Из чего делают провода

5

Кабельно-проводниковая продукция: из чего состоят кабели, провода и шнуры

Кабели, провода и шнуры каждый из нас видит ежедневно. Но не все задумываются о том, из чего состоят столь привычные нам вещи и каковы функции отдельных их элементов.

Кабельно-проводниковая продукция: из чего состоят кабели, провода и шнуры

Как это устроено

Любой кабель, провод или шнур состоит из нескольких элементов, каждый из которых предназначен для определённой цели. Яркий пример − медный кабель, хорошо знакомый каждому. Принцип его конструкции такой же, как и у других кабелей.

Кабельно-проводниковая продукция: из чего состоят кабели, провода и шнуры

Одна из оболочек кабеля − это изоляция, играющая роль барьера для электрического тока и защищающая внутренние элементы кабеля от внешних воздействий и повреждений. Для проведения тока внутри кабеля находится жила. Она должна быть гибкой, не ломкой, устойчивой к коррозии.

Для защиты от внешних электромагнитных помех в кабеле предусмотрен экран, также в нём есть дополнительная поясная изоляция для лучшей защиты от пробоя. Защиту от атмосферного воздействия обеспечивает оболочка, а в кабелях, которые можно использовать в сложных условиях, есть ещё и прочный защитный покров.

Кабельно-проводниковая продукция: из чего состоят кабели, провода и шнуры

Как видите, конструкция кабеля довольно проста, и понять роль её отдельных элементов несложно. Знание особенностей конструкции поможет вам при выборе кабеля в магазине. Кстати, покупать его очень удобно в интернет-магазине Kabel Energo − благодаря ему вы сэкономите время и сможете выбрать необходимые вам товары когда угодно.

Кабельно-проводниковая продукция: из чего состоят кабели, провода и шнуры

О некоторых материалах, из которых состоят электрические провода и кабели

Если говорить о материале для производства жил, проводящих ток, то очень хорошо в этом себя зарекомендовала медь. По своей электропроводности она уступает только серебру. Жилы из меди достаточно прочны, хорошо гнутся, при этом не разламываясь. Один из немногочисленных недостатков медной жилы − её высокая стоимость.

Для изготовления жил широко используется алюминий. Это недорогой материал, имеющий хорошие антикоррозийные свойства. При контакте с воздухом на поверхности алюминия образовывается оксидная плёнка, которая и препятствует появлению ржавчины. Но алюминий является хрупким материалом, поэтому кабели с жилами из него следует использовать лишь для стационарной прокладки.

Одним из главных материалов для изготовления изоляции кабелей является поливинилхлоридный пластикат. При комнатной температуре он отличается высоким сопротивлением, имеет невысокую стоимость и проявляет устойчивость к различным химическим веществам.

*Комментарий: редакция не несёт ответственности за содержание и мнения, изложенные в статьях со знаком Ⓟ.

Из чего сделаны кабели, провода и шнуры

Провода, по которым передается электрический ток, — важнейшая часть энергосистем. Они пронизывают здания и механизмы, выполняя функции проводника энергии и информационных сигналов.

На сегодняшний день существует множество видов кабелей и проводов. В России их выпускается около 20 000 видов. Это и тончайшие проводки для электронных датчиков, и толстенные кабели (проводящие сотни тысяч вольт), которые не всегда можно обхватить рукой. Такой размах в размерах и области применения в быту, конечно, не нужен. Однако маркировку и свойства проводов следует изучить, чтобы не допустить досадных ошибок при работе, руководствуясь лишь принципом «провода все одинаковые, сойдет любой». Это глубоко ошибочное мнение. Необходимо знать, какие провода и кабели устанавливаются в том или ином случае.

Начать стоит с определения терминов «кабель», «провод», «шнур», «жила» и «изоляция». Они являются основополагающими, без их определения и характеристик нельзя как следует разобраться в проводниках и их свойствах.

Это металлическая проволока, сердечник любого электрического проводника. Жила бывает цельной монолитной либо в виде множества скрученных в жгут тонких проволочек. В первом случае она называется однопроволочной, во втором — многопроволочной, или гибкой. Форма сечения жилы может быть плоской или секторной, особенно это касается кабелей и проводов большого диаметра. Не следует путать многопроволочную жилу и многожильный кабель, это совершенно разные вещи.

