Выбор силового кабеля – это обязательный и очень важный пункт при проектировании и монтаже освещения на вашем участке. Правильный выбор – гарантия того, что вы эффектно, дешево и безопасно подсветите бассейн и сможете подключить бензиновую газонокосилку, не обесточивая на время садовых работ весь дом.
Что такое силовой кабель?
Силовой кабель – это несколько электрических проводников, покрытых диэлектриком и скрепленных общей защитной оболочкой. От провода кабель отличается конструкцией, сферой применения, характеристиками. Так же как и кабель, провод может состоять из нескольких жил, покрытых изоляцией и оболочкой, но площадь сечения жил силового кабеля больше, а его изоляция рассчитана на прокладку в агрессивных средах. Если силовой провод используется для монтажа внутри помещения, то силовой кабель служит для передачи электричества от здания к зданию, внутри многоквартирных домов.
Структура силового кабеля
Силовой кабель представляет собой жгут из нескольких изолированных кабельной бумагой, резиной или пластиком алюминиевых или медных жил, скрепленных алюминиевой, стальной, свинцовой, резиновой или пластмассовой оболочкой и защищенных от внешнего воздействия наружным покровом, представляющим собой полиэтиленовый, резиновый или поливинилхлоридный шланг. Часто для защиты от механических повреждений на экран или оболочку накладывается подушка из слоев пропитанной кабельной бумаги, пряжи, битума, поливинилхлоридных или полиамидных лент и брони.
Основные характеристики
Характеристики силового кабеля определяются количеством жил и материалом, из которого они сделаны, площадью сечения проводника, толщиной изоляции и оболочки.
Маркировка силового кабеля
По маркировке можно определить виды материалов, из которых изготовлены жилы, изоляция, обмотки и покров, особенности конструкции.
Как выбрать силовой кабель?
При выборе силового кабеля нужно учесть напряжение бытовой сети, определиться, насколько он должен быть гибким, из какого материала должны быть изготовлены его жилы и оболочки и сколько их должно быть, каким по площади должно быть сечение кабеля.
Алюминиевый или медный силовой кабель?
Сразу оговоримся, что если брежневская алюминиевая электропроводка вашей квартиры или частного дома сечением 2,5 мм² еще с советских времен питается от алюминиевого же ввода сечением 6 мм2, необязательно срочно все это менять. На самом деле и такие провода, и такой кабель под защитой правильно подобранного вводного автомата, УЗО и реле приоритета способны выдерживать даже большие нагрузки, чем современная медная проводка сечением 1,5 мм2, запитанная от ввода 4 мм2.
Справка: Реле приоритета – это устройство, которое контролирует общий ток питающей сети, реагируя на значительное повышение нагрузки отключением менее важных в этот момент приборов.
И все-таки ряд эксплуатационных недостатков силовых кабелей времен СССР с алюминиевыми жилами может показаться вам достаточным основанием, чтобы заменить их медными или современными алюминиевыми. Советские алюминиевые кабели греются в местах соединений даже при небольшой нагрузке за счет увеличения сопротивления, вызванного окислением. Их жилы слишком мягкие, поэтому приходится периодически подтягивать контакты. Современные алюминиевые силовые кабели можно отнести к двум группам:
- постсоветской разработки с удешевляющими, а заодно и снижающими качество добавками, благодаря которым они трескаются на сгибах и ломаются при перетягивании;
- те, что были разрешены к применению в строительстве производственных и жилых зданий с марта 2019 года – гибкие, пластичные кабели, жилы которых изготовлены из сплавов алюминия и железа.
Лучшими считаются медные силовые кабели. Они пластичны, почти не окисляются и благодаря низкому сопротивлению гораздо меньше, чем алюминиевые, нагреваются, пропуская ток.
Важно: Алюминиевые и медные жилы не соединяют скруткой, если есть доступ кислорода. Даже при незначительной влажности при прохождении тока через это соединение произойдет электролизная химическая реакция, в результате которой контакт ослабится и начнет нагреваться, оплавляя изоляцию. Чтобы избежать пожара, лучше использовать для соединения алюминиевой и медной жил стальные клеммники.
