в оболочке из ПВХ пластиката, вследствие чего имеет хорошую гибкость и его удобнее пропихивать в трубы и различные искривлённые каналы, нежели жёсткий ВВГ. Непосредственно в скважину к насосу опускается пищевой аналог ПВС, он как правило идёт в комплекте с насосом, поэтому не будем заострять на нём внимание.
С кабелем определились, теперь необходимо выбрать требуемое сечение токопроводящих жил. Теория выбора сечения проводников довольно пространна, но её можно свести к пониманию простейших законов физики, в частности тепловыделение в проводнике с током описывает закон Джоуля-Ленца. Проводник, по которому течёт электрический ток, нагревается и сила нагрева пропорциональна квадрату величины тока и сопротивлению проводника, то есть чем выше ток, тем больше подавай сечение проводника, чтобы кабель не перегрелся и не сгорел. Не вдаваясь в подробности теоретического расчёта зависимости сечения проводника от величины тока, воспользуемся нормативными документами (в частности ПУЭ), которые регламентируют требуемую зависимость. Изначально выбор основывается на мощности конечных потребителей, которая определяет рабочий ток в цепи и номинал автомата защиты в щитке. Стоит отметить, что в подавляющем большинстве случаев используются медные кабели с сечением жилы 1,5 мм2 для осветительных линий и 2,5 мм2 для розеточных групп.
небольшой пример расчёта сечения проводника
Допустим, у нас имеется необходимость проложить силовую линию в помещение кухни. В самом начале нам нужно понять какие потребители будут запитываться от проектируемой линии. К примеру это могут быть микроволновка, чайник и различные бытовые приспособы типа миксеров и кофемолок. Номиналы расхода мощности, как правило, указываются в технической документации на электроприборы. Примем, что номинальные мощности таковы: СВЧ - 1 кВт, чайник - 1,5 кВт, миксер+кофемолка = 0,5 кВт. Суммарно получаем 3 кВт. Исходя из формулы для расчёта мощности
P = U * I * cos (ф), (где cos (ф) - коэффициент мощности, физический смысл которого определяется сдвигом по фазе синусоиды тока относительно синусоиды напряжения в цепи переменного тока, обычно cos (ф) = 0,7..0,8) можно получить P = U * I * cos (ф) => I = P/(U * cos (ф). Таким образом разделив общую потребляемую мощность (3 кВт) на напряжение сети (220 В) и на cos (ф) мы получим рабочий ток в цепи, который будет примерно равен 17 А. Таблица ПУЭ по выбору сечения проводника, по рабочему току, говорит нам, что необходимо исползовать медный кабель с сечением жилы 2 мм2 (трёхжильный ибо фаза, земля, ноль). Но лучше взять с запасом 2,5 мм2 , ведь всегда же подмывает подключить побольше потребителей в одну розетку)
таблицы для выбора сечения проводника
расшифровка сокращений в маркировках кабеля и провода
|