Многожильный кабель с однопроволочными жилами

Жилы различаются по виду проводника. В домашних условиях используются изготовленные из алюминия, меди или алюмомеди, хотя в последнее время происходит замена алюминия на медь. В быту также можно встретить нихромовые проводники с повышенным сопротивлением сплава. Жилы нагреваются при эксплуатации подобно спирали в лампочке, но не так сильно. Они используются при изготовлении теплых полов.

Многопроволочная медная жила

Одной из главных характеристик жилы является площадь сечения. Производители проводов всегда ее указывают, но иногда появляется необходимость проверить площадь сечения самостоятельно. Сделать это можно при помощи обычной рулетки или штангенциркуля. Замерив диаметр жилы, можно легко вычислить ее площадь по формуле: S = πr2, где S — это площадь сечения (круга); число π = 3,141…; r — радиус. Сечение проволоки измеряется в квадратных миллиметрах.

Кабель с алюминиевыми жилами

С многопроволочной жилой дело обстоит сложнее, но можно вполне точно определить площадь ее сечения. Для этого необходимо намотать примерно 15 витков очищенной от изоляции жилы на толстый гвоздь или отвертку, плотно сжать их и замерить длину спирали обычной линейкой. Диаметр жилы будет равен этой длине, разделенной на количество витков. Другой способ — замерить отдельную проволочку, а затем умножить полученное число на их количество. Сечение жилы в ее диаметре измеряется по формуле: S = 0,785d2, где d — диаметр жилы.

Изоляция

Если говорить академическими терминами, изоляция — это материал, препятствующий распространению электрического тока. Сухо и не совсем понятно. Немного по-другому звучит следующее: изоляция — это вещество-диэлектрик, защитная «рубашка», которой покрываются жилы, передающие электрический ток. В качестве диэлектрика применяются стекло, керамика и различные полимеры, например поливинилхлорид или целлулоид. В последнее время применяются изоляционные полимеры, которые не только защищают человека от поражения током и жилы от соприкосновения друг с другом, что может привести к печальным последствиям, но и обладают рядом других свойств. Например, защищают жилы от механического воздействия, температуры и влажности — в общем, от разрушающего влияния внешней среды.

Проводом называется одна или несколько токопроводящих жил, свитых вместе, или каждая в своей оболочке, соединяющих источник электрического тока и потребителя. Провода бывают как голыми, так и изолированными, разными по виду жил. Поверх изоляции жил провода покрываются дополнительно еще одной оболочкой, служащей для защиты от влажности, механических повреждений, света, агрессивных сред и т. д. В этом случае провод называется защищенным. Например, АПРН и ПРВД. Такой провод легко спутать с кабелем, и, в сущности, они не слишком отличаются. Во всяком случае, для домашнего умельца не будет серьезной ошибкой, если он назовет кабель проводом или наоборот.

Голый неизолированный провод в домашних условиях практически не встречается, поскольку монтируется в недоступных для простого человека устройствах и соединениях. Например, в воздушных линиях. В быту его используют разве что в качестве хомута.

Изолированные провода широко применяются для распределения и передачи электроэнергии, причем не только в домашних сетях, но и в автомобилях. Марки ПВ, ПВ-3, АППВ и ППВ наиболее распространены. Они являются изолированными и незащищенными. В отдельной статье подробно рассмотрена маркировка проводов и описано, что она означает.

Кабель

В отличие от провода имеет одну или несколько жил, каждая из которых заключена в изоляцию и покрыта сверху защитной оболочкой из полимерных пластмасс, резины или металла. Помимо внешней изоляции, называемой иногда кембриком, в кабелях используются различного вида наполнители, служащие в роли дополнительной защиты от внешнего воздействия. Некоторые виды защищены еще и свитыми в спираль металлическими лентами. В этом случае кабель называется бронированным. Такие виды редко можно увидеть при квартирных работах, но в частных домах при подземной прокладке их используют достаточно часто.

Часто можно услышать словосочетание «электрический шнур», хотя чем он отличается от кабеля или провода, не всегда понятно. Шнур — это провод, состоящий из двух или более многопроволочных гибких жил, каждая из которых заключена в изоляцию, покрытых сверху защитной оболочкой из мягкого пластика или резины. В старых образцах внешняя оболочка выполнена из синтетических нитей.