Выбор жесткости силового кабеля
Жесткость и гибкость кабеля в основном определяются типом его жил, которые могут состоять из множества тонких проволочек или представлять собой один толстый стержень. Жесткий одножильный силовой кабель удобно укладывать в землю и прокладывать в стенах. Многожильный кабель отличается большей гибкостью и большей прочностью на изгиб, чем одножильный, но при одной и той же толщине уступает ему по номинальному значению передаваемого тока.
Такой кабель чаще используется для подключения маневренных устройств, в тесных пространствах распределительных шкафов, там, где предполагается регулярная замена электрооборудования. Минусы: он стоит дороже, и его распушенные концы нельзя без пропайки или обжима специальными оконцевателями подсоединить к зажимам электросчетчика или розетки.
Разновидности изоляции
Силовой кабель выпускается в двойной или однослойной изоляции. Кабель с однослойной изоляцией представляет собой однопроволочную или многопроволочную жилу в сплошном слое пластика или резины. Кабель с двойной изоляцией включает как минимум две однопроволочные или многопроволочные изолированные жилы в общей оболочке из резины, стали, пластмассы, алюминия или свинца, защищенной от механических повреждений и влияния внешней среды наружным покровом. Изоляция может быть:
- легкой, влагостойкой полиэтиленовой, из материала с улучшенными электрическими свойствами, обработанного на молекулярном уровне;
- пластмассовой, из поливинилхлорида, устойчивого к воздействию щелочей, кислот солей и влаги;
- стойкой к многократным изгибам резиновой из синтетического или натурального каучука;
- рассчитанной на высокие напряжения бумажной, представляющей собой пропитанный стекающим или не стекающим масляным составом многослойный диэлектрик из кабельной бумаги.
Какой именно вариант подойдет в вашем случае, зависит от предполагаемых условий эксплуатации. Для использования в помещениях с высокой температурой выпускаются кабели с фторопластовой изоляцией и покровом из стеклоткани. Кабели с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой прокладывают внутри зданий в кабель-каналах или под штукатуркой. Если вы планируете делать укладку кабеля с бумажной изоляцией на участке с большим перепадом высот, выберите вариант с пропиточным составом на основе церезина, который не будет стекать.
Расчет сечения силового кабеля
Правильный расчет сечения силового кабеля не только поможет избежать перегрева проводки, результатом которого может стать короткое замыкание и самовозгорание, но и снизит затраты на его покупку.
Выбор сечения по мощности
Чтобы рассчитать сечение кабеля по мощности, нужно сложить в одних и тех же единицах измерения мощности всех приборов, которые вы планируете запитать с его помощью, а затем по таблицам из ПУЭ с учетом типа сети и материала жил подобрать сечение кабеля.
Выбор сечения по току
По приведенным выше таблицам в графе, соответствующей суммарной мощности подключенных к электролинии приборов, найдите токовую нагрузку, которую дадут эти приборы на кабель, а затем, по таблицам, приведенным ниже, уже с учетом количества жил и способа укладки силового кабеля уточните, каким должно быть его сечение.
Таблица, с помощью которой вы можете определить площадь сечения жил медного кабеля с изоляцией и оболочкой из резины или поливинилхлорида:
Таблица, по которой вы можете найти площадь сечения жил алюминиевого кабеля с изоляцией и оболочкой из резины или поливинилхлорида:
Выбор сечения по мощности и длине
Чем длиннее кабель и меньше его сечение, тем большие потери напряжения вы получите за счет увеличения собственного сопротивления проводника при прохождении по нему высокого тока.
Рассчитайте силу тока I по формуле:
где P – это суммарная мощность электрооборудования, U – напряжение сети для этой формулы равное 220 В, cos φ – косинус угла между фазой напряжения и фазой тока или коэффициент, который в этом случае считается равным 1.
Для трехфазной сети 380 В воспользуйтесь этой формулой:
После того как вы найдете сечение по току в одной из приведенных выше таблиц, рассчитайте сопротивление проводки по формуле:
R0 = ρ х L/S, где ρ – удельное сопротивление материала жил, L – длина кабеля, S – площадь его сечения.
Поскольку ток движется «туда и обратно», сопротивление можно найти по формуле: R = R0 х 2.
