Виды кабельной продукции и ее особенности

Современный рынок электротехнической продукции переполнен различными вариантами кабелей и проводов. Из-за их огромного количества разобраться в назначении и характеристиках всех проводников очень сложно, но знать основные виды кабельной продукции и ее отличительные особенности должен каждый домашний мастер. Это поможет ориентироваться в маркировке, а также правильно подобрать необходимый вид кабеля для той или иной цели. Для начала необходимо разобраться со структурой кабеля.

Из чего состоит кабель

Структура кабеля является определяющим фактором сферы его применения. Именно от того, из каких проводников и изоляционных материалов он состоит, и будет зависеть его будущее применение. В любом случае главными структурными компонентами кабеля являются металлические жилы и изоляция. Жилы могут быть уложены пучковым способом или всплошную. Именно по жиле и проходит ток. Отличаются жилы между собой материалом и сечением.

Есть медные и алюминиевые жилы. На тип сечения влияет способ строения – сплошной или пучковый.

Есть ли отличия между кабелями и проводами

Некоторые называют кабелями все виды кабелей и проводов, но это неправильно, ведь кабель и провод – это совершенно разные виды проводников. Отличаются они между собой передаваемой мощностью. У кабеля в большинстве случаев 3 или больше проводника, изолированные друг от друга. А в проводах проводники, которых может быть от 1 до 5, имеют общую изоляцию. И провода и кабели используются повсеместно – в быту и промышленности. Есть также отдельная категория проводов – голые, то есть без изоляции вообще. Но применяются они только при создании ЛЭП.

Классификация кабелей

Несмотря на то, что существует широкое разнообразие кабелей разных видов, чаще всего используются именно силовые кабели таких марок: ВВГ, КГ и ВБбШВ. Далее каждый вариант стоит рассмотреть подробнее.

Силовой кабель КГ

Это один из самых гибких кабелей с пучковой структурой жил. Здесь может быть 5 и более жил. Допускается эксплуатация такого кабеля при температуре от -60 до +50 градусов. Применяется кабель КГ в силовом оборудовании.

 

Кабель ВВГ

Это еще один вид популярного кабеля, который используется при напряжении до 1кВ. Структура расположения жил у такого кабеля может быть сплошной или пучковой. Допускается использование кабеля ВВГ при температуре от -40 до +50 градусов. Данный кабель существует нескольких подвидов, отличающихся между собой материалом жил.

Кабель ВБбВШ

Такой кабель может характеризоваться сплошной или пучковой структурой жил. Существуют варианты кабеля сечением от 50 до 240мм. Изоляция кабеля выполнена из ПВХ, есть стальная броня, ленточная сталь и поясная изоляция.

Особенности маркировки

Маркировка кабелей состоит из букв и цифр. На материал жил указывает первая литера. Жила может быть медная или алюминиевая. Материал изоляции указан с помощью второй буквы. В качестве изоляционного материала может выступать ПВХ или резина. Защитная оболочка определяется третьей буквой. В качестве материала для нее может выступать резина, полиэтилен, ПВХ или свинец. Есть также вариант из алюминия. О наличии брони указывает четвертая буква. В качестве нее может выступать круглая проволока или стальная лента. Тип наружного покрытия определяется последней буквой в маркировке. Есть кабели без него.

По первой цифре маркировки можно определить число рабочих жил, а с помощью второй цифры определяется сечение рабочей жилы. Число нулевых жил отражено третьей цифрой маркировки, а по четвертой жиле можно определить сечение нулевой жилы.

Конструкция кабеля и провода: назначение и характеристики основных элементов | Публикации

Бытовые приборы, электроинструменты, промышленное оборудование, осветительная техника — это и многое другое требует применения кабельной продукции для подключения к источнику питания или передачи сигнала.

Для того, чтобы работа осуществлялась наиболее эффективно, существуют разные конструкции монтажных, силовых, сигнальных проводов и кабелей, каждая из которых применима в определённых условиях. Рассмотрим основные составляющие.

Конструкция кабеля

Кабель — это гибкое электротехническое изделие, предназначенное для передачи электроэнергии или радиосигнала от одного элемента сети к другому. Главное отличие кабеля от провода — наличие собственных изоляционных оболочек у каждой из жил, а вся конструкция заключена в общий слой из плотного материала.

