Что такое силовой электрический кабель и из чего он состоит?

Силовые кабели

Данный вид кабельной продукции применяется для решения задач транспортировки электроэнергии на малые и большие расстояния. Важнейшими физическими параметрами силовых кабелей являются напряжение и токовая нагрузка (допустимая величина передаваемого тока).

Приведем некоторые марки силовых кабелей и области их применения:

• ВВГ. Предназначен для эксплуатации в электросетях переменного (до 6 кВ частотой до 50 Гц) и постоянного (до 3 кВ) напряжения. Применяется для неподвижной распределения электроэнергии внутри зданий (снаружи помещения при условии защиты от УФ лучей), подключения различного стационарного производственного электрооборудования средних мощностей. • ВБШв. Данные кабели применяются на такое же напряжение и имеют ту же область применения, что и ВВГ, однако благодаря наличию брони (две стальные ленты) их можно использовать для прямой прокладки в земле с нормальным грунтом. • КГВВ. Кабель данного типа по своим параметрам соответствует кабелю ВВГ, но за счет гибкой жилы может применяться подключения к электросетям подвижных машин и механизмов. • КПвПпБП. Кабели специального назначения, которые предназначены для питания электродвигателей нефтедобывающих установок напряжением до 4 кВ и частотой до 70 Гц.

Отличия

Несиловой кабель отличается от силового в первую очередь конструктивными особенностями. Для обычной конструкции характерен такой состав:

• токопроводящая жила из меди или алюминия (или несколько проводов в скрутке);
• изоляция из термопластичного ПВХ;
• оболочка – вариативна: может быть бумага, полимер, стальная броня.

Конструкция силового кабеля чуть сложнее:

• медный/алюминиевый токопроводящий проводник;
• изоляция;
• скрутка;
• оболочка;
• заполнение.

На первый взгляд, конструкции одинаковы, но силовые кабели, рассчитанные на большую мощность, за счет надежной изоляции получают улучшенные эксплуатационные характеристики.

Если обычному бытовому кабелю редко грозят перенагрузка и перегрев, то для силового важны такие свойства:

• Стойкость к нагреву. Такие изделия выдерживают температуру до +70°С, а при коротком замыкании не плавятся и при +90…+130°С.
• Неприхотливость к условиям эксплуатации. Силовые кабели рассчитаны как на внутреннее, так и наружное использование, в отличие от обычных, которые применяются либо в помещении, либо при подземном монтаже опор осветительных уличных приборов. Рабочая температура усиленных конструкций от -50 до +50°С.

Пожаробезопасность – не конек обычного кабеля. В практике электриков часто случаются пожары из-за короткого замыкания обычной проводки. В случае с силовыми кабелями такой форс-мажор минимизирован. Изоляция и оболочка таких изделий негорючие, стандартный класс безопасности А. Причем большинство марок кабелей имеют такой полезный «бонус» как пониженное газо- и дымоотделение, а некоторые виды вообще не содержат в составе опасных для дыхания человека галогенов.

Различается и назначение. Обычные кабели в 90% используются для подключения светильников (бытовых и уличных), контроля работы линий электропередач. У силовых конструкций практически нет ограничений. Они целесообразны в быту и промышленности, используются для проведения воздушных, подземных и подводных линий электропередач. Бронированные силовые кабели необходимы для питания оборудования в аэропортах, под автотрассами и возле железнодорожных путей. Единственная причина, по которой сегодня еще используются обычные «несиловые» конструкции – низкая цена. В целях экономии электрики используют устаревший вариант проводки.

Прокладка силового кабеля

Эта процедура выполняется в несколько этапов. Осуществляется прокладка силового кабеля в земле, на эстакадах, траншеях, лотках, специальных каналах. При ее выполнении должен быть исключен риск механических повреждений в процессе монтажа и последующей эксплуатации. Обязательно оставляют небольшой запас конструкции на случай ее деформации. Прокладка силового кабеля в земле осуществляется так:

1. Устанавливается барабан с изделием.
2. Посредством домкратов он поднимается.
3. С барабана снимается обшивка.
4. Кабель раскатывается посредством равномерного его вращения.
5. Выполняется протяжка конструкции в положение, определенное проектом.

Чем отличаются кабели и провода

Провод — одна, несколько однопроволочных или многопроволочных жил, по ним передается ток между 2 участками цепи. Жилы бывают с изоляцией или без нее. За счет внешней оболочки защищенный провод похож на кабель. Здесь каждая жила изолирована отдельно, и все они закрыты снаружи полимерным кембриком.