Считаем падение напряжения по формуле: ΔU = I x R. Делим результат на напряжение, которое должно быть изначально, то есть на 220 или 380, и умножаем на 100 %. Если частное превышает 5 %, выбираем по таблице следующее, большее сечение.
Укладка силового кабеля
Применение современных материалов и технологий монтажа позволяет нивелировать недостатки любого варианта укладки электролинии, поэтому выбор способа, который даст вам возможность провести свет и установить розетки в подсобных помещениях, подключить светильники во дворе в большей степени определяется стоимостью материалов и работ и ландшафтной композицией вашего участка.
По воздуху
Укладка по воздуху дешевле и проще, чем подземная:
- Сделать воздушный ввод или соединить электролинией здания несложно в любое время года.
- Работы не такие трудоемкие.
- Меньший расход кабеля.
Провести электричество в мастерскую, летнюю кухню или гараж можно с помощью монтажа тросовой электропроводки или алюминиевого самонесущего изолированного провода. Трос необходим, если вы хотите протянуть трехжильную электролинию или кабель с большим сечением. Вы можете выбрать кабель для воздушной прокладки уже оснащенный встроенным тросом или рассчитать прочность и необходимое количество троса самостоятельно.
Если расстояние между опорными креплениями не превышает 6 м, небольшой по весу кабель можно натянуть на стальную оцинкованную проволоку диаметром 2–3 мм. При расстоянии между опорами более 10 м следует выбрать стальной оцинкованный трос диаметром 6,5 мм.
Важно: Не забудьте учесть в расчетах длины троса и кабеля повороты и подъемы воздушной линии и добавить не менее двух метров для вывода концов кабеля на заземляющие клеммы и заделку креплений.
После установки крепежных элементов, распределительных коробок и осветительных приборов кабель крепится к тросу, а затем доставляется к месту монтажа и разматывается от одного анкера к другому по всей длине.
Выполнить прокладку самонесущего изолированного провода не сложнее. Если учесть, что длина пролета для ввода четырехжильного СИП с сечением жилы 25 мм2 составляет 25 м, то для того, чтобы провести свет в летнюю кухню, расположенную в 10 метрах от основного строения, вам понадобится провод СИП с небольшим запасом на провес, пара анкерных и пара прокалывающих зажимов.
В земле
Основная задача при укладке кабеля в земле – не повредить его наружный покров. В результате появления даже небольших царапин произойдет перераспределение потенциалов, провоцирующее дальнейшее разрушение оболочки и изоляции, кабель выйдет из строя. Поэтому электролинию в земле прокладывают в специальных трубах с коэффициентом заполнения 1,4 или используют с этой целью бронированный стальной лентой или алюминиевой оболочкой кабель. При раскопке траншеи и укладке в нее силового кабеля нужно соблюдать следующие правила:
- Расстояние от фундамента до траншеи должно быть не менее 60 см, от дерева – не менее 2 м, от кустарника – не менее 75 см.
- Несмотря на то что рекомендуемая глубина залегания кабеля – 70 см, траншею с учетом 15-сантиметровой песчаной подушки, в которой будет лежать кабель, копают на глубину 90 см.
- Ширина траншеи должна быть больше диаметра кабеля или трубы, в которой он проложен на 20 см.
Кабель прокладывается «змейкой», с запасом 1–2 %. Над кабелем, на расстоянии от него 25 см укладывается сигнальная лента.
Известные марки
Для прокладки внутри зданий используются кабели с медными жилами ВВП и ПВС.
Термостойкий медный кабель РКГМ способен выдержать температуру до 180 °C, а БПВЛ с лужеными медными жилами – до 250 °C.
С помощью алюминиевого кабеля АВВГ и медного ВВГ электролинию можно проложить как в земле, так и по стенам строения.
Медный кабель ВПП считается водопогружным.
Кабели АСГ и СГ со свинцовой оболочкой оптимальны для использования в солончаковых грунтах.
Бронированные стальной лентой АСБ и СБ зарекомендовали себя на щелочных почвах.
ААШв иААГ с оболочкой из алюминия подходят для использования в черноземных и глинистых грунтах.
ААПл с усиленной проволочной броней выдерживает растягивающие нагрузки в агрессивных средах.