Токопроводящие жилы силового многожильного кабеля

Для изготовления используется проволока из меди, стали, алюминия, а также сплавов с низким или высоким сопротивлением. Диаметр жилы кабеля бывает от 1 до 10 миллиметров. Основным требованием к элементу является хорошая электропроводность, которая влияет на допустимый ток нагрузки или коэффициент потери сигнала (в информационных кабелях). Именно электропроводность определяет выбор сечения и количество жил.

Самые популярные материалы внутренних компонентов силового гибкого кабеля:

• Медь
  Обладает наибольшей проводящей способностью среди всех металлов, кроме серебра. Податливость обработке позволяет получить проволоку любой толщины и длины методом машинной прокатки. Для защиты от коррозии медь покрывают лужением.
• Алюминий
  Занимает третье место после серебра и меди по показателям электропроводности. Из-за сравнительно невысокой стоимости и практически неиссякаемых запасов в природе алюминий часто заменяет дефицитный красный металл в кабельной продукции. Минус, который ограничивает область применения, — недостаточная устойчивость к повреждениям вследствие перегибов.

Цена силового медного кабеля намного выше, чем у алюминиевого. Это объясняется широкой сферой применения, дефицитностью металла, высокой надёжностью и долговечностью.

Изоляционная оболочка

Покрытие предназначено, во-первых, для создания диэлектрического промежутка в простых и силовых кабелях с медными, алюминиевыми жилами. Во-вторых, выполняет функцию стабилизации геометрических размеров — это важно для радиочастотных изделий. Стоит отметить, что материал, толщина и плотность изоляции влияют на предельное значение рабочего напряжения.

Виды материалов:

• поливинилхлорид;
• диэлектрическая резина;
• кабельная бумага, пропитанная специальным составом;
• полиэтилен.

Самый распространённый материал для изоляционной оболочки в продукции общепромышленного применения — ПВХ.

Электрические экраны

Экранированный силовой кабель — изделие, защищённое от помех, создаваемых работающими электроприборами. Экраны изготавливают в виде оплётки из алюминиевой проволоки, ленты или фольги. Элемент снижает воздействие электромагнитного поля и способствует повышению качества передаваемого сигнала.

Внешний защитный покров

Прежде чем купить силовой кабель, стоит подробно рассмотреть варианты исполнения внешней изоляционной оболочки, так как этот параметр определяет сферу использования и влияет на выбор способа монтажа.

Различают следующие виды материалов изоляции:

• Металл — обеспечивает полную долговременную защиту от влаги.
• Полимерный пластикат — временно препятствует проникновению воды внутрь конструкции. В процессе эксплуатации жидкость постепенно диффундирует через пластик, что приводит к снижению сопротивления.
• Резина и ПВХ — по эффективности соответствуют металлу.

Существует специализированная продукция, оболочки которой выполнены из технологичных материалов, например, силовой кабель ВВГнг и ВВГнг LS. Особенность заключается в том, что при превышении максимально допустимой температуры изделие не горит, не плавится, не выделяет едкий дым и отравляющий газ. Силовой огнестойкий кабель прокладывают в стратегически важных объектах: на атомных станциях, в аэропортах, медучреждениях и других зданиях, где важно исключить задымление при аварии.

Конструкция провода

Провод может состоять как из одной, так и из нескольких жил, бывает как оголённый, так и с изоляцией. Жилы провода уложены параллельно друг к другу и скручены в пучок. Силовой медный провод часто встречается в составе электрических линий в помещениях, а оголённые варианты используются для передачи энергии в ЛЭП и прокладываются по воздуху.

Конструкция провода напоминает кабельную, однако здесь всё намного проще.

Токопроводящая жила

Выполняет функцию проведения тока. Основные требования: минимальный нагрев, гибкость, устойчивость к поражению коррозией, хорошая электропроводность и невысокая стоимость. Жила гибкого силового провода выполнена в виде проволоки из алюминия или меди, которая характеризуется классами от 1 до 6. Чем выше уровень, тем лучше изделие выдерживает нагрузку на изгиб.