Шнур и вилка с заземлением

Шнуры используют в бытовой технике, поскольку они имеют повышенную мягкость и гибкость по сравнению с кабелем или обычным проводом. Шнур можно крутить и сгибать без риска повредить жилы и изоляцию. У приборов, которые используют при работе заземление, обычно шнуры с количеством более двух жил. Это стиральные машины, пылесосы, чайники и электроинструменты. Две жилы используются там, где заземление необязательно. Это приборы освещения: бра, светильники и т. д.

Из чего сделан кабель?

Физически электрический кабель представляет собой сборку, состоящую из одного или нескольких проводников с их собственной изоляцией, дополнительными экранами, защитой сборки и общим защитным покрытием. Проводник (жила) – материал, который может пропускать через себя электричество. Наиболее часто используемыми проводниками в кабелях являются медь и алюминий. Эти металлы отличаются хорошей электропроводимостью и длительным сроком эксплуатации. Еще один плюс данных проводников в том, что они подлежат вторичной переработке. Поэтому сегодня так популярен запрос, куда сдать кабель на лом в Москве. Отслужившие свой срок электрокабели и провода могут принести материальный доход тому, кто их собирает и сдает, а также снизить расходы на потребление энергии при производстве первичных проводниковых металлов.

Свойства электропроводников

Электрические проводники обладают подвижными электрически заряженными частицами, которые в металлах называются «электронами». В момент, когда электрический заряд взаимодействует с металлом, его электроны начинают двигаться и пропускать электричество. Металлы с высокой подвижностью электронов являются хорошими проводниками, а металлы с низкой подвижностью электронов используются в качестве изоляторов. В электропроводке и при изготовлении электрокабелей используют различные проводники, но самыми распространенными продолжают оставаться медь и алюминий. Из них могут производиться:

• Одножильные кабели, которые, как следует из названия, имеют один проводник или жилу, проводящую электрический ток, а также изолирующий слой, защищающий от короткого замыкания и ударов тока.
• Многожильные – это комбинация нескольких одножильных электрических проводов, имеющих один изолирующий и защитный слой.

Медные проводники: медь является одним из древнейших металлов, освоенных человечеством. Именно медь использовали Бен Франклин и Майкл Фарадей в своих экспериментах с электричеством, и именно она впервые использовалась в таких изобретениях, как телеграф, телефон и электродвигатель.

За исключением серебра медь считается самым распространенным токопроводящим металлом и стала международным стандартом, который приняли в 13 году прошлого столетия. Международный стандарт создан с целью сравнения других проводников с медью. Согласно ему, отожженная чистая медь имеет 101% проводимости IАСS.

В дополнение к отличной проводимости, данный металл обладает такими характеристиками, как прочность на разрыв, теплопроводность и отсутствие теплового расширения. Преимущества медных кабелей:

• Низкое сопротивление.
• Превосходная пластичность – удлинение молярного сплава от 20 до 40%.
• Высокая прочность при высокотемпературных напряжениях.
• Гибкость меди в 1,8 раз выше алюминия – это говорит о том, что кабели с медным сердечником являются более устойчивыми на изгиб.
• Хорошая стабильность и коррозионная стойкость.
• Высокая пропускная способность по току: из-за низкого удельного сопротивления медный кабель с поперечным сечением примерно на 30% превышает допустимую пропускную способность алюминиевого кабеля.
• Низкие потери напряжения.
• Низкое энергопотребление: поскольку сопротивление медного кабеля ниже алюминиевого, его потери мощности также являются более низкими.
• Сопротивление к ползучести – деформации металла под воздействием изменяющейся нагрузки. Медь устойчива к расширению и сужению, поэтому ее соединения не ослабевают, соответственно не перегреваются и не искрят.

Кабели с алюминиевой жилой

Несмотря на то, что медь отличается высокой пропускной способностью, гибкостью, низким сопротивлением к ползучести, алюминий имеет некоторые важные преимущества. Данный металл имеет 61 % проводимости меди, при этом он легче своего конкурента на 30%, – это означает, что оголенный алюминиевый провод будет иметь вдвое меньший вес, чем медный с подобным электрическим сопротивлением. Алюминий – более дешевый проводник, чем медь, при использовании алюминиевых кабелей нет колебаний тока, которые обычно возникают из-за сопротивления проводника. Благодаря небольшому весу алюминиевые провода часто используются при установке воздушных линий электропередач высокого напряжения, так как требуют меньшего количества опорных башен.

