Для производства токоведущих проводов необходима хорошая материала

Изоляция кабелей и проводов: разновидности, достоинства и недостатки

Пожалуй, первый фактор, на который потребитель обращает внимание при покупке кабеля или провода – это площадь его сечения. А вот вторым, не менее важным фактором является его изоляция. Изоляция обеспечивает надежную работу кабеля или провода и придает им те или иные качества. Она защищает человека от воздействия электрического тока и должна иметь высокий уровень электрической прочности, чтобы исключить возможность повреждения проводника при допустимом напряжении.

В кабеле или защищенном проводе изоляция делится на собственно изоляцию и оболочку или как их еще называют внутреннюю и внешнюю (наружную) изоляцию. Изоляция – это слой диэлектрического материала, покрывающий каждую токопроводящую жилу и защищающий жилы от контакта друг с другом. Оболочка в свою очередь накладывается поверх изоляции. Она удерживает все составляющие кабеля или провода вместе и служит для защиты от механических, химических, тепловых и других воздействий. А также дополнительно защищает внутреннюю изоляцию от пересыхания, повышенной влажности и других факторов.

Существует множество различных видов изоляции, каждый из которых предназначен для определённых условий эксплуатации и отличается различными свойствами и химическим составом. В качестве изоляционных материалов традиционно применяют: резину, ПВХ, полиэтилен, фторопласт или бумагу. Менее распространенными диэлектриками являются: карболит, лак, окись магния, полистирол, шёлк и другие волокнистые материалы (хлопчатобумажная пряжа, триацетатное волокно, капрон, анид, лавсан, стеклянное волокно, асбест) и другие.

Виды изоляционных материалов

Пластмассовая изоляция

На сегодняшний день кабели, провода и шнуры именно с пластмассовыми изоляционными оболочками доминируют в пользовательском сегменте. Пластмассовую изоляцию изготовляют из полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ). Проводники с такой изоляцией достаточно легкие, обладают надлежащей гибкостью, подходят для реализации многих технических задач в квартирах и частных домах, могут применяться в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве и технике, имеют достаточную степень защищённости и стоят довольно дёшево. А также у данных материалов нет ограничений по направленности трасс и проблем стекания пропитки, что значительно упрощает производство, прокладку и эксплуатацию такой продукции.

К достоинствам пластмассовой изоляции также относится более широкий рабочий температурный диапазон, экологическая безопасность, высокая влагостойкость, прочность, долговечность, химическая и электрическая нейтральность, хорошая механическая стойкость.

Поливинилхлоридный пластикат (ПВХ)

Поливинилхлоридный пластикат – это смесь поливинилхлоридной смолы с пластификаторами, стабилизаторами и другими добавками. В настоящее время является наиболее часто используемым материалом для изоляции кабелей и проводов, которые прокладываются внутри помещений. Такую популярность ПВХ приобрёл благодаря невысокой стоимости и хорошим физическим характеристикам – гибкости, износостойкости и хорошим защитным свойствам. Изделия с ПВХ-изоляцией хорошо противостоят механическим повреждениям, отличаются деформационной и термической стойкостью, а также устойчивы к возгораниям и агрессивным химическим соединениям. К плюсам ПВХ-изоляции следует отнести хорошую пропускную способность, обеспечение малых потерь и высокого значения допустимого тока нагрузки. ПВХ изоляция экологически безопасна и эластична.

Небольшая масса, большой радиус изгиба и средний диаметр дают возможность использовать кабельные изделия в такой изоляции в сложных условиях.

При этом, ПВХ пластикат, являясь полярным полимером, имеет пониженные диэлектрические характеристики. Из недостатков ПВХ изоляции также следует отметить ускорение процесса старения под воздействием ультрафиолетовых лучей, отсутствие стойкости к воздействию высоких температур и способность выделять вредные вещества при чрезмерном нагревании (например, хлороводород и диоксины).

Улучшить характеристики поливинилхлоридной изоляции помогают специальные пластификаторы: каолин, карбонат кальция, углекислый свинец, соли стеариновой кислоты, бария, стронция, тальк и многие другие. Правильно подбирая такие добавки можно придать ПВХ дополнительные свойства: повышенную термостойкость, сохранение эластичности при низких температурах и другие. Подобные модификации позволяют использовать проводники с ПВХ изоляцией и в уличных условиях, но при этом несколько ухудшают его изоляционные свойства и химическую стойкость.

Полиэтилен

Изоляция из полиэтиленов высокой и низкой плотности отличается высокой стойкостью к воздействию химической или любой другой агрессивной среды и устойчивостью к отрицательным температурам. При этом полиэтилен является термопластичным материалом и при повышении температуры его свойства резко ухудшаются. Он начинает разрушаться и поэтому не рекомендуется для применения в условиях значительных термических перепадов.

В связи с этим при производстве чаще всего используют так называемый сшитый или вулканизированный полиэтилен (СПЭ). В отличии от обычных видов полиэтиленовой изоляции, нестабильных при нагревании, СПЭ способен выдерживать существенно большие температуры, не меняя своих свойств. Длительно допустимая температура нагрева сшитого полиэтилена значительно выше, чем у других материалов. Ее максимум в режиме нормальной нагрузки достигает +90°С, а при коротком замыкании – +250°С. Это позволяет использовать СПЭ при значительно большем напряжении чем, например ПВХ пластикат.

Сшитый полиэтилен имеет довольно высокие диэлектрические свойства, хорошую электрическую прочность и малый вес. Отличается механической стойкостью, относительной гибкостью, устойчивостью к огню, солнечному свету, воздействию влаги, щелочей и кислот. Не боится перепадов температур и применяется в разных температурных диапазонах. А добавление в состав материала особых примесей и вулканизация делают полиэтилен устойчивым к растрескиванию и увеличивают температуру его плавления.

К достоинствам данного типа изоляции можно также отнеси одинаковую легкость прокладки кабелей и проводов в кабельных сооружениях, на сложных трассах и по пересеченной местности.

Но при всех вышеперечисленных достоинствах изоляция из сшитого полиэтилена имеет высокие диэлектрические потери. Это ограничивает ее использование для производства кабелей на высокое напряжение – 20 кВ и выше. Кроме того, электрические потери зависят от протяженности кабельной линии. Поэтому при прокладке кабельных линий большой протяженности на основе кабелей со СПЭ-изоляцией необходимо выполнять монтаж дополнительных заземлений металлических экранов.

Резиновая изоляция

Резина – это природный материал на основе каучука, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами. При этом в кабельном производстве используется резина как натурального, так и синтетического происхождения. Этот вид изоляции применяется при необходимости получить повышенную гибкость кабеля или провода.

Высокая гибкость существенно упрощает монтаж в труднодоступных местах, позволяя избежать больших радиусов на изгибах и использовать кабельно-проводниковые изделия практически в любых условиях. К достоинствам резиновой изоляции также можно отнести ее практически полную негигроскопичность, стойкость ко многим агрессивным веществам, таким как кислота, масло, щелочь и высокие температурные показатели при возникновении коротких замыканий в цепях. Изделия с резиновой изоляцией выдерживают тяжелые условия эксплуатации и сохраняют свою гибкость даже при низких температурах, а потому могут использоваться как в помещениях, так и на открытом воздухе.

