Силовой кабель что это такое
Что такое силовой электрический кабель и из чего он состоит?
Силовой кабель позволяет передавать электроэнергию от подстанций к коммунально-бытовым, промышленным, общественным объектам. Конструкция провода состоит из жил, изолирующих покрытий, внешней оболочки, брони, экрана. Изделия подразделяются на классы по виду сплава, структуре и строению, количеству жил, интенсивности проходящего напряжения тока и т.д.
Разновидности изделий
Назначение силовых проводов заключается в передаче электроэнергии в жилые здания, общественные организации, производства. Изделия классифицируются по параметрам и характеристикам кабелей, проводов внутренних, оболочек и т.д.
Наружная (внешняя) защита от атмосферных осадков и смены погодных условий в кабелях для электропроводки может быть бронированной либо небронированной. Контрольный кабель от силового провода отличается меньшей прочностью, т.к. не имеет армирования.
По конструктивному решению токопроводящих жил изделия подразделяются на кабели одножильные либо с 2-5 проводами (многожильные).
Классификация по силе напряжения разделяет кабели на предназначенные для функционирования под давлением:
Изделия отличаются общей массой и весом отдельных элементов (изоляция, жилы, экраны).
К популярным и востребованным конструкциям силового кабеля относятся типы:
Кабель ППВ состоит из медной сердцевины (трехжильной), защищенной слоем из поливинилхлорида. Продукция применяется при проведении освещения в помещениях. Изделия должны крепиться статично.
Провод АППВ изготавливается преимущественно из алюминиевых сплавов; материал проходит по длине провода.
Сердцевина кабеля ВВГ состоит из меди, имеет 1-4 жилы. Защитное покрытие состоит из ПВХ. Кабели служат для проведения линий освещения в жилых и общественных комплексах с разной температурой и влажностью воздуха.
Медь в составе провода ПВС обеспечивает пластичность конструкции. В соответствии с толщиной изделия допускается 2-5 скручиваний частей стержня. Провода применяются в бытовых приборах, системах освещения, переходниках.
В кабелях ВБбШв предусмотрено до 5 скручиваний жил. Продукция применяется при проведении линий электропередач. Изделия отличаются прочностью, долговечностью.
В составе кабеля марки КГ — многопроволочные жилы из меди. Защитный слой состоит из прорезиненного изолятора. Прочность, пластичность, влагостойкость изделий позволяют использовать продукцию на сложных участках.
Понятие жилы в электропроводке
Устройство силовых кабелей включает пластичные жилы из металлических сплавов. Сердечник может быть однопроволочным либо многопроволочным. Различается конфигурация сечения элемента (плоская, секторная). Важной характеристикой является площадь сечения жилы.
Токопроводящие и нулевые заземляющие жилы
Жилы в соответствии с назначением могут быть токопроводящими либо заземляющими (нулевыми).
Токопроводящая жила является основным элементом в кабеле. В составе жилы может быть 1-5 проволок. Форма элементов по стандартам округлая, сегментная либо секторного типа. Изделия нормируются по виду сечения и диаметру.
Жилы нулевые применяются при неравномерных нагрузках электросети. Заземляющие нити отличаются небольшим сечением и размещаются по центру провода. Элементы обеспечивают безопасную эксплуатацию.
Изоляция жил
Жилы в проводах должны быть изолированы специальным покрытием.
В качестве защитного сырья используются:
Изоляция из бумаги предполагает нанесение слоев на жилы и пропитывание сырья огнестойким составом. Продукция применяется на оборудовании, работающем под большим напряжением.
Изолирующее покрытие из резины пластичное, прочное, долговечное. Жилы с резиновой оболочкой используются в кабелях для подсоединения к устройствам, передвигаемым при эксплуатации. Необходимо учитывать чувствительность резины к минусовым температурам. Для предотвращения деформации жилы дополняют поливинилхлоридным покрытием.
