Любые промышленные изделия, включая кабельную и проводную продукцию для энергетики, принято классифицировать и описывать строго по определённым критериям, которые называют техническими характеристиками. Они позволяют оптимально выбрать конкретную модель из большого разнообразия имеющихся изделий, обеспечить ее длительную и бесперебойную работу.

Кабели и провода создаются для передачи электрической энергии на расстояния с минимально возможными потерями. Чтобы наиболее эффективно передавать мощность от источника к потребителям их создают с:

1. максимальной проводимостью токопроводящих магистралей:

2. исключением образования случайных, несанкционированных путей стекания энергии токами утечек.

Только одновременное выполнение этих условий позволяет надежно и длительно передавать и получать электрическую энергию.

Как обеспечивается высокая проводимость токопроводящих жил

Потери мощности, происходящие при прохождении токов по металлам, напрямую связаны с величиной их электрического сопротивления. Они возрастают при его увеличении.

Чтобы улучшить прохождение электрического тока по проводам и кабелям снижают величину сопротивления их жил за счет:

подбора материала токопроводящих проводников по величине удельного сопротивления металлов и сплавов;

изготовления поперечного сечения жилы по допустимой величине токовой нагрузки;

учета температуры рабочей среды;

влияния времени протекания технологических процессов;

ограничения общей протяженности магистралей электрической цепи.

В процессе эксплуатации состояние проводимости и электрического сопротивления токопроводящих жил постоянно контролируется различными измерительными и защитными устройствами в ручном или автоматическом режиме.

Выбор проводника по удельному сопротивлению материала жил

Напомним, что этим параметром характеризуют величину электрического сопротивления металла в Омах, представленного цилиндром длиной в 1 метр и с поперечным сечением площади в 1 м кв. Она выражается единицей измерения «Ом∙мм2/м» и составляет для меди, алюминия, стали и латуни 0,017; 0,026; 0,103; 0,025 Ом∙мм2/м соответственно.

По этому показателю медные проводники используют там, где требуется максимально снизить потери тока на преодоление внутреннего сопротивления цепи. Как правило, их чаще всего применяют в кабелях или шнурах питания с многопроволочными жилами.

Показатели алюминия и его сплавов несколько хуже по проводимости, но они дешевле в производстве и обладают меньшим весом. Поэтому алюминиевые проводники используют на протяженных магистралях, которые дополнительно подняты на большую высоту посредством специальной конструкции опор и системы изоляторов.

Проволоку из стальных сплавов или латуни добавляют для повышения жесткости и прочности протяженных трасс чтобы исключить обрывы проводов при увеличенных нагрузках, создаваемых порывами мощного ветра, наносами снега и другими аномальными действиями природных явлений.

Выбор токопроводящих жил по площади поперечного сечения

Для проведения электротехнических расчетов при проектирования систем электроснабжения все оборудование создается с едиными стандартизированными показателями, сведенными в таблицы.

Жилы проводов и кабелей изготавливают с калиброванной площадью поперечного сечения. Например, для средств связи и телефонных линий диаметр круглого сечения одной проволоки может быть 1,2; 0,9; 0,7; 0,64; 0,5; 0,4; 0,32 мм, а у многопроволочной жилы — от 0,52 до 0,1 мм.

Для промышленных целей выпускают провода и кабели с жилами 1,5; 2,5; 4; 6 мм кв и другими стандартизированными площадями сечений.

Допустимая нагрузка, создаваемая мощностями, проходящими по жилам кабеля, зависит от марки металла, площади его сечения и условий эксплуатации, обеспечивающих баланс между нагревом провода и отводом тепла в окружающую среду.

По виду протекающей по кабелю нагрузки их классифицируют на:

силовые, передающие электрическую энергию повышенных мощностей;

контрольные, работающие в цепях измерения, защит, автоматики;

управления, используемые для коммутации автоматических устройств;

связи и телекоммуникаций;

Способы предотвращения токов утечек

Движение электрических зарядов всегда происходит по замкнутой цепи от потенциала генераторного конца к приемному по двум изолированным жилам. Если ее разомкнуть, то ток прекращается.

Когда же между жилами нарушается диэлектрический слой, то часть тока, в зависимости от создавшегося сопротивления перехода, начинает стекать через место повреждения и может создать короткое замыкание. В результате происходит бесполезная потеря энергии, которая могла бы приносить пользу.

