* ElectroShkola.RU *

Типы проводов

Когда вы выбираете провода и кабели для своей домашней электро­сети, учтите, что при протекании тока электропровода могут нагреваться до температуры, которая будет выше, нежели температура окружающей среды. И хотя считается, что вьгсокая температура не воздействует отри­цательно на металл, из которого выполнены жилы проводов, но она пор­тит их изоляцию. Из-за нагревания ухудшаются электроизоляционные свойства обмотки. Со временем она делается более хрупкой, трескается и рассыпается, оставляя жилы открытыми.

Чтобы избежать ошибок в выборе проводов, давайте разберемся, как происходит их нагревание и как оно градируется в зависимости от сечения жил. Если со школьной скамьи вы хоть немного помните закон Джоуля-Ленца, то должны знать, что в результате движения электрического тока количество теплоты Q, выделяющейся в проводнике при протекании по нему электрического тока, прямо пропорционально квадрату величины тока I, сопротивлению R проводника И времени t, в течение которого проте­кает ток в проводнике: Q - PRt.

Определяется показатель тока (I) мощностью потребляющего прибора, к которому, собственно, и направля­ется текущая по проводнику электро­энергия. Увеличиваясь вдвое, мощ­ность влечет за собой увеличение тока в два раза и показателя теплоты, ко­торая выделяется в жиле проводника, в четыре раза.

Показатель сопротивления (R) определяется удельным электриче­ским сопротивлением (р) материала, из которого выполнена жила, а также еще двумя величинами: длиной жилы (L) и площадью поперечного сечения (S). Получаем формулу R = pL/S.

Кстати, обязательно надо учитывать удельное сопротивление материала: у меди оно примерно в полтора раза меньше, нежели у алюминия. Сле­довательно, провод с медной жилой при движении тока напевается медленнее, чем с алюминиевой.

Скажем несколько слов о параметрах, по которым различаются проводники — провода, шнуры, кабели. Это материал, из которого изготовлены токопроводящие жилы (медь, алюминий, алюмомедь), а также поперечное сечение жил (от 0,75 до 800 мм), количество жил (одно- и мно­гожильные: от 1 до 37 жил), материл, из которого изготовлена изоляция (резина, бумага, пряжа, пластмасса), материал, из которого изготовлены оболочки (резина, пластмасса, металл), показатели рабочего и испытательного напряжения, электри­ческая прочность изоляции.

Рабочее напряжение — это максимальное напряжение сети, при котором допустимо функционирование проводника (например, провод рабочим напряжением 380 В можно интегрировать в сети напряжением 380,220,127,42 и 12 В, однако шнур рабочим напряжением 127 В нельзя включать в сеть напряжением 220 В — он перегорит).

Испытательное напряжение значительно выше рабочего, это допу­стимый запас электрической прочности изоляции. Тем не менее не со­ветуем использовать при подключении циркулярной пилы провод для электробритвы, даже если он какое-то время на испытательном стенде бы и выдержал столь высокую нагрузку.

Отсюда вывод. Используемые вами провода должны соответство­вать подключаемой нагрузке. Дело в том, что провод одной и гон же марки с одним и тем же сечением может выдержать различные по ве­личине нагрузки. Это определяется условиями прокладки провода, то есть скоростью его охлаждения. Например, провода или кабели откры­той проводки охлаждаются быстрее и лучше, чем проводка, спрятанная в трубы либо под штукатурку.

Чем меньше сечение жилы, тем выше ее сопротивление, следова­тельно, тем больше она будет нагреваться при протекании по ней тока. Значит, количество теплоты, которое выделяется на каждом метре про­вода, определяется его сечением, длиной, материалом, из которого сделана жила, и, самое главное, зависит от протекающего тока. Вывод: чем длиннее проводка, тем больше энергаи потребуется для ее нагрева. То есть если вы соедините ту же циркулярную пилу с розеткой проводом от электробритвы длиной в пару десятков километров, то он может и вы­держать какое-то время. Но делать этого не стоит!