Изолирующий слой из пластмассы (полиэтилен либо поливинилхлорид) бюджетен, надежен, обладает высокой изоляцией, большим сроком годности.
Одножильные и многожильные
Конструкция силового кабеля включает провода:
Провод одножильный включает 1 проводник тока. Изделия применяются в общественных зданиях, жилых комплексах для подачи электричества. В производственных помещениях одножильные провода применяют для вывода электроэнергии от генераторов в общую сеть.
Многожильные провода состоят из нескольких переплетенных жил. Для увеличения пластичности между жилами протягивают нить. Изделия отличаются устойчивостью к вибрациям, гибкостью, предназначены для подключения бытовых приборов.
Материал жилы
Для изготовления жил применяются разные виды сырья (сплавы алюминия, меди, стали). Допустимы комбинированные составы и синтетические материалы жилы. Для пропуска оптических сигналов провода выполняют из пластмассы либо стекла. Для рассеивания тепловой энергии используются жилы из нихрома.
Медные
Жилы из меди в соответствии с технологией изготовления производятся пластичными либо жесткими. Диаметр однопроволочных элементов составляет 16-95 мм², многопроволочных — 25-800 мм². Жилы с жесткой структурой имеют круглое сечение. Медные сплавы эффективны, надежны, долговечны, но отличаются высокой ценой.
Алюминиевые
Алюминиевые жилы имеют большую площадь сечения, отличаются небольшой электропроводностью. Провода мягкие, подвержены деформации, окислению, требуют регулярной проверки надежности соединений в электросети. Проводники из алюминиевых сплавов имеют жесткую структуру. Сечение проводов не должно превышать 1 мм². На жилых объектах алюминиевые жилы должны быть с площадью поперечного сечения не менее 16 мм².
Экраны, заполнители и оболочки
Конструкция силового кабеля включает обязательные слои между изоляцией:
Экраны предназначены для защиты внешних слоев от электромагнитного воздействия. Элементы выполняют из фольги, бумаги, обработанной специальным составом.
Заполнители выполняют в форме жгутов из пластмассы, резины, бумажных лент. Элементы позволяют корректировать плотность примыкания частей конструкции. Составы делают изделие герметичным, устойчивым к механическим воздействиям, придают ему необходимую форму.
Оболочки предназначены для защиты поверхностей провода. Части конструкции изготавливаются из сплавов алюминия, свинца, негорючих пластмассы и резины. Поверхности могут быть гладкими либо гофрированными. Оболочки предотвращают деформацию провода от действия воды, кислотно-щелочных составов.
Завершающими в конструкции являются защитные покровы (подушка, бронепокров). Броня, выполненная из оцинкованных лент и проволок, придает изделию прочность.
Изоляция электропроводки
Оболочка силового кабеля предназначена для изолирования изделий от внешних элементов здания. Покрытие не должно проводить ток.
Основные виды изоляции кабелей представлены покрытиями:
В качестве изоляции могут использоваться полистирол, фторопласт, окись магния и т.д.
Конструкции кабелей, покрытых бумажными листами с оболочкой из алюминия и свинца, оптимальны для пропуска электрической энергии с напряжением 35 кВ (ГОСТ 18410-73). Изоляционные материалы с покрытием из алюминия не рекомендованы для производственных площадок с применением щелочных растворов. От агрессивных-щелочных сред защищает изоляция с покрытием из свинца.
Кабели с внешней резиновой изоляцией подходят для установки электрических сетей с постоянным напряжением до 10 кВ. Провода используются в трассах с разными уровнями электропроводки (ГОСТ 433-73). Изделия отличаются высокой гигроскопичностью, пластичностью. Конструкция провода снабжена прочной броней из стали, которая предотвращает деформирование.
Кабели с изоляцией из поливинилхлорида предназначены для выполнения электропроводки с номинальным напряжением 0,66-6 кВ (ГОСТ 16442-80). Материалы бюджетны, пластичны. При использовании добавок состав приобретает устойчивость к воздействию минусовых либо повышенных температур.
