Справочник мастера-электрика. Проводка, розетки, техника безопасности, инструмент - Валерий Новак

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 мм² нельзя использовать для слаботочных цепей управления 380 В или 220 В даже в том случае, когда создан большой запас по токам нагрузки. Иначе повышенное напряжение просто пробьет слой изоляции.

При монтаже и эксплуатации кабели подвергаются механическим и тепловым нагрузкам (провода крутят и изгибают, нагревают и охлаждают). Для предохранения от разрушения предусмотрена защита – внешняя оболочка или дополнительная броня различной конструкции.

Защитные оболочки обычно герметичны и дополнительно защищают проводник от разрушительного действия грунтовых вод, кислот и щелочей, содержащихся в почве, куда чаще всего помещают кабели.

Нарушение герметичности оболочки кабеля приводит к скоплению 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. Однако в аварийных ситуациях некоторые материалы, такие как бумага и масло, подвержены возгоранию и сами являются после этого источниками распространения огня.

А некоторые не поддерживают горение, но плавятся и разрушаются под воздействием высокой температуры.

Кабели с такой изоляцией называют «не поддерживающими горение» и в маркировке обозначаются индексами «нг».

Выбором кабельной продукции для промышленных целей занимаются инженеры проектных организаций. Рассмотрим, как самостоятельно выбрать кабель 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 алюминиевого провода и его склонность к излому при деформациях и изгибах. Поэтому старые алюминиевые провода, смонтированные еще в советское время, постепенно дорабатывают свой ресурс. В современной же электропроводке разрешено прокладывать только медь. Так какое же сечение провода выбрать?

Напомним, площадь сечения провода должна быть достаточной для прохождения через него максимально возможного тока в течение заданного времени, при этом нагрев провода не должен превысить значение максимальной рабочей температуры (иначе провод расплавится).

С чем можно столкнуться на практике? Неизвестна сила тока. Как вычислить силу тока, зная мощность нагрузки (лампочки, утюга, кофеварки, электроплиты)? Нужно потребляемую мощность Р (Вт) поделить на напряжение U (В), и получим ток (А):

I = P/U

Как найти мощность, зная силу тока? Нужно силу тока I (А) умножить на напряжение U (В):

P = IU

Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Чтобы не заниматься самостоятельно сложными электротехническими расчетами соответствия жил проводов допустимому температурному нагреву в зависимости от нагрузок, можно воспользоваться таблицей (табл. 1).

По таблице можно выбрать сечение провода либо по току, либо по мощности.

Значения приведены для однофазного напряжения 220 В, температуры окружающей среды +30 °C при прокладке проводов как по воздуху, так и в закрытом пространстве (коробе).

Если температура окружающей среды на 20 °C выше или в жгуте несколько кабелей, то рекомендуется выбрать следующее сечение из ряда.

Таблица 1

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

Кроме того, необходимо учитывать, что в будущем может увеличиться нагрузка (например, добавится утюг или электрочайник). А также стоит помнить, что в бытовых приборах с электродвигателем, например в пылесосе, стиральной машине, высокие пусковые токи. Возможны случаи, когда провод находится на солнце и возможны большие перепады температур. Все это – причины для увеличения толщины жилы.

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя простое правило: теоретическая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10. На практике результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего значения. Так, для значения тока 25 А теоретически подойдет провод сечением 25/10 = 2,5 мм². Ближайшее сечение – 4 мм². Как видим, значение совпало с табличным.

Важно! Это правило работает хорошо для токов до 40 А. Если токи больше (это нехарактерно для обычной квартиры или дома) – надо выбирать провод с бо́льшим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это правило справедливо для определения максимального тока, проходящего через медный провод, если известна его площадь: максимальный ток равен площади сечения, умноженной на 10.

Если говорить об алюминиевых проводах, то правило будет таким: максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения, умноженной на 6.

Для удобства расчетов в таблице 2 приведены средние значения мощностей бытовых приборов.

Таблица 2

Значения потребляемой мощности и тока для бытовых электроприборов, работающих от стандартной сети питания 220 В

Кроме указанных приборов, есть еще холодильник (150 Вт), зарядные устройства, телевизор (в дежурном режиме до 5 Вт, в рабочем до 400 Вт). Но эти значения невелики и при расчетах их можно не учитывать.

Можно представить случай, когда все приборы, приведенные в таблице, работают одновременно, но практически это маловероятно. Обычно одновременно могут работать, к примеру, утюг (9 А) и микроволновая печь (10 А) или тостер (7 А) и кофеварка (8 А). Или стиральная машина (9 А) и электрочайник (9 А). С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора потребляемый ток может достигнуть 25 А.

Виды кабелей и их различия

Современная промышленность предлагает обширный ассортимент различных проводов. И каждый вид провода предназначен для решения определенного круга задач.

Как было неоднократно отмечено выше, кабели и провода, используемые в монтаже, – преимущественно медные, реже алюминиевые. Других материалов при всем разнообразии просто нет. Кроме того, повторимся, по структуре провода могут состоять из одной или множества проволочек. Структура жил влияет на гибкость кабеля и очень незначительно на предельный температурный режим эксплуатации, но не сказывается на его проводимости.

Кажется, что на том спектр характеристик кабелей и заканчивается. Но откуда же тогда такое разнообразие марок? ВВГ, NYM, СИП, ПВС, ШВВП – чем они отличаются друг от друга? В основном, свойствами изоляции.

Рассмотрим основные разновидности электрических проводов, их характеристики и области применения.

Кабель ВВГ. Маркировка кабеля ВВГ означает: внешняя изоляция из поливинилхлорида, изоляция жил – также из поливинилхлорида, жилы кабеля гибкие. Хотя гибкость кабеля ВВГ относительна, ведь до сечения 25 мм² включительно его жилы сплошные, а не многопроволочные.

Изоляция кабеля стойка к агрессивным средам, при этом довольно прочна и не поддерживает горение. Жилы могут быть как однопроволочными, так и многопроволочными, в зависимости от модификации кабеля ВВГ.

Главное назначение данного кабеля – передача и распределение электроэнергии в сетях с напряжением до 1000 В при промышленной частоте переменного тока 50 Гц. Для прокладки домашних сетей используют кабель ВВГ с сечением до 6 мм², для электрификации частных домов – до 16 мм². При монтаже допускается изгиб по минимальному радиусу, соответствующему 10 диаметрам провода (что такое радиус изгиба, показано на рис. 11). Кабель поставляется в бухтах по 100 м.

Рис. 11. Радиус изгиба провода. Здесь R – радиус внутренней кривой изгиба кабеля, Dn – наружный диаметр кабеля

Среди разновидностей кабеля ВВГ встречаются: АВВГ – с алюминиевой жилой, ВВГнг – с огнеупорной оболочкой, ВВГп – плоское сечение, ВВГз – с добавлением ПВХ или в резиновой изоляции еще и между отдельными жилами.

ВВГ – самый распространенный медный кабель для внутреннего монтажа. Его прокладывают открыто, в коробах, закладывают в штрабы. Изоляция ВВГ обеспечивает ему длительный срок службы – до 30 лет. Количество жил кабеля ВВГ может соответствовать потребностям как трехфазной, так и однофазной сети: от двух до пяти.