Казалось бы, при постоянном движении тока по проводнику и уве­личении выделяющейся теплоты температура провода также должна непрерывно увеличиваться ив конечном итоге пережечь изоляцию. Однако процесс охлаждения провода (за счет окружающей среды) осу­ществляется одновременно с процессом нагревания. И в какой-то мо­мент наступает равновесие: окружающей среде отдается именно столько тепла, сколько выделяется в жиле провода.

Следовательно, увеличение температуры провода останавливается. Главное — чтобы установившаяся температура оставалась в пределах, допустимых для изоляционного материала.

Понятно, что насколько интенсивно будет проходить процесс охлаждения проводки, зависит от разницы между температурой прово­да и окружающей среды, а также от теплопроводных свойств изоляции и площади поверхности провода.

Поэтому вывод такой: выбирая провода нужного вам сечения, сле­дует учитывать тип и мощность электроприборов, которыми оснащена ваша квартира, а также способ прокладки электропроводки (открытая либо скрытая), количество проводов, размещенных рядом (и подогре­вающих друг друга), качество изоляцион­ного материала. Очень важно добиться, чтобы провода не перегрева­лись, — это залог ва­шей безопасности при пользовании электро­проводкой!

Обязательно учти­те показатель предель­но допустимого нагре­ва жил, при котором не пострадает изоля­ция проводов. Если все остальные условия стабильны, то допустимая нагрузка с увеличением сечения возрастает не со­ответственно сечению, а несколько мед­леннее. Для проводов, расположенных в общей трубе либо канале и, соответ­ственно, подогревающих друг друга, не­обходимо уменьшить допустимый ток на 10-20 %, а рабочая температура прово­дов и шнуров с резиновой изоляцией не должна превышать 65 °С. Если изоляция пластмассовая — 70 °С.

Теперь поговорим более подробно о сечении жил проводов, применяемых в электропроводке.

При выбрать сечения жил проводов для своей квартиры вы должны ориен­тироваться на расчегную схему будущей  проводки.

 Измеряется сечение жилы в ее диаметре (по формуле S = 0,785d2, где d — диаметр жилы). На практике его мож­но замерить штангенциркулем. Но если у вас его нет, можно поступить так: на­мотать примерно 15 витков очищенной от изоляции жилы на толстый гвоздь или отверт­ку, плотно сжать их и замерить дяину спирали обычной ли­нейкой. Диаметр жилы будет равен этой длине, разделенной на количество витков.

Диапазон стандартных сечений жил широк — от 0,03 до 1000 мм2. Но поскольку мы говорим об электропровод­ке в жилом помещении, нам предстоит работать с прово­дами сечением от 0,35 (под бытовые электроприборы) до 16 мм2. Существуют стандарт­ные ряды сечений: медные 0,35; 0,5; 0,75; 1; 1,2, медные, алюминиевые и алюмомедные 1,5:2;2,5;3; 4; 5; 6; 8; 10; 16.

Минимальные сечения жил применяемых в жилых зданиях прово­дов таковы: 1/2,5 мм2 (для медных/алюминиевых-алюмомедных жит) — для линии групповой и распределительной сетей, 2,5/4,0 мм2 — для ли­нии до квартирных щитков с расчетным счетчиком, 4,0/6,0 мм2 — для питающей сети.

Предположим, что нам понадобится провод АПРФ с двумя или тремя алюминиевыми жилами в резиновой изоляции и фальцованной оболочке из алюминия (ниже мы подробнее остановимся на разнице па­раметров проводов, указанных при их маркировке).

По условиям нагрева выбор проводим примерно так: если для прово­дов ввода, проведенных от изоляторов снаружи дома до электросчетчика, предполагается длительно допустимый ток силой 21 А, а расчетный ток — 18,21 А, то следует выбрать жилы сечением 2,5 мм2. Если сила длительно допустимого тока соста­вит 21 Л, а расчетного — 1,76 А. сечение жил про­водов, протянутых от элек­трощитка до розеток XS3 либо AW, тоже может быть 2,5 мм2. Если учесть, что се­чение жил провода АПРФ, как правило, не бывает ме­нее 2,5 мм2, этот провод можно применять прак­тически на всех участках проводки, где токи будут меньшими, чем в проводах основной линии.