Помимо вышеперечисленных проводников при производстве кабелей могут использоваться другие металлы, такие как золото, серебро, вольфрам и сплавы. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки и используется в зависимости от предназначения кабеля.

Изоляторы

Изоляторы – синтетические материалы, которые используются для изоляции электрических проводов, и выполняют следующие защитные функции:

• от поражения электрическим током;
• от механических повреждений;
• от влаги;
• против вредного воздействия различных веществ.

Изоляция в кабелях имеет собственную маркировку, благодаря которой можно сразу определить, с каким типом материала мы имеем дело. Чаще всего для изоляции используются:

• обычная резина G;
• силиконовая камедь Gs;
• не содержащий галогенов материал N или H;
• сшитый полиэтилен XS;
• фторорганический пластик Zb;
• поливитаминное покрытие Y;
• термостойкое поливиниловое покрытие Yc.

Кабели, подверженные высоким механическим нагрузкам, которые могут разрушить изоляцию, дополнительно защищаются и укрепляются металлической броней. Броня может быть изготовлена из оцинкованной стали, бронзы или алюминия. Применяется как для экрана (изоляция сигналов силовых кабелей), так и для внутренней или внешней изоляции.

Переработка после эксплуатации

Несмотря на длительный срок службы кабелей (от 15 до 30 лет), все они нуждаются в замене после истечения данного срока. После этого кабеля должны быть утилизированы и переработаны. Поиск проводов и их сдача на пункты приема металлолома позволяет частично решить проблему получения первичного сырья. Пункты приема принимают лом:

Из чего состоит кабель

Провода, по которым передается электрический ток, — важнейшая часть энергосистем. Они пронизывают здания и механизмы, выполняя функции проводника энергии и информационных сигналов.

На сегодняшний день существует множество видов кабелей и проводов. В России их выпускается около 20 000 видов. Это и тончайшие проводки для электронных датчиков, и толстенные кабели (проводящие сотни тысяч вольт), которые не всегда можно обхватить рукой. Такой размах в размерах и области применения в быту, конечно, не нужен. Однако маркировку и свойства проводов следует изучить, чтобы не допустить досадных ошибок при работе, руководствуясь лишь принципом «провода все одинаковые, сойдет любой». Это глубоко ошибочное мнение. Необходимо знать, какие провода и кабели устанавливаются в том или ином случае.

Начать стоит с определения терминов «кабель», «провод», «шнур», «жила» и «изоляция». Они являются основополагающими, без их определения и характеристик нельзя как следует разобраться в проводниках и их свойствах.

Это металлическая проволока, сердечник любого электрического проводника. Жила бывает цельной монолитной либо в виде множества скрученных в жгут тонких проволочек. В первом случае она называется однопроволочной, во втором — многопроволочной, или гибкой. Форма сечения жилы может быть плоской или секторной, особенно это касается кабелей и проводов большого диаметра. Не следует путать многопроволочную жилу и многожильный кабель, это совершенно разные вещи.

Многожильный кабель с однопроволочными жилами

Жилы различаются по виду проводника. В домашних условиях используются изготовленные из алюминия, меди или алюмомеди, хотя в последнее время происходит замена алюминия на медь. В быту также можно встретить нихромовые проводники с повышенным сопротивлением сплава. Жилы нагреваются при эксплуатации подобно спирали в лампочке, но не так сильно. Они используются при изготовлении теплых полов.

Многопроволочная медная жила

Одной из главных характеристик жилы является площадь сечения. Производители проводов всегда ее указывают, но иногда появляется необходимость проверить площадь сечения самостоятельно. Сделать это можно при помощи обычной рулетки или штангенциркуля. Замерив диаметр жилы, можно легко вычислить ее площадь по формуле: S = πr2, где S — это площадь сечения (круга); число π = 3,141…; r — радиус. Сечение проволоки измеряется в квадратных миллиметрах.