Внешняя изолирующая оболочка из сшитого полиэтилена (СПЭ) является усовершенствованным составом, отличается небольшой массой, долговечностью, стойкостью к воздействию влаги, термостойкостью.
Силовые кабели. Подробный обзор
Что такое силовой кабель. Обзор
В настоящее время существуют десятки видов силовых кабелей, и на первый взгляд непонятно, зачем столько много? Ведь достаточно подобрать кабель по сечению, и можно его использовать) Конечно, это не так, раз кабель выпускается, значит это для чего-то нужно, и он имеет какие-то особенности в применении.
Об особенностях разных видов силовых кабелей, их классификации, устройстве, способах подключения и областях применения мы и поговорим в этой статье.
А если нужна официальная информация, вот ГОСТы на кабели:
Все эти документы можно будет скачать в конце статьи.
Что такое силовой кабель?
Кабель силовой – это такой кабель, который предназначен для передачи электроэнергии, необходимой для питания потребителей. Как правило, по кабелю передаются три фазы и нейтраль в случае системы заземления TN-C. Когда применяется система заземления TN-S, используется пятипроводный силовой кабель (три фазы, рабочий ноль N и защитное заземление РЕ).
Подробнее при системы заземления я рассказывал в статье Моё мнение про заземление, а про трехфазную систему – в статье про отличия трехфазной и однофазной систем питания.
В отличие от контрольных кабелей и кабелей управления, силовые кабели передают напряжение постоянно, в течение всего времени работы потребителя, и это напряжение не несёт никакой информации.
Классификация силовых кабелей
Материал жилы
Как известно, в домашней проводке алюминий запрещен согласно ПУЭ:
2.1.49. Для стационарных электропроводок должны применяться преимущественно провода и кабели с алюминиевыми жилами. Исключения см. в 2.1.70, 3.4.3, 3.4.12, 5.5.6, 6.5.12-6.5.14, 7.2.53 и 7.3.93.
Исключений больше, чем правил: алюминиевые провода нельзя применять, если коротко, в чердачных помещениях, в некоторых устройствах подстанций, в щитовых устройствах, в цепях управления лифтами, в цепях освещения некоторых помещений, в общественных зданиях и помещениях, на взрывоопасных объектах.
Однако, недавно вышел Приказ Минэнерго России от 16.10.2017 N 968 о использовании алюминиевой электропроводки, где указаны нормы на провода с жилами из алюминиевых сплавов. Там приведены правила использования алюминиевых жил и требования к химическому составу алюминиевых сплавов.
Тем не менее, кабелей конкретных марок сечением 2,5, 4,0, 6,0 мм², удовлетворяющих этому приказу и пригодных для использования в электропроводке 0,4 кВ, я пока не встречал.
Количество проволок в жиле
Чем больше в жиле проволок, тем больше она годна к многократному изгибу. Конечно, в этом смысле медь более предпочтительна. Но подождем ещё отзывы про новые алюминиевые сплавы!
С другой стороны, кабели с однопроволочными жилами (в их названии есть буквы “ож”) проще подключать. Многожильные требуют обязательной опрессовки наконечниками, а для этого нужен специальный инструмент и опыт работы.
Опрессовка многожильных проводов
Плюс одножильных кабелей – дешевизна, и поэтому их прокладывают при стационарной и скрытой электропроводке.
Изоляция и пожарная безопасность
Современные кабели изготавливаются в основном с изоляционной оболочкой из поливинилхлорида (ПВХ). Если в кабеле несколько проволок (проводов), то кроме индивидуальной, он имеет и общую изоляцию, предохраняющую его от внешних воздействий. Качественный кабель всегда имеет общую изоляцию из нескольких слоев и материалов.