Выбор сечения жил зависит и от механической прочности провода. Ми­нимальное сечение алю­миниевых жил защищенных проводов, присоединяемых к винтовым зажимам, может составить 2 мм2. На вводе в здание этот показатель со­ставляет 4 мм*.

Таким образом, для увеличения механической прочности проводов нам понадобится сечение жил проводов и на вводе в здание, и от щитка до розеток XS3, XS4 - 4 мм2. На первый взгляд это кажется натогич-ным, ведь провода с жилами сечением 2,5 мм2 позволяют длительное протекание тою силой до 21 А без нагрева выше 65 "С. На самом же деле, использовав провода с жилами сечением 4 мм2 на вводе в здание, сле­дует и головной участок проводки (от щитка до розетки электрической плиты) тоже проложить проводами увеличенного сечения. Это поможет снизи ть их нагрев и уменьшить колебания напряжения в сети в момен­ты ее включения. На остальных участках проводки доста точно проводов сечением 2,5 мм2.

Но уточним сразу, что, выбирая сечения проводов в соответствии со схемой электропроводки, вы должны руководствоваться не только своими расчетами, но и унифицированными требованиями к разграни­чению проводов и кабелей, установленными российскими стандартами для жилых зданий. Перечислим самые важные из них:

 применительно к однофазным двух- и трехпроводным линиям, трех­фазным четырех- и пятипроводным линиям при питании однофазных нагрузок действует соотношение: используемые провода долж­ны иметь сечение нулевых рабочих N-проводников, тождественное сечению фазных проводников;

 применительно к трехфазным четырех- и пятипроводным линиям при питании трехфазных симметричных нагрузок действует пра­вило: используемые провода должны иметь сечение нулевых рабо­чих N-проводников, тождественное сечению фазных проводников. При этом соблюдается и второе условие: фазные проводники долж­ны быть сечением до 16 мм2 по меди и 25 мм2 — по алюминию. При больших сечениях — от 50 % сечения фазных проводников (однако не меньше 16 мм2 по меди и 25 мм2 по алюминию); 

  вне зависимости от сечения фазных проводников сечения PEN-ироводников должны быть не менее сечения N-проводников (при этом не менее 10 мм2 по меди и 16 мм2 но алюминию);

  при условии сечения фазных проводников от 16 до 35 мм2 (50 % се­чения фазных проводников при больших сечениях) сечения РЕ-проводников должны быть тождественны сечению фазных проводов, то есть до 16 мм2;

  сечения РЕ-проводников, не входящих в состав кабеля, не должны быть менее 2,5 мм2 — если механическая защита присутствует, и менее 4 мм2 — если она не предусмотрена.

Провода различаются и по параметрам изоляции: возможна изоляция под напряжение 380, 660 и 3000 В переменного тока, у кабелей — на все напряжения. У изолированного провода токопроводящая жила заключе­на в оболочку из резины, поливинилхлорида либо винипласта. Иногда для защиты от механических повреждений и внешних воздействии изоля­ция проводов дополнительно покрывается хлопчатобумажной оплеткой, пропитанной противогнилостным составом. Существует и дополнитель­ная изоляция проводов в виде оплетки из стальной оцинкован­ной проволоки.

Совет — никогда не эко­номьте на проводах и кабелях. Прокладывая новую электро­проводку, используйте продук­цию зарекомендовавших себя производителей. Безусловно, алюминиевый кабель дешевле, но он, соприкасаясь с воздухом, быстро окисляется,  к тому же недостаточно гибок. Медный кабель этих недостатков лишен. Кроме того, покупая алюминиевые провода, нужно выбирать сечение на сту­пень выше, так как проводимость алюминия составляет примерно 60 % от проводимости меди.

Конечно, сегодня алюминий является наиболее распространенным материалом, из которых изготавливаются провода и кабели. Тем не ме­нее в процессе контакта алюминия с медью образуется так называемая «гальваническая пара», разрушающая алюминий в ходе электрокоррозии. Чтобы качество соединения стремительно не ухудшалось, рекомендуется применять в качестве электрической изоляции резину либо пластмассу.