Кабель с алюминиевыми жилами

С многопроволочной жилой дело обстоит сложнее, но можно вполне точно определить площадь ее сечения. Для этого необходимо намотать примерно 15 витков очищенной от изоляции жилы на толстый гвоздь или отвертку, плотно сжать их и замерить длину спирали обычной линейкой. Диаметр жилы будет равен этой длине, разделенной на количество витков. Другой способ — замерить отдельную проволочку, а затем умножить полученное число на их количество. Сечение жилы в ее диаметре измеряется по формуле: S = 0,785d2, где d — диаметр жилы.

Изоляция

Если говорить академическими терминами, изоляция — это материал, препятствующий распространению электрического тока. Сухо и не совсем понятно. Немного по-другому звучит следующее: изоляция — это вещество-диэлектрик, защитная «рубашка», которой покрываются жилы, передающие электрический ток. В качестве диэлектрика применяются стекло, керамика и различные полимеры, например поливинилхлорид или целлулоид. В последнее время применяются изоляционные полимеры, которые не только защищают человека от поражения током и жилы от соприкосновения друг с другом, что может привести к печальным последствиям, но и обладают рядом других свойств. Например, защищают жилы от механического воздействия, температуры и влажности — в общем, от разрушающего влияния внешней среды.

Проводом называется одна или несколько токопроводящих жил, свитых вместе, или каждая в своей оболочке, соединяющих источник электрического тока и потребителя. Провода бывают как голыми, так и изолированными, разными по виду жил. Поверх изоляции жил провода покрываются дополнительно еще одной оболочкой, служащей для защиты от влажности, механических повреждений, света, агрессивных сред и т. д. В этом случае провод называется защищенным. Например, АПРН и ПРВД. Такой провод легко спутать с кабелем, и, в сущности, они не слишком отличаются. Во всяком случае, для домашнего умельца не будет серьезной ошибкой, если он назовет кабель проводом или наоборот.

Голый неизолированный провод в домашних условиях практически не встречается, поскольку монтируется в недоступных для простого человека устройствах и соединениях. Например, в воздушных линиях. В быту его используют разве что в качестве хомута.

Изолированные провода широко применяются для распределения и передачи электроэнергии, причем не только в домашних сетях, но и в автомобилях. Марки ПВ, ПВ-3, АППВ и ППВ наиболее распространены. Они являются изолированными и незащищенными. В отдельной статье подробно рассмотрена маркировка проводов и описано, что она означает.

Кабель

В отличие от провода имеет одну или несколько жил, каждая из которых заключена в изоляцию и покрыта сверху защитной оболочкой из полимерных пластмасс, резины или металла. Помимо внешней изоляции, называемой иногда кембриком, в кабелях используются различного вида наполнители, служащие в роли дополнительной защиты от внешнего воздействия. Некоторые виды защищены еще и свитыми в спираль металлическими лентами. В этом случае кабель называется бронированным. Такие виды редко можно увидеть при квартирных работах, но в частных домах при подземной прокладке их используют достаточно часто.

Часто можно услышать словосочетание «электрический шнур», хотя чем он отличается от кабеля или провода, не всегда понятно. Шнур — это провод, состоящий из двух или более многопроволочных гибких жил, каждая из которых заключена в изоляцию, покрытых сверху защитной оболочкой из мягкого пластика или резины. В старых образцах внешняя оболочка выполнена из синтетических нитей.

Шнур и вилка с заземлением

Шнуры используют в бытовой технике, поскольку они имеют повышенную мягкость и гибкость по сравнению с кабелем или обычным проводом. Шнур можно крутить и сгибать без риска повредить жилы и изоляцию. У приборов, которые используют при работе заземление, обычно шнуры с количеством более двух жил. Это стиральные машины, пылесосы, чайники и электроинструменты. Две жилы используются там, где заземление необязательно. Это приборы освещения: бра, светильники и т. д.

Из чего состоит электрический кабель

Главная Статьи, партнеры Энергетика

Энергометрика — компоненты автоматизации для: АСУ ТП, «интеллектуальное» здание, шкаф электрический, системы учета параметров электроэнергии. SCADA системы.

Электрический кабель – практически незаменимый сегодня материал, позволяющий эффективно использовать электрическую энергию в быту и промышленности. Именно по кабелям электричество подается к осветительным и бытовым приборам, промышленной и производственной технике и другому оборудованию, поэтому от качества и вида кабеля зависит и качество подачи электричества, и безопасность пользователей.