Однако такая изоляция не считается долговечной. По истечении некоторого времени внешняя резиновая оболочка теряет свою эластичность и защитные свойства. Резина стареет, подвергается изменению химических свойств материала и растрескивается из-за воздействия низких или высоких температур. Также процессу старения способствуют перепады давления, наличие газов в области пролегания кабеля, воздействие прямых солнечных лучей и другие факторы. Для того чтобы минимизировать влияние подобных негативных явлений используются особые виды резины, способные долгое время выдерживать воздействие окружающей среды. Для этого резину подвергают дополнительной вулканизации и используют озоностойкие типы резины на основе бутилкаучука и каучука из этиленпропилена.

Также к недостаткам резиновой изоляции следует отнести более низкую рабочую температуру токопроводящих жил (около 65°С) и более высокую стоимость по сравнению с другими видами изоляции.

Силиконовая резина

В качестве изоляционного материала используют также силиконовую резину. Ее отличительной особенностью является способность образовывать после сгорания пленку, не пропускающую электрический ток. А это, в свою очередь понижает вероятность короткого замыкания вследствие перегревания проводки.

Бумажная изоляция

Пропитанная бумажная изоляция выполняется из лент кабельной бумаги повышенной прочности, изготавливаемой из сульфатной целлюлозы и пропитанной специальным составом на основе масла, канифоли и воска. После такой обработки бумажный изолятор приобретает не свойственные ему характеристики.

Это достаточно надежное решение, поскольку бумага является хорошим диэлектриком. Отличается неплохими электрическими свойствами, продолжительным сроком службы, сравнительно высокой допустимой температурой и невысокой стоимостью.

Минусами бумажной изоляции является: ее нестойкость к любым внешним воздействиям; гигроскопичность, требующая полной герметичности оболочек кабеля и прокладки в условиях полной гидроизоляции и использование пропитки, ограничивающей применение таких кабелей при строительстве наклонных и вертикальных трасс.

Кабели с бумажной изоляцией всегда имеют металлическую оболочку и снабжаются стальными бронепокровами, защищающими их от механических воздействий и проникновения влаги внутрь. Металлическая оболочка, в свою очередь, увеличивает вес кабеля, а также его стоимость. Но при этом такие изделия можно использовать для прокладки в сырых грунтах, влажной среде, а при наличии дополнительной защиты и под водой.

Невозможность использования кабелей в бумажной оболочке при прокладке наклонных трасс значительно сужает область их применения. Обусловлено такое ограничение тем, что при вертикальном или наклонном положении трассы при значительной разности уровней прокладки кабеля, пропитывающий бумагу маслоканифольный состав стекает с верхнего конца в нижнюю часть трассы. В результате, в верхних участках трассы уменьшается электрическая прочность кабеля из-за возникновения воздушных зазоров, а в нижних участках – возникает повышенное давление, которое может привести к разгерметизации кабеля. Все это снижает изоляционную прочность, ухудшает условия охлаждения, приводит к преждевременному старению изоляции и сокращает срок службы кабеля.

Справедливости ради следует отметить, что существуют изоляционные материалы с нестекающим пропиточным составом, но и они не всегда способны обеспечить необходимые требования при построении вертикальных трасс.

Также в процессе работы кабели периодически нагреваются и охлаждаются. При нагревании все элементы кабеля, в том числе пропитывающий состав, увеличиваются в объеме. Это вызывает деформацию оболочки. После охлаждения кабеля оболочка и бумажная изоляция кабеля из-за остаточных деформаций уже не в состоянии занять свое прежнее положение. В результате этого, после нескольких циклов нагрева и охлаждения, в изоляции образуются газовые и вакуумные включения, снижающие ее диэлектрическую прочность. Под действием электрического поля в этих включениях возникает ионизация, сопровождающаяся повышением температуры, ускорением местного старения изоляции и снижением ее электрической прочности. Все это ограничивает применение таких кабелей напряжением до 35 кВ.

По этой причине на напряжение 110 кВ и выше применяются маслонаполненные кабели, в которых пропитка бумажной изоляции осуществляется жидким кабельным маслом. Пустоты в таких кабелях заполнены маслом под постоянным избыточным давлением, которое поддерживается автоматически в заданных пределах с помощью масло-подпитывающих устройств, устанавливаемых вдоль кабельной линии. Такая конструкция практически устраняет процесс образования воздушных и газовых включений в изоляцию. Недостатком маслонаполненных кабелей является повышение вязкости масла и, следовательно, ухудшение качества пропитки при низких температурах. А возникновение утечки масла является опасной по своим последствиям аварией для маслонанолненного кабеля.

На сегодняшний день бумажная изоляция считается несколько устаревшей и при производстве современной кабельно-проводниковой продукции используется довольно редко.

Эмалевая изоляция

Эмалевая изоляция представляет собой многослойное покрытие проводов тонким слоем защитной эмали (лака) с последующей сушкой и полимеризацией. Такой вид изоляции делает изолированный провод очень тонким, а катушку компактной.

Существует довольно большое количество различных эмальлаков, использующихся для такого типа изоляции. Наиболее известными среди них являются винифлекс, металвин, эмальлаки на основе полиэфирных и полиимидных смол, а также масляные эмальлаки. Тип используемой эмали, а также её толщина определяют класс электроизоляционных свойств провода, его нагревостойкость, механическую и химическую прочность.

В целом, эмалированные провода используются для создания обмоток в электромагнитах, электродвигателях, катушках, динамиках, а также отдельных видах трансформаторов и блоков питания. Могут применяться в электротехнической, электронной и автомобильной промышленности. И ценятся за свои превосходные электрические, температурные и механические свойства, устойчивость к стиранию, высокую прочность на разрыв, гибкость и способность поддерживать высокую рабочую температуру, а при необходимости выдерживают и любые неблагоприятные погодные условия.

Провода с эмалированной изоляцией имеют малый вес, устойчивы к коррозии, воздействию масла и кислот, долговечны и при этом отличаются легкостью изготовления и соединения.

Карболит

Достаточно хорошим изолятором является также карболит. Это пластический материал, отличающийся высокой термостойкостью и относительной гибкостью, которая правда несколько уступает большинству других видов изоляции. Кроме изоляции применяется при изготовлении корпусов розеток, вилки для шнуров электроприборов и подобных устройств. Из недостатков материала выделяется его хрупкость.

Фторопластовая изоляция

Фторопласт – универсальный теплостойкий материал, использующийся в том числе для изготовления изоляции кабелей и проводов, обладающий рядом преимуществ по сравнению с другими материалами.

Его замечательные диэлектрические характеристики и устойчивость к воздействию высоких температур, вплоть до +260°C без изменения химических характеристик, делают применение фторопласта незаменимым в электронике и электротехнике для изоляции проводов, кабелей, разъемов, изготовления печатных плат, пазовой изоляции электрических машин и во многих других сферах. А также этот материал используют при выполнении первичной обмотки высоковольтных проводов.

Фторопластовая изоляционная прослойка является одной из самых крепких и надежных изоляционных систем. Однако процедура применения данной изоляции считается достаточно сложной.

При изготовлении кабелей и проводов такого типа на токопроводящие жилы фторопласт накладывают либо сплошным монолитным слоем, либо наматывают в виде нитей или лент, а затем запекают под воздействием очень высоких температур. Полученное в итоге покрытие приобретает способность сопротивляться любому агрессивному воздействию окружающей среды. Отличается высокой стойкостью к химическим, механическим и любым другим внешним воздействиям. А что бы повредить фторопластовую изоляцию механически, надо приложить максимум усилий.