Силовые кабели подготовлены к монтажу
Кроме изоляционных свойств, очень важная характеристика изоляции кабеля – поведение при пожаре. Для этого изоляцию выполняют из специальных материалов и определенной конструкции. Обозначения таких кабелей на примере распространенного кабеля ВВГ:
ВВГ нг LS – с пониженным дымообразованием (Low Smoke), другое его название – FR LS – « Fire Resistance »
ВВГ нг (а) – универсальный пожароустойчивый.
В проектах на строительство обычно указывается марка кабеля, и наиболее распространенные сейчас кабели – ВВГ FRLS и его аналог NYM.
Прокладка
При прокладке кабелей нужно руководствоваться маркой кабеля и ПУЭ, глава 2.1.
Следует выделить важные моменты при прокладке кабелей:
Прокладка должна быть выполнена таким образом, чтобы минимизировать механические и атмосферные воздействия. В случае прокладки на открытом воздухе должны применяться специально разработанные для этого марки кабелей (например, СИП).
Кабель должен быть по возможности сменяемым. Это – требование ПУЭ 7.1.37. Впрочем, в том же пункте говорится, что в случае скрытой проводки внутри стен из негорючих материалов допускается проводку делать несменяемой.
Пример прокладки кабелей в цеху
Согласно ПУЭ 2.1.23, все места соединения проводов должны быть доступны. Поэтому их делают в распределительных или установочных коробках, а также в электрощитках, к которым должен быть доступ для осмотра, ремонта и обслуживания. Это требование часто не выполняют в угоду дизайну помещения.
Соединение кабелей
На эту тему сказано уже очень много, приведу здесь лишь краткий обзор возможных вариантов.
Самый распространенный вариант – это скрутка. Однако, этот способ соединения не разрешается в ПУЭ, поскольку он не поддается оценке качества. Иначе говоря, каждый электрик может сделать её по своему, и проверить это не получится.
Поэтому в ПУЭ разрешено делать соединения при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов. Но все эти варианты не исключают предварительную скрутку!
Одинаковый материал жилы и сечение
Это самый лучший вариант. Тут можно использовать все способы соединения. Для больших токов предпочтительна опрессовка и сжимы типа “Орех”.
Винтовые клеммы и сжимы типа “Орех”
Одинаковый материал жилы, разное сечение
Следует избегать этого варианта. Допустима разница на один размер, например, 4 мм2 и 2,5 мм2. Тогда возможны варианты, как в предыдущем пункте.
Разный материал жилы
Это как раз медь с алюминием. Самое главное здесь – чтобы поверхности этих материалов не соприкасались непосредственно. Должен быть какой-то “посредник”, для этого применяют клеммники с пастой (Wago), болтовые соединения через шайбу, соединения типа “Орех”, опрессовкой специальными медно-алюминиевыми гильзами.
Соединение проводов с наконечниками через винтовой клеммник
На крайний случай, медный провод можно облудить, и потом скручивать его с алюминиевым.
Жила однопроволочная и многопроволочная
Это – самый тяжелый случай, его следует избегать. А в случае необходимости – использовать специальные сжимы или болтовые клеммы.
Во всех приведенных случаях необходимо защищать место соединения и кабель, ограничивая ток автоматическим выключателем.
Вот что бывает, если наконечник на проводе плохо обжат, либо поверхность провода окислена:
Наконечник нагрелся. Необходима повторная обжимка проводов либо замена
Видео
Напоследок – парочка интересных видео про кабели.