Чтобы исключить подобные случаи оголенные металлические провода на ВЛ отделяют друг от друга воздушным зазором, обладающим свойствами надежного диэлектрика.

В кабелях токопроводящие жилы располагают максимально близко друг к другу, а предотвращение токов утечек и коротких замыканий возлагают на слой органической или пластиковой изоляции, покрывающей поверхности металлических проволок.

Ее диэлектрические свойства рассчитаны на то, чтобы надежно выдерживать только определенный уровень напряжения, которое создается между жилами под нагрузкой кабеля. Если его допустимая величина будет превышена, то вполне возможен электрический пробой слоя изоляции и протекание тока утечки через место образовавшегося дефекта.

Эта особенность конструкций кабелей и проводов диктует необходимость их применения в строгом соответствии с границами напряжений, на которое рассчитана изоляция. Другими словами, телефонный кабель с медными жилами, например, 1 мм кв нельзя использовать для слаботочных цепей управления 380 или 220 вольт даже в том случае, когда создан большой запас по токам нагрузки. Иначе повышенное для него напряжение просто пробьет слой изоляции.

При монтаже и эксплуатации кабели подвергаются механическим и тепловым нагрузкам, действующим в разных направлениях. Для предохранения от их разрушительного воздействия создается защита — внешняя оболочка или дополнительная броня различных конструкций.

Защитные оболочки создаются в герметичном исполнении. Они дополнительно предотвращают разрушительное действие грунтовых вод, кислот и щелочей, содержащихся в почве, куда чаще всего помещаются кабели.

Нарушение герметичности оболочки кабеля приводит к образованию внутри него влаги, которая уменьшает сопротивление диэлектрического слоя и может стать причиной пробоя изоляции.

Важной характеристикой изоляции и защитной оболочки кабеля является ее свойство противостоять возгоранию. В нормальных условиях эксплуатации диэлектрический слой подвергается только действию рабочей температуры, создаваемой нагрузкой. Она не является критической для его применения.

Однако, при аварийных ситуациях одни материалы, такие как бумага и масло, подвержены возгоранию и сами являются после этого источниками распространения огня.

Другие же — могут просто не поддерживать горение, но плавиться, разрушаться от воздействия повышенной температуры. Кабели с такой изоляцией называют «не поддерживающими горение» и в маркировке обозначаются индексами «нг».

Они подразделяются на две группы, которые не поддерживают процесс горения при:

1. одиночной прокладке:

2. групповом размещении.

Выбором кабельной продукции для промышленных целей занимаются инженеры проектных организаций. Рассмотрим, как самостоятельно выполнить этот вопрос для бытовых целей.

Как подобрать кабель и провод для домашней проводки

Сразу заметим, что старые правила, разрешающие использовать алюминий и его сплавы для проводов и кабелей жилых зданий, уже не действуют. Причина этого: низкие механические нагрузки и склонность к излому при деформациях и изгибах.

По этой причине старые алюминиевые провода, смонтированные в советское время, постепенно дорабатывают свой ресурс. В современной же электропроводке разрешено прокладывать только медь.

Чтобы постоянно не заниматься сложными электротехническими расчетами соответствия жил проводов допустимому температурному нагреву от протекающих нагрузок создана следующая таблица.

Соотношения площадей медных проводов по допустимым токам нагрузок и мощностям потребителей для бытовой проводки.

Ассортимент кабельной продукции очень обширен. Для бытовых целей пользуются популярностью:

провода марок: ПУНГП, ПВС; ПВ;

кабели марок: NYM; ВВГнг; ВВГнгls.

Смотрите также по этой теме: Виды кабелей и их различия

Источник

Характеристики кабеля.

У различных видов кабеля существуют уникальные характеристики, которые учитываются при проектировке систем электроснабжения, давайте попробуем разобраться в характеристиках кабелей.

Кабель ВВГ — это силовой кабель с медной токопроводящей жилой, изоляция и оболочка которого выполнена из поливинилхлоридного (ПВХ) пластиката, без защитного покрова.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.

Вариация технических характеристик кабеля ВВГ зависит от маркировки провода, его типа, количества жил и других критериев.

Технические характеристики кабелей.

Схема кабеля ВВГ в разрезе.