Но при этом, такая прочная структура значительно усложняет процесс работы с подобными кабелями и проводами. Данный вид изоляции обладает низкой гибкостью и эластичностью, а потому монтаж и применение такой проводки требует особых усилий.

Изоляция из волокнистых или комбинированных материалов

Волокнистые материалы разделяют на материалы органического (натуральные и синтетические) и неорганического происхождения. К первой группе относят хлопчатобумажную пряжу, шелк, капрон, анид, лавсан, вискозное, ацетатное и триацетатное волокно и многие другие. А во второй группе самыми известными материалами являются – стекловолокно и асбест.

Комбинированные электроизоляционные материалы изготавливают из полимерной пленки спрессованной или склеенной с каким-либо волокнистым материалом.

К плюсам изоляции из волокнистых материалов относится ее невысокая стоимость, достаточно большая механическая прочность, гибкость и удобство обработки. Минусами являются высокая гигроскопичность, низкая электрическая прочность и теплопроводность. С целью улучшения свойств волокнистых материалов используют различные пропитывающие составы на основе масел, смол или лаков.

Изделия с подобной изоляцией не используются при прокладке силовых линий в квартирах, обустройстве освещения, розеток и выключателей, но довольно широко применяются при изготовлении монтажных и обмоточных проводов. Кабели и провода с изоляцией из натуральных, искусственных и синтетических волокон или комбинированного материала имеют довольно универсальное применение и часто встречается в различных бытовых приборах, промышленных агрегатах и небольших силовых установках.

Заключение

В заключение нашего обзора следует сказать, что различные материалы изоляции проводов и кабелей имеют свои достоинства и недостатки. По этой причине тип изоляции необходимо выбирать исходя из:

— конструктивных особенностей кабеля или провода,

— сетевого напряжения, при котором он будет работать,

— электропроводности и теплопроводности материалов изоляции,

— условий прокладки и эксплуатации,

— а также требований, предъявляемых к надежности кабельных линий.

Какие проводниковые материалы применяются в электроустановках

Электрические проводники играют ключевую роль в современной электротехнике, обеспечивая надежную передачу электрического тока в различных устройствах и системах. От древних времен, когда металлическая проволока использовалась исключительно для механических целей, до сегодняшнего дня, когда она стала неотъемлемой частью электрических сетей, материалы для проводников претерпели значительные изменения.

В этой статье мы рассмотрим основные типы проводниковых материалов, такие как медь и алюминий, их свойства, а также применение в электроустановках. Познакомимся с историей развития проводников и узнаем, какие факторы влияют на их электропроводность.

Что такое проводник

Проводник представляет собой электрический материал, предназначенный для проведения тока. Проводники широко используются для изготовления различных элементов электрических устройств, токопроводящих жил проводов и кабелей.

Из глубокой древности дошло до нас изготовление металлической проволоки. Тысячу лет назад (в X в.) научились протягивать ее через глазок — отверстие в волочильной доске. Но проволока долго служила лишь для механических целей.

В ней ценили прочность. Но лет 350 назад, когда начали изучать электрические явления, у металлической проволоки обнаружилось новое замечательное свойство — способность проводить электрические заряды. Так, в руках человека проволока стала электрическим проводом. Оказалось, что среди металлов особенно хорошей электропроводностью отличаются медь и алюминий (не считая драгоценных металлов).

Современные электрические провода и кабели делаются из очень чистой меди — до 99,93%, так как примеси увеличивают сопротивление току. Алюминий проводит ток несколько хуже. Поэтому провода из него приходится делать толще медных (при одинаковой величине тока).

Кстати, который из этих проводов окажется тяжелее: медный или алюминиевый?

Решим небольшую задачу. Удельное сопротивление меди 0,017, а алюминия 0,029. Значит, алюминий проводит ток в 1,7 раза хуже меди и во столько же раз провода из него приходится делать толще. Зато удельный вес меди 8,9 г/см 3 , а алюминия всего 2,7 г/см 3 — в 3,3 раза меньше. Значит, алюминиевый провод, несмотря на свою большую толщину, все-таки будет в 3,3:2,7 — почти в 2 раза легче медного.

Проводниковые материалы в электроустановках

Классификация полупроводниковых материалов

Итак, в качестве токопроводящих частей в электроустановках применяют проводники из меди, алюминия, их сплавов и железа (стали).

Медь является одним из лучших токопроводящих материалов. Плотность меди при 20°С 8,95 г/см 3 , температура плавления 1083° С. Медь химически мало активна, но легко растворяется в азотной кислоте, а в разбавленной соляной и серной кислотах растворяется только в присутствии окислителей (кислорода). На воздухе медь быстро покрывается тонким слоем окиси темного цвета, но это окисление не проникает в глубь металла и служит защитой от дальнейшей коррозии. Медь хорошо поддается ковке и прокатке без нагрева.

Для изготовления электрических проводников применяется электролитическая медь в слитках, содержащих 99,93% чистой меди.

Электролитическая медь, благодаря своей высокой чистоте, обеспечивает отличную электропроводность и минимальное сопротивление, что делает её идеальной для использования в качестве материала для проводников. Кроме того, медь обладает хорошей теплопроводностью, что позволяет эффективно отводить тепло, возникающее при прохождении электрического тока.

Медные шины с трансформаторами тока в распределительном устройстве

Электропроводность меди сильно зависит от количества и рода примесей и в меньшей степени от механической и термической обработки. Удельное сопротивление меди при 20° С составляет 0,0172—0,018 ом х мм 2 /м.

Для изготовления проводников применяют мягкую, полутвердую или твердую медь с удельным весом соответственно 8,9, 8,95 и 8,96 г/см 3 .

Для изготовления деталей токоведущих частей широко используется медь в сплавах с другими металлами . Наибольшее применение получили следующие сплавы.

Латуни — сплав меди с цинком, с содержанием в сплаве не менее 50% меди, с присадкой других металлов. Удельное сопротивление латуни 0,031 — 0,079 ом х мм 2 /м. Различают латунь — томпак с содержанием меди более 72% (обладает высокой пластичностью, антикоррозионным и антифрикционными свойствами) и специальные латуни с присадкой алюминия, олова, свинца или марганца.

Латуни, обогащенные присадками, приобретают уникальные свойства, делающие их пригодными для специфических применений. Например, добавление алюминия увеличивает коррозионную стойкость и прочность, олово улучшает антикоррозионные свойства, свинец обеспечивает лучшую обрабатываемость, а марганец повышает прочность и износостойкость.

Бронзы — сплав меди с оловом с присадкой различных металлов. В зависимости от содержания в сплаве главного компонента бронзы называют оловянистыми, алюминиевыми, кремниевыми, фосфористыми, кадмиевыми. Удельное сопротивление бронзы 0,021 — 0,052 ом х мм 2 /м.

Латуни и бронзы отличаются хорошими механическими и физико-химическими свойствами. Они легко обрабатываются литьем и давлением, устойчивы против атмосферной коррозии.

Медь и алюминий — самые распространенные проводниковые материалы в электротехники

Алюминий — по своим качествам второй после меди токопроводящий материал. Температура плавления 659,8° С. Плотность алюминия при температуре 20° — 2,7 г/см 3 . Алюминий легко отливается и хорошо обрабатывается. При температуре 100 — 150° С алюминий ковок и пластичен (может быть прокатан в листы толщиной до 0,01 мм).