Скачать
Как и обещал, выкладываю основные ГОСТы, по которым изготавливаются сейчас силовые кабели:
• ГОСТ 16442-80 / Кабели силовые с пластмассовой изоляцией. Технические условия. С изменениями до 2000 года, включительно., pdf, 165.03 kB, скачан: 615 раз./
• ГОСТ 31565-2012 / Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности., pdf, 279.59 kB, скачан: 541 раз./
• ГОСТ 31996-2012 / Кабели силовые с пластмассовой изоляцией на номинальное напряжение 0,66; 1 и 3 кВ. Общие технические условия., pdf, 445.44 kB, скачан: 461 раз./
Силовые кабели. Виды и структура. Характеристики и маркировки
Силовые кабели предназначены для передачи переменного тока от энергетических и коммунальных предприятий к потребителю. Преимущественно рассчитаны на напряжение до 10-35 кВ, но есть марки, которые выдерживают напряжение до 220 и 330 кВ. К силовому кабелю могут подключаться стационарные объекты и передвижные установки.
Структура силового кабеля
Устройство силового кабеля зависит от сферы его применения, но есть четыре основных элемента, без которых не обходится ни одна марка. Современные силовые кабели состоят из следующих частей:
Общая изоляция называется поясной. Количество токопроводящих жил варьируется от одной до пяти. Они могут быть круглыми, треугольными и секторными, состоящими из одиночной проволоки или нескольких переплетенных проволок. Их прокладывают параллельно в кабеле или скручивают.
Зачастую присутствует нулевая жила, которая выполняет функцию нулевого проводника, и провод заземления для защиты от утечек тока. Применяют также экран, который ослабляет влияние электромагнитных полей, и делает симметричным поле, возникающее вокруг проводника. В дополнение к этому экран повышает прочность изоляции и защищает от внешнего воздействия среды.
Там где возникает повышенный риск механического повреждения, применяют бронированные кабели.
Они покрыты стальными лентами или оплеткой, противостоящей зубам грызунов, случайному воздействию ручного инструмента, пережатию горными породами и прочее. Чтобы ленты не повредили внутреннюю оболочку, делают специальную подушку под броню.
Жилы силового кабеля бывают алюминиевыми или медными. Алюминиевые жилы площадью поперечного сечения до 35 мм кв. включительно делают из одиночной проволоки. Если площадь сечения составляет 300-800 мм кв., то используют несколько алюминиевых проволок. В промежуточном значении площади (до 300 мм кв.) применяют как одну, так и несколько проволок.
С медью ситуация обстоит немного иначе. Однопроволочные жилы делают до площади 16 мм кв., а многопроволочные – 120-800 мм кв. Если же площадь сечения составляет 25-95 мм кв., то используют как несколько, так и одну проволоку.
У нулевой жилы площадь поперечного сечения уменьшена. Ее размещают между другими жилами, маркируют синим цветом при трехфазном токе.
Почему медный кабель лучше
Основное преимущество алюминиевого кабеля или провода состоит в его невысокой цене. Алюминий – недорогой и доступный проводник, который используют для протяженных линий электропередач.
Но все же домашнюю проводку рекомендуется делать из медных проводов, и для этого есть несколько причин:
Все это является причиной замены алюминиевых проводов медными при сечении до 16 мм кв. Провода с большим сечением тоже можно менять, но цена такой замены будет высокой из-за высокой стоимости меди.
Основные характеристики
В зависимости от назначения и особенностей производства, силовые кабели отличаются по ряду параметров:
В соответствии с этими характеристиками будет меняться рабочее напряжение, на которое рассчитан кабель, диапазон температур его применения и срок службы.
Силовые кабели с бумажной изоляцией применяют для электросетей с номинальным напряжением до 35 кВ, с резиновой изоляцией – для сетей постоянного тока напряжением до 10 кВ, с ПВХ оболочкой – для сетей переменного тока с номинальным напряжением до 6 кВ.
Разновидности изоляции
На каждую жилу накладывается изоляция, чтобы не допустить электрического пробоя. Помимо этого существует поясная изоляция, наложенная поверх всех вместе применяемых в кабеле жил.
Устаревший способ изоляции – бумага с пропиткой. Современные силовые кабели снабжают преимущественно полимерной изоляцией и резиновой.