Тип жил, которые входят в кабель ВВГ определяют его размер и площадь сечения. При минимальном диаметре жилы площадь сечения равна 1,5 мм2. В зависимости от количества жил максимальная площадь сечения жил может быть:

• 240 мм2 (одножильный кабель);
• 95 мм2 (двух- и четырехжильный);
• до 50 мм2 (пятижильный).

Напряжение кабеля, кв

Номинальное сечение жил, мм

Номинальная толщина изоляции, мм

Минимальная толщина изоляции,мм

Сечение основных жил, жил заземления и нулевых жил обязательно следует изучить перед покупкой кабеля.

Иногда можно встретить и более крупные варианты кабелей ВВГ. Существует так называемый кабель «три с плюсом». Это кабель с жилами разного сечения — тремя основными и одной нулевой.

Когда речь заходит о прокладке кабеля ВВГ, следует учитывать определенные закономерности его строения. Важно понимать, что наружный диаметр провода прямо пропорционален количеству жил и их номинальному сечению. Диаметр кабеля будет не меньше 5 мм при площади сечения жилы, равной 1,5 мм2 и может достигать 53,5 мм в четырехжильных кабелях ВВГ. Соответственно масса кабеля увеличивается и может достигать нескольких тонн, что может создать определенные трудности при прокладке.

Толщина защитной оболочки кабеля зависит от диаметра по скрутке изолированных жил под оболочкой.

Диаметр под оболочкой, мм

Номинальная толщина изоляции, мм

Минимальная толщина изоляции,мм

Длительно-допустимый ток ВВГ.

Количество жил, площадь их сечения, место прокладки провода — параметры, влияющие на длительно-допустимый ток, который поддерживает кабель. Всегда лучше уточнять особенности кабеля, который вы собираетесь проложить. Независимо от места прокладки минимальный ток равен 19 А. Прокладывая кабель ВВГ на воздухе, следует внимательно ознакомиться со значениями допустимых токов нагрузки на кабель с площадью сечения до 50мм2.

Номинальное сечение жил, мм2

Допустимый ток нагрузки, А

С двумя основными жилами

С тремя основными жилами

С четырьмя основными жилами

При минимальном сечении кабеля мощность достигает 3,5 кВт, номинальное значение — 0,66 или 1 кВт с частотой 50 герц. Сопротивление кабеля зависит от площади сечения жил:

• 1,5 мм2 — 12 МОм/км;
• менее 4 мм2 — 10 МОм/км;
• 5 мм2 — 9 МОм/км;
• от 10 до 240 мм2 — 7 МОм/км.

Рассчитывать сопротивление кабеля ВВГ принято при температуре, равной +20 градусов Цельсия (электрическое сопротивление изоляции на 1 км длины при температуре 20 0С составляет не менее 7 – 12 МОм в зависимости от сечения жил).

Технические характеристики силового кабеля ВВГ.

При сечении кабеля до 50 мм2 сопротивление жил на постоянном токе не должно превышать следующие показатели (мм2 — Ом):

Номинальное сечение,мм 2

Сопротивление жилы, Ом/км

Условия хранения силового кабеля.

Ни в коем случае нельзя пренебрегать условиями хранения кабеля ВВГ.

От условий хранения зависит его срок. Силовой кабель можно хранить под навесом, либо на барабане на открытом пространстве, но лучше всего для этого подойдет закрытое помещение, где срок ранения достигает 10 лет.

Под навесом кабель можно держать 5 лет. На открытой площадке срок хранения сокращается всего до двух лет.

Основные параметры кабеля (масса и габариты) можно систематизировать в виде таблицы, общей для всех проводов, но следует учитывать отклонения в цифрах в зависимости от производителя. Допустимое отклонение — 10%.

Температурный режим при прокладке кабеля сильно влияет на его производительность и на допустимость прокладки вообще. Нельзя прокладывать кабель ВВГ при температуре ниже -15 градусов Цельсия, но его эксплуатация допустима при температуре от -50 и до +50. Во время аварий кабель может выдержать температурную нагрузку в +80 градусов. Не следует бояться подъема температуры до +70 градусов, при таком нагреве кабель все равно будет работать стабильно. Его эксплуатация допустима при высоком уровне влажности (до 98%).

При правильном использовании кабеля и соблюдении температурного режима он может прослужить до 30 лет.

Сечение кабеля

Значение наружного размера для целей упаковки и транспортировки, мм

Значение массы для целей упаковки и транспортировки, кг/км

Источник