Как правило, все электрические кабеля состоят из трех компонентов – токопроводящих металлических жил, изолирующего слоя и защитного материала. Металлические жилы – это основные проводники электричества, состоящие из медных и алюминиевых проводов различного диаметра, скрученных в стренгу. Сферы использования медных и алюминиевых кабелей несколько отличаются. Так, в подземных помещениях, на предприятиях нефтегазовой отрасли и других взрывоопасных помещениях используются кабеля с медными жилами, а алюминиевые могут использоваться во всех остальных случаях.

Токопроводящие жилы разделены внутри кабеля слоем изоляции, которая может быть бумажной или резиновой. В отдельных случаях для увеличения безопасности, используют бронированную изоляцию, которая имеет дополнительный слой ленточной или стальной проволочной брони. Бумага, используемая для изоляции, пропитывается специальным составом на основе машинного масла и канифоли.

Наружный слой изоляции – это защитная оболочка, предохраняющая кабель от внешних повреждений. Оболочка может быть выполнена из резины или металла (свинца, алюминия или винилита). Наружная оболочка предназначена для того, чтобы защищать внутренние токопроводящие жилы от механических воздействий, проникновения влаги, кислот и щелочей, растворителей, красок и масляных составов и других веществ.

Таким образом, даже обычный электрический кабель, используемый для проведения света в жилые дома, если он не спрятан в стену или не защищен другим способом, не будет поврежден и не станет причиной замыкания, если на него поклеены обои, широкоформатная печать, или нанесена штукатурка. Конечно, открытый способ прокладки электрокабелей сегодня используется крайне редко, однако есть такие помещения, в которых по-другому провести электричество просто невозможно.

Главное условие безопасности электрического кабеля – целостность изоляционного слоя, поскольку именно при повреждении оболочки возможно случайное соприкосновение двух или нескольких токонесущих жил, вызывающих замыкание.

Дата публикации: 11.04.2011

Из чего состоит силовой кабель?

30 марта 2018, 11:56 • 756 • Полезные статьи

Существует немалое количество разновидностей силового кабеля. Он может быть представлен как с одной жилой внутри, так и с несколькими. В большинстве случаев такой кабель изолируется дополнительной оболочкой. В некоторых случая данная оболочка может быть бронированной. Стоит отметить, что любой вид силового кабеля имеет как основные, так и дополнительные элементы. В число основных элементов можно отнести токопроводящие жилы, а также изоляцию, оболочку и защитные покровы. Что в таком случае входит в число дополнительных элементов? Они представляют собой экраны, дополнительные нулевые и защитные жилы.

Классификация силового кабеля осуществляется в зависимости от количества жил, которые находятся внутри. Такой кабель может быть двух-, трех-, и четырехжильный.

Для чего нужны основные и нулевые жилы, которые входят в состав силового кабеля? Основные жилы используются для проводки тока в основное время, нулевые же используются с том случае, если основные не справляются с нагрузкой. Существуют также защитные жилы, они используются для заземления кабеля. Особенно актуально это для силового кабеля с большой нагрузкой.

Силовой кабель ВВГнг(А)-LS 3х1,5 также имеет в своем составе специальные экраны. Их основная функция — защита от электромагнитных полей. Заполнители, которые в обязательном порядке присутствуют внутри оболочки выполняют роль герметизации. Разнообразие типов силового кабеля очень широко. Разобраться в данном вопросе самостоятельно не всегда бывает просто. Для этого необходимо потратить некоторое количество времени.

Пристальное внимание при выборе силового кабеля также стоит обратить на тип изоляции — она может быть резиновой или пластмассовой. В некоторых случаях встречается даже бумажная изоляция.

В зависимости от типа кабеля можно утверждать, что он выдерживает разные климатические условия и может использоваться в разных областях. В этом вопросе лучше всего разбираются люди, которые занимаются реализацией кабеля или его изготовлением. Всегда стоит помнить о том, что кабель может быть предназначен для стационарной и нестационарной прокладки. Второй вариант в обязательном порядке должен быть гибким. Иначе использовать его по назначению будет очень сложно.

Жилы для силового кабеля в большинстве случаев изготавливают из двух видов металла — меди и алюминия. Выбор силового кабеля во многом зависит от того, где он будет применяться в дальнейшем.