Пропитку бумажного кабеля делают из синтетических изоляционных смол или вязкого состава канифоли и масла с добавлением других составляющих. У таких кабелей есть ограничения по применению на участках трассы с большим перепадом высот, поскольку при нагревании смола стекает вниз. Для прокладки на вертикальных участках можно применять кабеля с бумажной изоляцией и пропиткой повышенной вязкости.
Для прокладки сетей переменного тока напряжением до 1кВ и постоянного, напряжением до 10 кВ, можно применяют силовые кабели с резиновой вулканизированной изоляцией. Резину накладывают сплошным полотном или в виде лент.
Полимерная изоляция представляет собой слой поливинилхлорида (ПВХ) или сшитого полиэтилена (СПЭ). В целях пожарной безопасности используют специальное покрытие, не поддерживающее горение.
Применение полиэтилена делает кабель более легким и гибким. Он устойчив к влиянию ультрафиолета, низких температур, выдерживает нагревание до +90°C. Силовые кабели с полиэтиленовой изоляцией можно прокладывать на сложных трассах. Благодаря простой прокладке себестоимость монтажных работ снижается.
Маркировка
Чтобы было удобно определять назначение каждой жилы кабеля, предусмотрена цветовая маркировка изоляции. Увидев провод определенного цвета, электрик сразу понимает, куда его можно подсоединить.
В разных странах маркировка может немного отличаться, но существуют Международные стандарты, и мировые производители стараются их придерживаться.
В однофазных сетях жила с нулевой фазой и заземляющая жила также обозначаются синим и желто-зеленым цветом. Фазную жилу обычно делают коричневого или черного цвета, но встречаются и другие варианты (красный, белый, серый и т.д.).
В соответствии с ГОСТом предусмотрена буквенная маркировка:
Зная все обозначения, можно без проблем расшифровать загадочную маркировку ВВГ-нг, АВБ или что-то подобное.
Цифры обозначают следующее:
У изделий иностранного производства своя буквенная маркировка. Согласно немецкому стандарту буквой N обозначают силовой кабель, Y – изоляция из ПВХ, HX – изоляция из сшитого полиэтилена, С – медный экран, RG – броня.
Известные марки
Строение жил большинства кабелей одинаковое. Они могут состоять из нескольких тонких переплетенных проволок или из одной цельной проволоки большего диаметра. В случае переплетения конструкция получается более гибкой, при равном диаметре сечения и материале проводящие свойства не отличаются.
Важную роль играет изоляция, поскольку от ее свойств зависит, в каких условиях можно эксплуатировать кабели.
Наиболее известны силовые кабели АВВГ и ВВГ. Первый имеет алюминиевые жилы, изоляцию и внешнюю оболочку из ПВХ. Его можно использовать для сетей номинальным напряжением 0,6-1 кВт, частотой 50 Гц, прокладывать в помещениях и в земле, коллекторах, траншеях. Второй снабжен медными жилами, область применения такая же. Марка ВВГнг отличается устойчивостью к горению. ВВГп представляет собой плоскую модификацию, удобную для монтажа.
NYM – усовершенствованный аналог силового кабеля ВВГ с заполнением из мелованной резины, которая противостоит горению. Однако от прямого воздействия солнечного света кабели надо защищать, поскольку ПВХ неустойчиво к влиянию ультрафиолета.
Широко известна марка гибкого круглого кабеля КГ. Его делают с медными жилами, резиновой изоляцией каждой жилы и общей. Первый слой изоляции может быть из ПЭТ (полиэтилен). Применяют для подключения переносных электрических установок, сварочных аппаратов, садовой и снегоуборочной техники и других мобильных электрических устройств.
К бронированному виду кабелей относится марка ВБбШв. Жилы могут быть как медными, так и алюминиевыми (в этом случае добавляется буква А). Диапазон сечения жил 1,5…240 мм кв. Применяется для прокладки под землей к зданиям и сооружениям, монтируется внутри помещений, разрешена прокладка в местах повышенной взрывоопасности.