Электропроводность алюминия сильно зависит от примесей и мало от механической и тепловой обработки. Чем чище состав алюминия, тем выше его электропроводность и лучше противодействие химическим воздействиям. Обработка, прокатка и отжиг значительно влияют на механическую прочность алюминия. При холодной обработке алюминия увеличивается его твердость, упругость и прочность на растяжение. Удельное сопротивление алюминия при 20° С 0,026 — 0,029 ом х мм 2 /м.

При замене меди алюминием сечение проводника должно быть увеличено в отношении проводимостей, т. е. в 1,63 раза.

При равной проводимости алюминиевый проводник будет в 2 раза легче медного.

Для изготовления проводников применяют алюминий, содержащий не менее 98% чистого алюминия, кремния не более 0,3%, железа не более 0,2%

Для изготовления деталей токоведущих частей используют алюминиевые сплавы с другими металлами , например: Дюралюмины — сплав алюминия с медью и марганцем.

Силумин — легкий литейный сплав из алюминия с примесью кремния, магния, марганца.

Алюминиевые сплавы обладают хорошими литейными свойствами и высокой механической прочностью.

Наибольшее применение в электротехнике получили следующие алюминиевые сплавы :

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД , имеющий алюминия не менее 98,8 и прочих примесей до 1,2.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД1 , имеющий алюминия не менее 99,3 н прочих примесей до 0,7.

Алюминиевый деформируемый сплав марки АД31 , имеющий алюминия 97,35 — 98,15 и прочих примесей 1,85 -2,65.

Сплавы марок АД и АД1 применяются для изготовления корпусов и плашек аппаратных зажимов. Из сплава марки АД31 изготовляют профили и шины, применяемые для электрических токопроводов.

Изделия из алюминиевых сплавов в результате термической обработки приобретают высокие пределы прочности н текучести (ползучести).

Железо — температура плавления 1539°С. Плотность железа — 7,87. Железо растворяется в кислотах, окисляется галогенами и кислородом.

В электротехнике применяют стали различных марок, например:

Углеродистые стали — ковкие сплавы железа с углеродом и с другими металлургическими примесями.

Удельное сопротивление углеродистых сталей 0,103 — 0,204 ом х мм 2 /м.

Легированные стали — сплавы с дополнительно вводимыми в углеродистую сталь присадками хрома, никеля и других элементов.

Сталеалюминиевые провода высоковольтных линий электропередачи

В качестве добавок в сплавы, а также для изготовления припоев и осуществления защитных покрытий токопроводящих металлов широко применяют:

Кадмий — ковкий металл. Температура плавления кадмия 321°С. Удельное сопротивление 0,1 ом х мм 2 /м. В электротехнике кадмий применяется для приготовления легкоплавких припоев и для защитных покрытий (кадмировання) поверхности металлов. По своим антикоррозийным свойствам кадмий близок к цинку, но кадмиевые покрытия менее пористы и наносятся более тонким слоем, чем цинковые.

Никель — температура плавления 1455°С. Удельное сопротивление никеля 0,068 — 0,072 ом х мм 2 /м. При обычной температуре не окисляется кислородом воздуха. Никель применяется в сплавах и для защитного покрытия (никелирования) поверхности металлов.

Олово — температура плавления 231,9°С. Удельное сопротивление олова 0,124 — 0,116 ом х мм 2 /м. Олово применяется для пайки защитного покрытия (лужения) металлов в чистом виде и в виде сплавов с другими металлами.

Свинец — температура плавления 327,4°С. Удельное сопротивление 0,217 — 0,227 ом х мм 2 /м. Свинец применяется в сплавах с другими металлами как кислотоупорный материал. Добавляется в паяльные сплавы (припои).

Плавка вставка предохранителя из свинца (плавкие вставки предохранителей могут изготавливаться из меди, цинка, свинца или серебра)

Серебро — очень ковкий, тягучий металл. Температура плавления серебра 960,5°С. Серебро — лучший проводник тепла и электрического тока. Удельное сопротивление серебра 0,015 — 0,016 ом х мм 2 /м. Серебро применяется для защитного покрытия (серебрения) поверхности металлов.

Сурьма — блестящий хрупкий металл, температура плавления 631°С. Сурьма применяется в виде добавок в паяльные сплавы (припои).

Хром — твердый, блестящий металл. Температура плавления 1830°С. На воздухе при обычной температуре не изменяется. Удельное сопротивление хрома 0,026 ом х мм 2 /м. Хром применяется в сплавах и для защитного покрытия (хромирования) металлических поверхностей.

Цинк — температура плавления 419,4°С. Удельное сопротивление цинка 0,053 — 0,062 ом х мм 2 /м. Во влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь слоем окиси, являющимся защитным по отношению к последующим химическим воздействиям. В электротехнике цинк применяется в качестве добавок в сплавы и припои, а также для защитного покрытия (цинкования) поверхностей металлических деталей.

Такие проводниковые материалы, как медь, серебро, алюминий, платина, золото, молибден, вольфрам и металлокерамика используются в контактах электрических аппаратов (смотрите — Какие материалы используются для изготовления контактов электрических аппаратов).

Проводники электрического тока, не являющиеся металлами, также можно найти в окружающей среде. К ним относится графит, аллотроп обычного углерода. Углерод сам по себе является изолятором.

Ионные жидкости и электролиты также являются проводниками, используемыми в батареях и топливных элементах. Они проводят ток за счет движения ионов, что отличается от электронной проводимости в металлах.

Вода, загрязненная и обогащенная солями, становится проводником благодаря ионной проводимости. Это свойство может привести к нежелательным коротким замыканиям, когда электрический ток находит путь через такую воду. Следовательно, важно обеспечить надежную изоляцию электрических компонентов, чтобы предотвратить такие инциденты.

Кабель с медными жилами, подключенный к клеммнику в электрошкафу

Материалы жил проводов и кабелей

В качестве материала для электропроводящих жил этих кабелей чаще всего используют алюминий и медь.

Поскольку алюминий имеет проводимость примерно на 60% меньше, чем у меди, для той же цели необходимо выбрать жилу большего сечения, и в результате кабель будет прочнее. Тем не менее, он значительно легче и дешевле медного кабеля того же размера.

Тем не менее, в последнее время от алюминиевых жил в проводах и каблях отказались, особенно в бытовых распределительных сетях, где алюминий зарекомендовал себя отрицательно из-за неудовлетворительных механических свойств. Он хрупкий и проводники легко рвутся, со временем окисляется и покрывается слоем непроводящего Al₂O₃, что увеличивает переходное сопротивление в клеммах.

Кроме того, при прохождении электрического тока он увеличивает свой объем и температуру, вследствие чего постепенно деформируется и расшатывается в зажимах. Поэтому алюминиевые контакты должны быть постоянно подтянуты.

В этом случае медь практически идеальна для производства электропроводящих жил, это второй после серебра проводящий металл в нормальных условиях, с очень хорошей обрабатываемостью и хорошей стойкостью к атмосферной коррозии.

Однако медь отрицательно реагирует с некоторыми компонентами изоляции (резина, сера) или другими металлами, например, в экранировании кабелей, и для этих случаев применения ее электролитически или горячим способом покрывают серебром или оловом в слой от 0,002 до 0,015 мм.

В кабельной промышленности применяют электролитически рафинированную тянуто-отожженную медь чистотой 99,95-99,99% с наибольшим удельным электрическим сопротивлением 17,24·10 -9 Ом·м.

Кабели для различных напряжений различаются как по материалу, так и по технологии производства.