Подпишитесь на нас Вконтакте, Одноклассники

Что такое кабель? Виды и маркировка кабелей

Человечество не смогло бы воспользоваться электрической энергией, не будь созданы длинные и гибкие токопроводящие конструкции, которые в повседневном употреблении называют проводами или кабелями. При всей внешней непритязательности они являются высокотехнологическим продуктом, производство которых требует колоссальных материальных и интеллектуальных затрат. О том, что такое кабель и какими они бывают, пойдет речь в этой статье.

Происхождение термина

Слово «кабель» имеет немецкое происхождение. Cabel – всегда нечто протяженное, этот корень часто встречается в морской терминологии.

• Кабельтов – морская мера длины, 1/10 мили, равная 185 метрам.
• Трос кабельной работы – конструкция, пряди которой имеют четырехкратное сплетение.

Поэтому академически правильно употреблять его в отношении токопроводящих частей, имеющих бесконечно малую толщину по сравнению с длиной и состоящих из трех и более изолированных друг от друга металлических проводников.

Классификация кабелей

Для предотвращения путаницы типы кабелей определяются по их функциональному предназначению:

• силовые;
• монтажные;
• сигнальные.

Силовые кабели

Ими принято называть те, по которым пущен трехфазный ток. Они прокладываются между распределительными щитами, а также используются для подключения электрических машин – генераторов или асинхронных двигателей. Для бытовых электрических сетей межфазное напряжение в них равно 380 вольт. При невозможности прокладки воздушных электрических линий используются кабели с напряжением от 1 до 35 кВ. В исключительных случаях по силовому кабелю пускается магистральный электрический ток до 220 кВ – такой используется, например, для подачи электроэнергии в Крым по дну Керченского пролива.

Монтажные кабели

Используются для прокладки бытовой электрической проводки, по которой течет однофазный ток напряжением в 220 вольт. Состоят из трех проводников, сечение одного из которых в два раза меньше, чем остальных – он предназначен для подключения к заземляющему контуру. Если строго следовать терминологии, то двухпроводные электрические линии, которые имеют общую защитную оболочку, не стоит называть «кабелем».

Сигнальные кабели

Используются для передачи управляющих сигналов, которые имеют электрическую природу. Они бывают трех видов:

1. Коаксиальные, в которых напряженность электрического поля распространяется по внутреннему заполнителю из полиэтилена, имеющего малое волновое сопротивление. Центральная жила и внешняя оплетка в них используется лишь в качестве отражательных элементов, уменьшающих потери. Используются в антенном хозяйстве.
2. Витые пары. Кабели из нескольких скрученных попарно проводников в изолирующей оболочке, по которым передается управляющий сигнал. Применяются для создания локальных вычислительных сетей.
3. Телефонные двухпроводные, в просторечии именуемые «лапша» за характерную плоскую форму.

В представленном списке сигнальные кабели расположены в порядке увеличения напряжения и силы тока, которые по ним проходят. Вызывной сигнал телефонной станции – это переменный ток с напряжением в 110 вольт. Поэтому некоторые недобросовестные или попросту неграмотные доморощенные электрики используют так называемую лапшу для устройства внутридомовой проводки. В малонагруженных цепях она способна безаварийно работать, но всегда является своеобразной бомбой замедленного действия.

Как устроен электрический кабель

Конструкция кабеля состоит из двух элементов:

1. Токопроводящих жил – медных или алюминиевых, одинарных или состоящих из нескольких проводников, покрытых диэлектрическим материалом. Токопроводящие жилы могут быть собраны в пакеты, которые, в свою очередь, имеют оболочку из диэлектрика, свинца или алюминия.
2. Внешней диэлектрической оболочки.

Одинарные проводники используются в кабелях, сила тока в которых не превышает 25 ампер. Многожильные имеют большую электрическую прочность при меньшей площади сечения за счет взаимной компенсации поверхностных токов, которые приводят к нагреву, плавлению и последующему физическому обрыву. Кроме того, пакет из множества проводников более гибок, его легче прокладывать, поскольку допустимый радиус изгиба кабеля (не приводящий к разрушению слоя внутренней изоляции) меньше.