Неизолированные провода в быту применяют редко, в основном используются для передачи электроэнергии по воздушным линиям. Изолированные также в быту встречаются нечасто, больше предназначены для создания проводки внутри электроприборов, в электросети автомобиля и т.д.

Основное различие между проводом и кабелем внутри. У первого наружная оболочка имеет вид трубы, у второго — пространство между жилами дополнительно заполнено лентами, нитями, мелованным составом. При сгибании кабеля жилы не сдвигаются, его конструкция упрощает процесс монтажа, обслуживания.

В зависимости от материала жилы

Жилы кабелей и проводов чаще всего делают из таких материалов:

1. Алюминий. Отличается низкой стоимостью, небольшим весом. Материал химически устойчивый, имеет высокую теплоотдачу. Современные правила запрещают в быту использовать алюминиевые провода сечением менее 16 мм², т.к. их нельзя изгибать под острым углом, они подходят только для стационарной проводки. Из-за образования оксидной пленки на алюминии со временем ухудшается электропроводность, контакты перегреваются. Для их защиты используют специальную смазку. Паять такие провода сложно.
2. Медь. Имеет высокую токопроводность, поэтому для пропускания одинакового тока требуется меньшее сечение провода. Отличается большой гибкостью, пластичностью. Пайка выполняется легко. Имеет высокую стоимость и плотность. Быстро окисляется на открытом воздухе, но на переходное сопротивление это почти не влияет.

Если надо сэкономить, то можно брать алюминиевые провода, но у них меньше срок службы, и за ними более сложный уход. Медные проводники хотя и дороже, но благодаря имеющимся преимуществам, их использовать экономически выгоднее.

В зависимости от изоляции

Выбирая изоляцию, надо учитывать ее способность выдерживать:

1. Напряжение. Большинство материалов рассчитаны на 660-100 В, поэтому они подходят для бытового применения.
2. Температуру. При прохождении тока по проводнику образуется тепло. Когда его отдаваемое и выделяемое количество сравняется, создается температура, которую должна выдерживать изоляция на протяжении неограниченного времени. Есть критические значения, которые изоляция переносит в течение короткого времени. На морозе покрытие провода становится хрупким, поэтому учитывают его морозостойкость.
3. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Под воздействием солнца некоторые материалы ссыхаются, становятся хрупкими. Этот показатель важен при прокладке внешних сетей.
4. Прочность на разрыв. Чем она выше, тем лучше, однако выбор зависит и от области применения. Например, супермощный кабель для подключения лампочки брать не стоит.

На бытовом уровне используют провода с такой изоляцией:

1. ПВХ. Высокая гибкость, износостойкость, устойчивость к воздействию агрессивных соединений. Чаще используется при прокладке сетей внутри помещения. При нагревании выделяет вредные вещества, боится мороза ниже -20 °C.
2. Резина. Имеет высокую гибкость, устойчива к низким температурам.
3. Полиэтилен. Не боится воздействия агрессивных сред и морозов, но гибкость его недостаточная.
4. Силиконовая резина. После ее сгорания образуется пленка, которая не пропускает ток, поэтому при перегреве проводки исключается возникновение замыкания.
5. Бумага с пропиткой. Имеет высокие диэлектрические свойства, а степень защиты от перегрева зависит от типа используемой пропитки.

Дополнительная внешняя защита кабеля может быть следующей:

1. Экранирование. Делают из фольги или в виде оплетки из тонкой проволоки. Защищает от паразитных токов, помогает выровнять электромагнитное поле внутри кабеля.
2. Бронирование. Оплетка из металла, защищает проводник от повреждений.
3. Хлопчатобумажная оплетка. Защищает наружную изоляцию от повреждений и сгнивания.
4. Оцинкованная стальная оплетка. Служит для защиты от растяжения.

Маркировка

Для каждого типа кабеля существует ряд условных обозначений и маркировке. В них можно рассмотреть основную информацию о проводе. Так, данные о материале изоляционной оболочки представлены в виде букв и размещены в отведенном месте.

Материал токопроводящей жилы является важной информацией и размещается в начале маркировки. Символом служит буква, на которую название материала

Так, алюминиевый провод будет иметь маркировку типа АВБбШв, где «А» указывает на наличие алюминия в жиле. Если же буква «А» отсутствует, то жила состоит из меди.