Проводники и изоляторы

Металлический провод сыграл важнейшую роль в развитии электротехники. Но, чтобы проложить току хорошие пути, нужны не только хорошие проводники. Необходимы и такие материалы, которые, наоборот, плохо проводят электричество. Они называются изоляторами.

Дело в том, что пути электрического тока — провода — надо хорошо изолировать от всех окружающих предметов: от земли, воды, металлических и других проводящих тел, а также от людей.

Из неизолированных проводов электричество легко растекалось бы по окружающим проводящим предметам и уходило бы через них в землю. От этого терялась бы драгоценная энергия.

Для организма же человека ток представляет большую опасность. Вот почему электрические провода и кабели тщательно изолируют.

Их покрывают пластмассой, резиной, лаком, шелковыми и другими нитками, отделяют от стен и опор фарфоровыми изоляторами. И чем выше напряжение, тем лучше, надежнее должна быть изоляция проводников. Нужна, как говорят, большая электрическая прочность изоляции, иначе она будет пробита электрическим разрядом.

Из всего многообразия природных веществ электрики выделили две нужные им группы — хорошие проводники и хорошие изоляторы. Эти материалы — антагонисты — стали неразлучными союзниками, и лишь в их тесном единении была создана сеть окружающих нас каналов электрического тока.

Основные материалы для проводников, медь выделяется высокой электропроводностью и химической стойкостью, а алюминий — легкостью и хорошей обрабатываемостью. Латуни и бронзы используются для деталей токоведущих частей благодаря своим механическим и физико-химическим свойствам. Важность изоляции проводников подчеркивается для предотвращения потерь энергии и обеспечения безопасности. Прогресс в материалах проводников способствует развитию электротехники, обеспечивая более эффективную и безопасную передачу электроэнергии.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Выбор кабеля для электропроводки: характеристики, назначение, специфика применения

От правильного выбора кабеля для проводки зависит безопасность эксплуатации и продолжительность срока службы приборов-потребителей электроэнергии. Силовые кабели различаются по материалу изготовления (алюминий, медь), по количеству и сечению токопроводящих жил, по типу изоляции.

Кроме того, важно принимать во внимание условия эксплуатации – располагается электропроводка внутри помещения или на открытом воздухе (например, на крытой веранде), воздействует ли влажность на кабель, эксплуатируется ли он под высокой нагрузкой или нет. Корректно подобранная проводка позволит избежать перегрева и перегрузки электросети, а также минимизирует риск возникновения короткого замыкания и угрозу возгорания.

Правильно выбранный кабель обеспечивает высокую энергоэффективность, снижает потери электроэнергии и увеличивает эксплуатационный ресурс электрооборудования. Это позволяет существенно экономить на оплате коммунальных услуг и на приобретении бытовой техники. Проживание в доме становится более комфортным, экономичным и безопасным.

Материал изготовления кабеля

Это основной критерий, от которого зависят токопроводящие свойства электропроводки, а также удобство выполнения монтажных работ и косвенно – ее эксплуатационный ресурс. С одной стороны, алюминиевая проводка разрешается только в жилых домах, возведенных до 2001 года. С другой стороны, приказ Минэнерго допускает применение алюминия, так что это остается на усмотрение потребителя.

Преимущества и недостатки алюминиевой проводки

Ее основное достоинство – низкая стоимость. Материал является более доступным по сравнению с медью, что делает установку и обслуживание электропроводки более экономически выгодными. Кроме того, алюминиевые провода и кабели имеют меньший вес, что облегчает их прокладку и монтаж.

К недостаткам можно отнести низкую электропроводность. Алюминий имеет меньшую электромагнитную стабильность и проводимость по сравнению с медью, что приводит к частичной потере энергии. Могут потребоваться более толстые провода для поддержания необходимой электрической мощности. К тому же материал характеризуется ломкостью при сгибании, в процессе монтажа может случайно обломиться токопроводящая жила.

Медный кабель – плюсы и минусы

Проводка из этого материала получила наиболее широкое распространение в быту. Медь является одним из лучших проводников электричества, что позволяет передавать электрический ток на большие расстояния без потерь. К ее основным преимуществам относится:

• Термическая стабильность, устойчивость к электромагнитным полям и высоким температурам
• Продолжительный эксплуатационный ресурс без потери качества
• Способность выдерживать повышенные токовые нагрузки, перегрузки
• Простая прокладка – гибкая проводка не будет повреждаться, обламываться

Недостатком медной проводки является более высокая стоимость по сравнению с алюминием (в среднем, в 3 раза). Это делает прокладку и обслуживание электросетей более затратной процедурой. К тому же медь больше весит, что затрудняет монтаж.

Вывод: выбирая электропроводку из того или иного материала, необходимо ориентироваться на собственные потребности и предпочтения. Если приоритетом является экономия и быстрый монтаж, то алюминиевые кабели станут подходящим решением. Если нужно добиться надежности и долговечности, то лучше сделать выбор в пользу медных электропроводов.

Прокладка кабеля в различных условиях – сравнение характеристик

КГ (кабель гибкий). Провод этого типа рассчитан на эксплуатацию в суровых условиях. В качестве изоляционного слоя выступает натуральный каучук. Это позволяет изделию выдерживать прямые УФ-лучи (оболочка не станет растрескиваться) и сохранять гибкость на морозе. Кабель подходит для прокладки наружного освещения частных коттеджей, магазинов, предприятий. Он устойчив к повышенной влажности воздуха.

ВВГ. Надежный кабель, не поддерживающий горение и подходящий для прокладки в жилых помещениях. Срок службы составляет до 30 лет, можно применять в сетях с напряжением до 1 кВт. Кабель считается достойной альтернативой ПВС, при этом он характеризуется доступной стоимостью, чем объясняется повышенный потребительский спрос. ВВГ выпускается в нескольких разновидностях:

• ВВГнг-ls – негорючий провод, подходит для жилых помещений, практически не выделяет дыма при плавлении
• ВВГнг – в изоляционном слое присутствуют специальные добавки, препятствующие воспламенению
• ВВГнг-frls – устойчив к высоким температурам, имеет дополнительную изоляцию из слюды

NYM (аналог ВВГ из Германии). Обладает пожаробезопасностью, подходит для монтажа в частных и многоквартирных домах, коммерческих и административных зданиях, офисах и магазинах. Существуют морозостойкие модификации, сохраняющие характеристики при температуре до -50 °C. Кабель может иметь от 1 до 7 медных жил, если в маркировке присутствует обозначение LS (low smoke), то это указывает на пониженное дымообразование в случае возгорания.

ШВВП. Это плоский провод с параллельно расположенными двумя или тремя жилами, сечение которого может составлять от 0,5 мм 2 до 0,75 мм 2 . Используется для изготовления удлинительных шнуров, для подключения кухонной бытовой техники, осветительных приборов и электроприборов небольшой мощности. Обладает гибкостью и доступной стоимостью, но недолговечен – прослужит не более 10 лет.

АВБШв. Подходит для наружной и внутренней прокладки силовых линий до 0,4 кВт. Этот кабель можно использовать для подземного ввода электропитания в частный дом. Внешняя изоляция выполнена в виде ПВХ-шланга, токопроводящие жилы также имеют дополнительный изоляционный слой. Срок службы превышает 30 лет, изделие характеризуется универсальностью в прокладке. Недостатки – большой вес и малая гибкость.