Алюминий имеет большее, чем медь, удельное сопротивление (0,028 против 0,017 Ом/мм2) и более низкую температуру плавления (соответственно 660 и 1085 0С). Поэтому для получения одной и той же электрической прочности алюминиевые жилы должны быть в два раза толще, что не особенно существенно при токах до 16 А и является решающим фактом в пользу выбора медных при больших нагрузках в сети. Кроме того, практический опыт монтажа электропроводки показывает, что провода из этого материала склонны ломаться при повторной скрутке или существенных вибрационных нагрузках. Однако кабель с алюминиевыми жилами дешевле и меньше весит, поэтому широко применялся во времена СССР.

Экран кабеля – внешняя оболочка – играет роль не только диэлектрической, но и физической защиты. Поэтому те, что эксплуатируются в неблагоприятных условиях, например, прокладываются в земле или там, где возможно их повреждение механизмами или инструментами, снаружи обматываются металлической лентой и называются бронированными. Их экран состоит из трех слоев:

1. Подушка – волокнистые материалы, пропитанные битумом. Служит для защиты от повреждения изоляции токопроводящих жил краями ленты брони.
2. Металлической (стальная или медная) ленты – броневая защита.
3. Покров – битумные составы или полиэтиленовый защитный шланг.

Виды изоляционных материалов

Тип используемого диэлектрика напрямую зависит от напряжения в сети.

Полимеры – полиэтилен и поливинилхлорид (ПВХ). Дешевые, легкие, гибкие. Допускают диффузное проникновение паров воды, поэтому не используются для изоляции токоведущих жил кабелей, работающих в условиях постоянной влажности. Полиэтилен поддерживает горение, а ПВХ – нет. Диэлектрические свойства сохраняют до напряжения в сети, равного 5 кВ.

Техническая резина – материал, абсолютно не пропускающий влагу. Диэлектрические свойства сохраняются до напряжения 10 кВ. Стойка ко всем видам механических нагрузок, не распространяет горения. Однако начинает разрушаться при температуре жилы более 70 0С. Также склонна к старению, в результате которого кристаллизуется и становится хрупкой. Его ускоряет ультрафиолетовое излучение и озон.

Электротехническая бумага. Имеет неплохие диэлектрические качества, которые можно усиливать, увеличивая количество слоев изоляции. Кабели с бумажной изоляцией работают в сетях с напряжением до 35 кВ. Главным недостатком является гигроскопичность, для его ликвидации бумагу пропитывают техническими маслами или компаундами, а токоведущие жилы дополнительно защищают свинцовыми или алюминиевыми оболочками. Еще одной особенностью является то, что объединение токоведущих жил с бумагой воспроизводит конструкцию конденсатора переменного тока. Паразитная емкость кабеля может быть причиной ухудшения качества питающего напряжения.

Кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена появился в конце 70-х годов прошлого века. Способен выдержать напряжение до 330 кВ. Имея меньший вес, чем традиционные бронированные кабели с бумажной изоляцией, он может иметь площадь сечения до 200 мм2, хотя по особым заказам выпускаются модели сечением от 1000 мм2. Их преимуществом являются высокая механическая и электрическая прочность, стойкость к нагреву жил, они не поддерживают горение и не пропускают влагу, устойчивы к агрессивным средам, в том числе и к морской воде.

Маркировка кабелей

В модельный индекс кабеля входят буквы и цифры, содержащие информацию о типе материала жил и изоляции, диаметре проводников. Рассмотрим конкретный пример: АНРБГ – 3х16+1х10.

Первая литера – А – означает, что токоведущие жилы из алюминия. При использовании меди буква пропускается.

Вторая литера – Н – тип изоляции. В этом случае – негорючая резина. Варианты: П – полиэтилен, В – поливинилхлорид, Р – обычная резина. Если используется бумага, то знак пропускается.

Третья литера – Р – изоляция оболочки резиновая. Варианты: А – алюминиевая, С – свинцовая.

Четвертная литера – Б – тип броневого покрытия. Варианты: Б – стальная полоса, П – плоская проволока.

Пятая литера – тип покрова брони. Варианты: Г – без такового (голый), Шп – шланг полиэтиленовый, если литера пропущена, то используется битум или кабельная пряжа.

Первый набор цифр: три токоведущие жилы сечением по 16 мм2 каждая.

Второй набор цифр: одна заземляющая и ее сечение.

Теперь вы имеете представление о том, что такое кабель и насколько сложным может быть его устройство. Пожалуйста, не рассматривайте его как разновидность бельевой веревки.