После указания материала жилы идет информация о защитном слое. Рассмотрим варианты обозначений.

• «В» показывает, что изоляция сделана из поливинилхлорида.
•  Буква «Ц» говорит о маслопропитанной бумажной защите.
•  Шифр типа «НР» означает изоляцию из резины.
•  «П» говорит о полиэтиленовом слое изоляции.

Если кабель состоит из двух и более токопроводящих жил, то они имеют общую защитную оболочку. Данные о ее материале расшифровываются следующим образом.

•  «С» означает свинец.
•  «О» говорит о наличии индивидуального слоя защиты на каждой жиле.
• «А» означает алюминиевый слой.
•  «П» говорит о полимерной основе защиты.
• «В» означает поливинилхлорид в качестве оболочки.

Специальные типы силовых проводников, эксплуатируемые в сложных условиях, могут иметь дополнительную защиту в виде брони. В зависимости от типа ее, они имеют следующую информацию в маркировке.

•  «Б» означает стальную броню, а «Бн» – дополнительную защиту от горения.
• «БбГ» используется для противостояния с грызунами, в основе брони – стальная лента.
•  «К» говорит о броне из круглых оцинкованных проволочек.
•  «П» означает наличие в броне плоских проволок.

Если это силовой с одной жилой, то в названии будет присутствовать буква«Э». Доя многожильного провода – «Эо». В случае полного и герметичного экранирования маркировка будет содержать букву «Г».

В конце маркировки подается информация о горючести проводника. Так, «нг» говорит о полной невосприимчивости к горению. Шифр типа «нг LS» означает низкую степень горючести с небольшим количеством выделяемых веществ.

Маркировки зарубежных и отечественных производителей в плане буквенного шифра могут отличаться. При возникновении трудностей следует ознакомиться с инструкцией, где поданы все его параметры.

Кроме букв, проводники отличаются также по цвету. Это очень удобно, так как в спешке не нужно искать нанесенную маркировку и теряться в большом количестве информации.

Таким образом, силовые проводники играют большую роль в подаче электричества. Перед началом ремонтных работ следует рассчитать максимальные напряжения на сеть и, исходя из полученной информации, приобрести соответствующий образец.

Компьютерные кабели

По аналогии с телефонами здесь используются два основных вида проводов – для соединения конечных абонентов с распределительным устройством и подключения последнего со всемирной паутиной.

Оптоволокно, применяющееся для передачи данных на большие расстояния, не является электрическим кабелем, так как по нему идет не электрический ток, а световые импульсы, которые еще надо преобразовать в электрические. Для подключения таких проводов нужно специальное оборудование и персонал высокой квалификации, поэтому в быту они практически не используются.

Витая пара. Провод, хорошо знакомый пользователям сети интернет – именно такой кабель приходит к компьютеру и подключается к его сетевой карте. Конструктивно представляет собой восемь токоведущих жил, попарно скрученных между собой. Каждая жила имеет отдельную ПВХ или пропиленовую изоляцию и в зависимости от классификации провода все вместе они могут покрываться дополнительными защитными и экранирующими слоями:

• UTP – все провода попарно скручены между собой, а сверху закрыты только внешней оболочкой;
• FTP – под внешней оболочкой есть экран из слоя фольги;
• STP – кабель с двойным экранированием. Отдельный экран есть на каждой витой паре и все вместе окружено оплеткой из медной проволоки;
• S/FTP – тоже двойное экранирование, только здесь применяется экран из фольги.

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

Электрические провода

В справочнике кабелей и проводов можно изучить всю детальную информацию о подобных изделиях. Популярными являются ПБПП, ПБППГ (хотя их еще называют ПУНП). Какие провода бывают, рассмотрено ниже.

ПБПП является медным проводом, причем жилы имеют по 1 проволоке. Называется установочным, имеет плоскую форму.

Стандартно присутствуют по 2-3 жилы. Их диаметр — 0,15-0,6 см. Такие однопроволочные медные жилы подходят для монтажа розеток, но лучше всего использовать для стационарных светильников. Напряжение — до 250 В. Выдерживают температуру -15…+50°С. Изгибая изделие, нужно делать радиус, как 10 диаметров проволоки.