СИП-4. Применяется при воздушном вводе электропитания в жилые дома. Изделие представляет собой кабель с полиэтиленовой изоляцией и жилами из алюминия, сечением от 16 мм 2 . К основным преимуществам относится надежность, электробезопасность и продолжительный эксплуатационный ресурс. Внутри жилых помещений использовать нежелательно, ввиду наличия горючей изоляции.

Можно ли использовать ПВС для проводки?

Проводниковая продукция этой марки представляет собой изделие, в котором в качестве оболочки выступает поливинилхлоридная изоляция. Провод может иметь от 2 до 5 жил, сечением от 0,75 мм 2 до 16 мм 2 . Оболочка полностью заполняет свободное пространство между жилами. Провод пользуется высоким спросом, благодаря следующим преимуществам:

• Гибкость, способность выдерживать многократные изгибы (до нескольких тысяч)
• Пригодность для электропитания средств малой механизации
• Устойчивость к механическим нагрузкам
• Любое количество перегибов не приводит к снижению напряжения в сети
• Возможность эксплуатации в широком температурном диапазоне
• Оболочка не поддерживает горение
• Устойчивость к биологическим поражениям, воздействию плесени и грибка

Подходит ли ПВС в качестве электропроводки квартиры или частного дома? Это спорный вопрос, поскольку ПУЭ (п. 2.1.48) явно не устанавливают ограничений на использования изделия этой марки в качестве электропроводки.

С другой стороны, в ПУЭ есть отсылка к ГОСТ 7399-97, в котором указано применение ПВС – для подключения холодильников, стиральных машин и аналогичных электроприборов. Соответственно, провод подходит для применения в качестве «мобильной» электропроводки, изготовления переносок и удлинителей. Для прокладки стационарной проводки его использовать не рекомендуется.

Какой кабель подходит для проводки в квартире?

Согласно ПУЭ, в жилых зданиях следует прокладывать кабели и провода с медными жилами. Чаще всего для этих целей используют продукцию марки ВВГ или NYM. Электрики рекомендуют при покупке спрашивать у продавца наличие сертификата качества на продукцию. В противном случае есть риск приобрести электрокабель, характеристики которого отличаются от заявленных.

Количество жил в проводнике целесообразно выбирать, исходя из специфики подходящей к зданию системы электроснабжения. Двухжильный кабель будет уместным в том случае, если был предусмотрен только нулевой провод и фаза. Если предполагается заземление, то следует использовать трехжильный проводник.

Еще один важный аспект – определение сечения токопроводящих жил. Чем выше предполагаемая нагрузка, тем большим должен быть диаметр сечения:

• 1,5 мм 2 – рассчитана на 4,1 кВт при силе тока в 19 А
• 2,5 мм 2 может выдержать до 5,9 кВт (27 А)
• 4 мм 2 – можно подключать нагрузку в 8,3 кВт

Рекомендуется оставлять запас по сечению, примерно в 20-30%. В противном случае не исключены перегрузки вследствие перепадов напряжения в сети либо подключения нагрузки сверх установленной нормы. Также дополнительным преимуществом станет наличие негорючей защитной оболочки, которую обозначают маркировкой «нг».

Выбор кабеля для проводки частного дома

Относительно выбора марки кабеля – для частного дома или коттеджа подходят те же проводниковые материалы, что и для квартиры. Иными словами, проводка на основе ВВГ или немецкого аналога NYM справится с поставленными задачами. Медный кабель будет предпочтительнее алюминиевого, ввиду более высокой проводимости (в 1,7 раз выше) и способностью выдерживать серьезные нагрузки. Следует обращать внимание на сечение и количество жил.

К отличительным особенностям при прокладке проводки для частного коттеджа следует отнести не выбор материала, а метод монтажа. К примеру, в деревянных домах часто используется наружная (открытая) проводка, которую прокладывают несколькими способами:

1. На стене из круглых бревен – с применением предварительно подготовленных роликов-изоляторов

2. На плоской поверхности – посредством кабель-канала или гофры

3. С помощью специальных скоб, если нет возможности закрепить изолятор либо короб

4. Ретро-проводка в виде перекрученных проводов

Современная промышленность выпускает кабель-каналы, различные по длине, ширине, форме и оттенку. Это позволяет не только замаскировать электропроводку, но и превратить ее в элемент дизайна, гармонично дополняющий обстановку помещения. К тому же кабель-канал обеспечивает надежную защиту электропроводки от неблагоприятных внешних условий.

Какой кабель подходит для проводки бани или сауны?

Помещения с повышенной влажностью представляют определенную опасность в плане эксплуатации электросетей. Поэтому появляется необходимость использовать материалы, обладающие надежной изоляцией. Кабель для прокладки электропроводки в бане либо сауне должен быть устойчивым к воздействию влаги и к температурным перепадам. Также выбор проводника зависит от особенностей той или иной зоны:

1. Предбанник (комната отдыха). Здесь потребуется освещение и возможность подключения электроприборов – фена, чайника, телевизора, холодильника и т.п.

2. Помывочная. Также понадобится обустроить освещение, опционально – предусмотреть подключение водонагревателя.

3. Парилка. Помимо освещения, в этом помещении может находиться электропечь.

Обычные электропровода для парилки малопригодны, поскольку они рассчитаны на эксплуатацию в пределах +70 °C, в то время как температура в помещении может достигать +90..+110 °C. Соответственно, появляется риск деформации изоляционных оболочек, что может привести к короткому замыканию и пожару. В лучшем случае – потребуется менять проводку.

Чтобы избежать подобных неприятностей, следует использовать для подключения электропечи и освещения в сауне специальные термостойкие кабели марки ПВКВ, ПРКС, РКГМ (или с аналогичными характеристиками). Такая продукция имеет кремнийорганическую изоляцию. В качестве питающей линии для электрокаменки рекомендуется использовать проводку с сечением 3х2,5 мм 2 .

К проводке для осветительных приборов предъявляются не столь жесткие требования. Здесь будет вполне достаточно обычного NYM или ВВГнг с сечением 1,5 мм 2 . В качестве дополнительной защиты проводника желательно использовать гофротрубу. Осветительные приборы должны иметь класс защиты не менее IP 44.

Кабель для проводки в гараже

Есть несколько факторов, на которые следует обратить внимание при выборе подходящего материала для прокладки электропроводки в гараже. Во-первых, это тип сети – однофазная (220 вольт) или трехфазная (380 вольт). Кабель на 220 вольт станет подходящим выбором, если планируется ограничиться обустройством освещения в гараже и эпизодической работой с электроинструментом.

В плане бюджетного решения по обустройству электропроводки можно предложить самонесущий изолированный провод (СИП), выполненный из алюминия. Проводниковая продукция этого типа обладает следующими особенностями:

• Доступная цена по сравнению с медными аналогами
• Устойчивость к температурным перепадам
• Отсутствие необходимости в применении дополнительных тросов для натяжки
• Стойкость к неблагоприятным внешним воздействиям
• Простой монтаж
• Изделие состоит из нескольких жил, что делает его относительно эластичным

В качестве альтернативы алюминию можно использовать кабель ВВГ. Многопроволочная проводка считается подходящей для воздушного ввода, поскольку она является более гибкой. Чтобы защитить линию от негативных погодных воздействий и прямых солнечных лучей, можно использовать гофрированный рукав.

Резюме: выбор материала для прокладки проводки прежде всего зависит от условий эксплуатации объекта. Необходимо удостовериться в том, что кабель способен выдержать напряжение и обеспечить бесперебойную работу потребителей. Максимально допустимая нагрузка зависит от сечения токопроводящих жил.

Если предполагаются специфические условия эксплуатации (повышенная влажность, низкие температуры, воздействие атмосферных осадков), то также нужно удостовериться, что изделие обладает достаточно надежной изоляцией. В деревянных домах чаще всего прокладывают наружную проводку, в банях и саунах – термостойкие кабели с кремнийорганической изоляцией.

Параметры кабеля

При выборе материала для проводки необходимо обращать внимание на такие параметры, как строение проводников, сечение, тип изоляции провода. Важным условием является пожаробезопасность кабеля и соблюдение технических нормативов, подтвержденных сертификатом качества.

Тип и назначение кабеля

Обязательно следует определиться, для каких целей предназначается проводка – для освещения, силового электрооборудования или комбинированного использования. Для приборов освещения подходят кабели с низкими показателями электрического сопротивления. Они способны обеспечить достаточную передачу электроэнергии до источника света, при этом уменьшая потери энергии на проводе.

Если проводка предназначена для силового электрооборудования, то требуется использование кабелей с более высокими показателями нагрузки и изоляции. Такие провода способны передавать большие объемы электрической энергии и выдерживать высокую температуру, что необходимо для работы мощных электроустановок.

Комбинированная проводка должна соответствовать характеристикам и освещения, и электрооборудования. В этом случае нужно выбрать кабель, который будет удовлетворять требованиям обоих назначений. Обычно для бытовых нужд приобретают кабели средней нагрузки с хорошими показателями изоляции.

Строение проводников

Производители выпускают многожильные и одножильные провода с различными характеристиками. Одножильные модели жестче, чем многожильные аналоги, однако они более надежные – почти не греются при высокой нагрузке и не создают пожароопасной ситуации. Их предпочтительнее использовать при внутренней (скрытой) прокладке.

Многожильные провода отличаются гибкостью, с ними легче работать. Но они могут нагреваться, поэтому рекомендуется использовать их для открытых систем – например, в качестве проводки к приборам освещения. К тому же, в местах соединений на клеммах следует прибегать к обжимным наконечникам – иначе жилы раздавятся в клемме, и не будет обеспечен надежный контакт. Многожильная проводка должна быть заключена в светостойкую наружную изоляцию.

Сечение кабеля

Этот параметр определяет внутренний диаметр проводника, который в свою очередь влияет на способность изделия проводить ток. От него также зависит степень пожаробезопасности объекта. Чем больше показатель сечения, тем более высокую нагрузку сможет испытывать электропроводка. Согласно нормативам ПУЭ, сечение кабеля в жилом частном доме или квартире должно быть больше 1,5 мм 2 .

Материал изоляции

Безопасность изоляционного слоя силовых кабелей регулируется требованиями ГОСТ. Чаще всего в качестве изоляции используется ПВХ и ПВД (полимерные композиты). Выбор материала зависит от условий эксплуатации – температуры, влажности, воздействия химических веществ.

При покупке электрического кабеля для проводки следует учитывать дополнительные параметры, в числе которых:

1. Гибкость. В зависимости от специфики монтажа, может потребоваться гибкий или жесткий кабель.

2. Защита от внешних воздействий. Необходимо учитывать условия эксплуатации – наличие влаги, высокой или низкой температуры, воздействия масел, кислот или других веществ. Следует выбрать кабель, обладающий соответствующей степенью защиты.

3. Пожарная безопасность. Для некоторых типов помещений и объектов необходимо использовать специальные огнестойкие кабели, оболочка которых не создает дыма при плавлении. Например, для этой цели подходит медный силовой негорючий кабель ВВГ.

4. Соблюдение нормативов и стандартов, наличие Сертификата соответствия. Качественная продукция всегда имеет документы, подтверждающие ее надежность.

Сравнение производителей кабеля

АВБбШв – это силовой кабель с алюминиевой токопроводящей жилой, ПВХ изоляцией и выпрессованным защитным шлангом. Снабжен броней из стальных оцинкованных лент. Выпускается известными в Беларуси заводами Автопровод, Белтелекабель, БелРосКабель.

Для справки. Автопровод – основан в 1958 году в Беларуси, на сегодняшний день это крупнейшее предприятие в стране.

Белтелекабель начал выпуск продукции с 1996 года. Основные направления – силовые кабели, провода СИП, телекоммуникационные линии.

БелРосКабель – производитель силовых кабелей в Беларуси, на рынке 12 лет. Продукция соответствует Системе Менеджмента Качества (ISO).

ВВГ — подходит для домашней проводки. Внутри кабеля находится медная жила, изоляция и оболочка из пластиката ПВХ. Выпускается заводами БелРосКабель и Автопровод, характеризуется высокой надежностью и долговечностью.

ВВГнг – безопасный силовой кабель с самозатухающей изоляцией, используется для электропроводки в квартирах и частном секторе. Лучшие производители – Автопровод и БелРосКабель.

ВБбШв – бронированный силовой кабель с медной жилой, изоляцией и шлангом из ПВХ. Количество жил варьируется от 1 до 5.

ПВС – не пригоден для электропроводки в помещениях. Этот кабель успешно задействуется для соединения электрооборудования, бытовых электроприборов, при организации освещения.

При приобретении кабельной продукции, которая будет использоваться для прокладки в жилом здании, обязательно требуйте Сертификат качества и паспорт! Ответственные производители снабжают свою продукцию сопроводительной документацией, что гарантирует ее безопасную эксплуатацию и долговечность.

FAQ – ответы на распространенные вопросы

Какие факторы влияют на срок службы электрического кабеля?

Различные материалы имеют разные свойства и степень стойкости к внешним воздействиям. Например, медный кабель обычно долговечнее, чем алюминиевый. Имеет значение конструкция изделия: наличие или отсутствие дополнительных слоев защиты, армирования, экранов. Также различаются условия эксплуатации.

Как определить, что пора менять старую электрическую проводку?

Если проводка старше 20-30 лет, то она, скорее всего, требует замены. Если в доме часто происходят перегорания предохранителей или короткие замыкания, то это можно считать признаком проблемы. Еще один характерный симптом – появление запаха гари, что свидетельствует об оплавлении защитной оболочки.

Влияет ли цвет изоляции кабеля на его функциональность?

Цветовая кодировка используется для указания назначения кабеля. Например, в стандарте проводки могут быть определены следующие цвета изоляции: красный или коричневый для фазы, синий для нулевого провода, зеленый или желто-зеленый – для заземления. Это помогает электрику правильно идентифицировать различные провода.

Можно ли использовать один и тот же тип кабеля для внутренней и наружной проводки?

Нет, не рекомендуется это делать ввиду различных технических характеристик продукции. Кабели для наружной прокладки имеют более высокую защиту от негативных климатических воздействий. В свою очередь, внутренняя электропроводка должна быть выполнена из материалов, не поддерживающих горение.

Есть ли разница в выборе кабеля для временных построек по сравнению с постоянными зданиями?

Для «времянки» целесообразно приобретать более дешевую алюминиевую проводку. Ее эксплуатационного ресурса будет достаточно для обеспечения потребностей объекта. Медная электропроводка применяется в том случае, если предполагается ее использование в течение десятилетий.

Влияет ли количество жил в кабеле на его гибкость и удобство монтажа?

Если кабель представляет собой многожильный проводник, то он становится более гибким. Соответственно, упрощается выполнение монтажных работ. На эластичность изделия также влияет материал его изготовления – медная кабельная продукция лучше гнется, в то время как алюминиевые аналоги отличаются ломкостью.