ПБППг отличается тем, что у него жилы сделаны из нескольких проволок, поэтому это гибкий провод. У такого изделия нужно делать радиус изгиба при монтаже, как 6 сечений провода. Поэтому ПБППг используют в тех местах, где будут прикреплять бытовую технику, либо в зонах, где прокладка провода предполагает частые повороты. ПБПП обеих марок можно купить как с белым, так и черным покрытием.

АПУНП — это тоже модификация ПБПП. У кабеля внутри жилы из алюминия. Является однопроволочным, так что тоже не гибкий.

ППВ — провод с медной жилой. Имеет плоскую форму, присутствуют специальные перемычки для разделения. Жилы сделаны тоже из 1 проволоки. Диаметр составляет от 0,075 до 0,6 см. Внутри бывает по 2-3 жилы.

Напряжение составляет максимум 460 В. Изделие выдерживает механические нагрузки и влияние факторов окружающей среды. Подходит для применения при таких температурах: -50…+70°С, причем допускается влажность до 100%.

Используют марку ППВ, если надо прокладывать силовые линии, а также при установке приборов освещения. АППВ такой же по свойствам, как и ППВ, но у него внутри жилы алюминиевые.

АПВ — тоже алюминиевый вариант. Жил всего по 1 шт. Изделие округлое, жила бывает одно- и многопроволочной. В первом случае диаметр составит 0,25-1,6 см, а втором — 2,5-9,5 см. Такое изделие выдерживает механические нагрузки, разную химическую среду и температуру -50…+70°С. Используют для осветительных сетей, щитов. Такие кабели прокладывают в трубах.

ПВС представляет собой провод с медными жилами. Изделие округлой формы в разрезе, отличается плотностью. Жилы созданы из нескольких проволок, диаметр составляет 0,075-1,6 см.

Рабочее напряжение — максимум 380 В. Продается только в белом варианте, но с различными цветами обозначения. Изделие не поддерживает горение, выдерживает температуры -40…+40°С. Провод способен выдержать до 3 тыс. перегибов. Стандартно используют при ремонтировании сетей, для изготовления удлиняющих элементов.

Это основные электрические провода и их виды.

Силовой кабель: какой выбрать?

В общей классификации принято называть силовыми кабелями любой многожильный кабель, предназначенный для подключения электроприборов, кроме светильников. Разнообразие вариантов исполнения силового кабеля может поставить в тупик неподготовленного пользователя. Точкой отправления служат характеристики, которые требуются при монтаже, эксплуатации с учетом максимальных нагрузок, типа сети. В дальнейшем нужно просто заказать в каталоге кабель с нужными параметрами.

Классификация по номинальному напряжению

Условно по номинальному напряжению выделяют кабели низкого и высокого напряжения. Первая группа относится к электрическим сетям переменного напряжения 1, 3, 6, 10, 20, 35 кВ, частотой 50 Гц, а также сетям постоянного напряжения.

Группа высокого напряжения работает в сетях с переменным напряжением 110 кВ и выше, в сетях постоянного напряжения от 100 кВ и выше.

Конструктивные особенности

Силовой кабель конструктивно отличается от обычного провода или шнура. Последние не выдерживают нагрузки высокого напряжения, тогда как отдельные виды кабельной продукции способны пропускать ток напряжением до 750 кВ и выше.

Обязательные элементы силового кабеля:

алюминиевая или медная жила, проводящая ток;

изоляция из бумаги с пропиткой масло-канифольным или синтетическим составом, резины, полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ);

Формируют специфические характеристики путем добавления:

броней с подушкой под нее;

заполнителем для герметизации сечения.

По количеству жил

Токопроводящих жил может быть от одной до пяти и больше.

1 – для однофазной сети переменного тока, подключения потребителя к сети постоянного тока;

2 – для однофазной сети с изолированным нулем или заземлением;

3 – для однофазной сети с изолированным нулем и заземлением;

4 – для трехфазной сети с изолированным нулем или заземлением;

5 – для трехфазной сети с изолированным нулем или заземлением;

По форме жилы бывают круглые, сегментные, секторные, по составу – однопроволочные и многопроволочные.

По материалу изготовления

Алюминий существенно удешевляет кабель, однако не везде целесообразен. Этот металл хрупкий, подвергается старению. У медной жилы срок службы дольше, а контакты не окисляются. Стоимость медного кабеля окупится при эксплуатации.