Есть ли случаи, когда алюминиевый кабель предпочтительнее медного?

Существует только одна причина заменить медную проводку алюминиевым аналогом – желание сэкономить на монтажных работах. Ввиду этого, алюминиевую электропроводку часто используют в новостройках. И, как уже было сказано, проводники этого типа подходят для временных построек.

Подводим итоги:

1. Правильный выбор кабеля для проводки – это один из ключевых аспектов обеспечения безопасности и долговечности работы электрооборудования в доме или в офисе.

2. Материал изготовления – алюминий или медь – представляет собой ключевой фактор в определении токопроводящих свойств кабеля. Медь является лучшим проводником, однако такие кабели обычно дороже и тяжелее, чем алюминиевые аналоги.

3. Количество и сечение токопроводящих жил играют важную роль. Слишком маленькое сечение провоцирует перегрев проводки при высокой нагрузке. Поэтому необходимо учесть требования объекта и подобрать правильное сечение, чтобы избежать проблем с электросетью.

4. Тип изоляции важен для безопасности и долговечности работы проводки. Внешний слой защищает провод от повреждений, короткого замыкания. Различные типы изоляции имеют разные характеристики – их применяют в зависимости от условий эксплуатации, таких как влажность и температура окружающей среды.

Для производства токоведущих проводов необходима хорошая материала

Для токопроводящих жил используется медная, алюминиевая и стальная проволока, а также проволока из сплавов низкого и высокого сопротивления.

Основные требования к материалам токопроводящих жил: вы­сокие электропроводность, механические характеристики и кор­розионная стойкость, а также технологичность, экономичность и недефицитность. Высокая электропроводность и размер (площадь сечения) — это параметры, которые оказывают решающее влияние на допустимый ток нагрузки при передаче энергии или на затухание сигналов (потери) в информационных кабелях. Значение электропроводности определяет выбор сечений жил. Высокие механические характеристики провод­никовых материалов обеспечивают работоспособность кабельных изделий при растяжении, изгибе, кручении, вибрации. Высокая коррозионная стойкость обусловливает их сохранность при воз­действии климатических и химических факторов. Под технологи­чностью понимают возможность полу­чения проволок большой строительной длины, а также их надеж­ного соединения путем пайки или сварки. Ввиду того, что кабель­ная промышленность является одним из основных потребителей цветных металлов, экономичность и недефицитность проводнико­вых материалов также важны.

Медь имеет наибольшую электропроводность среди всех метал­лов (исключая серебро) – γ_Cu=0,017 мкОм·м, а γ_Ag= 0,015 мкОм·м. Она также обладает хорошей способно­стью к прокатке и волочению, что обеспечивает возможность по­лучения проволоки большой длины (практически любой).

Алюминий по электропроводности уступает лишь меди (и серебру), γ _Al =0,026 мкОм·м и по этой причине (а также из-за его сравнительной дешевизны, легкости и неограниченных запасов в природе) он является основ­ным материалом, заменяющим дефицитную медь.

Механические характеристики алюминия невысоки. Низкая по сравнению с медью стойкость алюминиевых проволок к много­кратным перегибам ограничивает область их применения условия­ми неподвижной (фиксированной) прокладки.

На воздухе алюминий покрыт (вследствие химической корро­зии) тончайшей оксидной пленкой, которая препятствует даль­нейшему окислению металла. Эта пленка является диэлектриком, что создает трудности при сращивании тонкой алюминиевой про­волоки и приводит к недостаточной надежности таких соединений.

Из-за низкой механической прочности алюминия в кабелях используется проволока с диаметром выше 0,67 мм, поскольку меньший диаметр не обеспечивает необходимой технологичности при изготовлении. Тонкая алюминиевая проволока используется только в эмалированных проводах.

Электропроводность алюминия в 1,65 раза меньше, чем у меди, однако и плотность его в 3,3 раза меньше плотности меди, что позволяет получить алюминиевые жилы с одинаковым электрическим сопротивлением в 2 раза легче медных. Поэтому изо­ляция и защитные покровы кабелей с алюминиевыми жилами выполняются из недефицитных и не­дорогих материалов. В настоящее время 85% силовых кабелей с пропитанной бумажной и пластмассовой изоляцией на напряжение 1 кВ и выше изготовляются с алюминиевыми жилами .

В некоторых случаях применяется сталь­ная проволока (в неизолированных проводах воздушных линий передачи или воздушных линий связи, полевых проводах связи, миниатюрных кабельных изде­лиях и др.). Чаще стальную проволоку применяют в сталемедных или сталеалюминиевых жилах, в которых медная или алюминиевая проволока несет электрическую нагрузку, а сталь­ная — обеспечивает повышенную механическую прочность.

Проволока из медных сплавов высокой проводимости применяет­ся для упрочнения токопроводящих жил малых сечений. При этом она имеет более низкую проводимость по сравнению с проволо­кой из меди.

Проволока из сплавов высокого сопротивления применяется в ка­честве проводников обмоточных проводов, предназначен­ных для намотки магазинов сопротивлений, электроизмеритель­ных приборов, реостатов, нагревательных приборов и нагреватель­ных кабелей. Это такие сплавы, как манганин (сплав марганца, никеля и меди), константан (сплав никеля и меди с присадкой марганца) и нихром.

При рассмотрении характеристик токопроводящей жилы необходимо отметить два электрических эффекта: поверхностный эффект и эффект близости.

Поверхностный эффект связан с вытеснением электрического тока к поверхности проводника, в результате чего плотность тока вблизи поверхности превышает плотность тока в центре. Этот эффект увеличивается с увеличением сечения.

Существует два типа жил кабеля: круглые и секторные.

1. Круглые состоят из нескольких слоев проволок, расположенных концентрически и винтообразно. Так как электрическое сопротивление между проволоками, из которых состоит жила, мало, то поверхностный эффект и эффект близости практически идентичны тем, которые имеют место в монолитном проводнике большого сечения.

2. Секторные собираются из нескольких элементов секторного сечения (рис. 1).

Рис. 1. Конструкция сегментированной токопроводящей жилы Milliken (фирма Nexans )

Проводник большого сечения разделен на несколько отдельных секторной формы. Они изолированы друг от друга.

Спиральная конструкция исключает постоянное прохождение одних и тех же проводников рядом друг с другом, что способствует снижению эффекта близости.

Такие конструкции используются для жил большого сечения (не менее 1200 мм 2 из алюминия и не менее 1000 мм 2 из меди).

Конструкция типа « Milliken » позволяет значительно снизить поверхностный эффект и эффект близости.

Для медных жил с сечение более 1600 мм 2 типа « Milliken » используются эмалированные диэлектрическим лаком проводники, приблизительно 2/3 общего количества (рис. 2).

Рис. 2. Схема токопроводящей эмалированной жилы ( Nexans )

Эффект близости практически устраняется, потому что каждый проводник проходит как по наружным, так и по внутренним областям жилы. Поверхностный эффект уменьшается благодаря небольшому сечению используемых проволок, которые электрически изолированы друг от друга.

Использование конструкции с эмалированными проволоками позволяет уменьшить сечение жилы при той же пропускной способности. Например, медный кабель сечением 2000 мм 2 такой конструкции позволяет заменить медный кабель сечением 2500 мм 2 , в котором используются проволоки без эмалевой изоляции. Формирование жилы с эмалированными проводниками выполняются с помощью специальной технологии, разработанной фирмой Nexans .