Кабели с изоляцией из пропитанной бумаги пригодны для передачи тока различного номинального напряжения. От влажности бумагу защищает свинцовая или алюминиевая оболочка. В условиях агрессивной среды больше подходит свинец.

Гибкая резиновая изоляция применяется на протяженных разноуровневых трассах. В конструкцию добавляют стальную броню, чтобы защитить от влияния солнечного света, озона.

ПВХ изоляция самая дешевая. Другие ее плюсы – эластичность и, благодаря добавкам, морозоустойчивость, термостойкость.

Сшитый полиэтилен постепенно вытесняет бумажную изоляцию. Кабели на его основе выпускают сечением от 35 до 200 мм 2 .

Маркировки силового кабеля

Ассортимент кабельной продукции разнообразен по функциональным особенностям. Выбрать и купить кабель с подходящими параметрами поможет маркировка и техническое описание.

Продукцию маркируют в зависимости от материала изготовления, дополнительно – относительно специфики использования. В России принято буквенное обозначение по ГОСТ 18620-86. Каждая буква соответствует материалу конструктивной единицы, начиная от центральной жилы к оболочке. Импортные изделия маркируются по тому же принципу.

Алюминиевая жила обозначается буквой А. Ее отсутствие говорит о медном материале.

Материал изоляции означает полиэтилен (П), ПВХ (В), резину (Р), бумага не имеет буквенного обозначения. Также буквами обозначается тип защитного покрытия.

Например, по маркировке А Пв П 2г 1 х 240 / 70 64/170 кВ алюминиевая жила (А) изолирована сшитым полиэтиленом (Пв). Наружная изоляция сделана из полиэтилена (П), двойная герметизация (2г) защищает жилу (1) сечением 240 мм 2 . Сечение медного экрана составляет 70 мм 2 , рабочее напряжение – от 64 до 170 кВ.

Цветовая маркировка кабелей

При монтаже удобна цветовая маркировка. Большинство стран придерживаются системы, принятой Международной Электротехнической Комиссией (МЭК).

В трехфазных сетях желто-зеленый цвет означает заземление, синий (голубой) – рабочий ноль, желтая (белая) – фаза А, зеленая (синяя) – фаза В, красная (малиновая) – фаза С. Для кабелей с сечением больше 70 мм 2 может применяться цифровое обозначение жил – 1, 2, 3, 4, 0.

В однофазных сетях изоляция фазного проводника черная (коричневая). По ПЭУ допускаются белый, красный, серый, оранжевый, розовый, бирюзовый, фиолетовый цвета. Ноль синего (голубого) цвета, земля – желто-зеленая.

Маркировка зарубежных кабелей

Цветовая маркировка жил кабелей, произведенных за границей, несколько отличается: фазный провод коричневого цвета, заземление — черного, а нейтраль — белого.

Буквенно-цифровое обозначение одинаково во всех странах:

Тип изделия	Вид	Обозначение
Кабели	силовые	N
согласованного типа	Н
Номинальное напряжение	300/300	0,3
300/500	0,5
450/750	0,7
Материал жил	медь	Cu или отсутствует
алюминий	А, Al
Материал изоляции	Разные виды ПВХ	Y, PV, V
Различная резина	G, R, N, S
Полиэтилен разных видов	2Y, 02Y, 02YS, XLPE, 2X
Полупроводящий слой в силовых кабелях	полупроводящий слой	Н
Экран	Медный концентрический	C, S
Из алюминиевой фольги	A
Гидрозащита	F
Без заполнителя в алюминиевой оболочке	FY(2Y), (L}2Y
Внешняя оболочка	ПВХ	V
Резина	R
Полихлоропрен	N, Y, PVC
Полиэтилен	2Y
Броня	Плоская лента из стали	B, STA
Круглый стальной провод	SWA

Табл. 3

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:

• низким;
• средним;
• высоким.

Изделия отличаются общей массой и весом отдельных элементов (изоляция, жилы, экраны).

К популярным и востребованным конструкциям силового кабеля относятся типы:

• ППВ;
• АППВ;
• ВВГ;
• ПВС;
• ВБбШв;
• НУМ;
• КГ.

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.

Провод НУМ имеет внешнюю оболочку из негорючего материала, 2-4 внутренних жилы. Провода оптимальны для выполнения электропроводки. Преимущество изделий заключается в устойчивости к деформациям; конструкция выдерживает перепады температур от -50 до +50°С.

Watch this video on YouTube

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.