Внешняя изоляционная оболочка

Чтобы купить подходящий силовой провод, стоит заранее определить условия эксплуатации. Продукция без изоляции подходит для прокладки только по воздуху. Наличие оболочки допускает установку в помещениях как открытым, так и закрытым способом.

Внешний слой изготавливается из тех же материалов, что и у кабелей. Стоит отметить, что, независимо от вида оболочки, провода не обладают достаточной герметичностью для размещения в земле или под водой.

Информация об электрических кабелях — Consolidated Electronic Wire & Cable

Электрический кабель состоит из двух или более проводов или проводников, образующих единую кабельную сборку из скрученных, соединенных или сплетенных вместе проводов. С этими кабелями скручивание проводов может производить более гибкий продукт. Это когда в сборке используется скручивание или плетение. Формирование меньших проводов является более гибким, чем одиночный провод того же размера. Обычно провода сделаны из меди и либо голые, либо тонко покрыты другим металлом, таким как олово, золото или серебро, чтобы продлить срок службы провода. Покрытие также облегчает пайку и обеспечивает смазку между жилами.

Существует довольно много типов электрических кабелей, и выбор одного из них действительно зависит от области применения, для которой он используется. Например, во многих старых домах электрические системы основаны на использовании одножильных проводов, но в новых домах и других более современных приложениях будут использоваться многожильные кабели, поскольку они более удобны в использовании.

Вы найдете кабели, которые чаще всего используются в быту, а также для силовых и сигнальных цепей в электронных устройствах. В электропроводке здания в основном используются кабели для всех цепей постоянного освещения, питания и управления. В этом случае кабельная прокладка включает в себя все жилы цепи сразу, что экономит трудозатраты и деньги по сравнению с другими вариантами разводки. Электрический кабель также может называться электронным проводом или кабелем, многожильным кабелем или одножильным кабелем, среди других названий.

Как уже упоминалось, сегодня на рынке представлено множество видов кабелей. К ним относятся обычные линейные провода и кабели, гитарный или микрофонный кабель, соединительный провод, кабель локальной сети (LAN), коаксиальный/коаксиальный/вещательный кабель, кабель класса данных, плоский кабель, многожильный, многопарный, пленум, управление технологическим процессом, безопасность/противопожарная защита, луженая медная оплетка, динамик, переносной шнур/шнур лампы, магнитный провод, голый никель-хромовый (BNC), медный провод/шинный провод или ленточный кабель.

Линейный провод и кабель общего назначения универсален для таких применений, как лампы и антенные шнуры, и используется во многих отраслях промышленности. Соединительный провод, одиночный изолированный проводник, хорошо работает в низковольтных и слаботочных приложениях, таких как бытовые приборы, внутренняя проводка компьютеров и счетчики. Существует два типа LAN-кабеля: стандартный для подключения компьютера к маршрутизатору и перекрестный для соединения двух компьютеров друг с другом. Пленумный кабель отличается малодымной и малопламенной изоляцией и требуется в любом помещении для обработки воздуха, например, в офисе, использующем потолочное пространство для возврата воздуха в кондиционер.

Управление технологическим процессом так и звучит: оно измеряет, контролирует или регулирует в целях автоматизации процесса и является очень гибким по своей природе. Коаксиальный кабель имеет внутренний проводник под трубчатым изолятором, который полностью обернут трубчатым токопроводящим экраном. У большинства также будет изолирующий внешний слой или куртка. Они необходимы для развлекательных центров или систем объемного звучания. Ленточные типы идеально подходят, когда приложение требует много проводов, потому что они могут легко разместить много проводов, оставаясь при этом гибкими для низкого напряжения.

Сегодня на рынке представлено так много вариантов и стилей электрических кабелей, что бы они ни применялись, всегда найдется тот, который будет работать лучше всего. Собрав необходимое количество проводов, необходимое напряжение и физическую среду, в которой будут жить кабели или провода, вы можете с уверенностью определить, какой вариант будет успешным без ошибок.

Кабельные материалы | Типы металлов, используемых в кабелях и проводах

Провод

Мы иногда забываем, что многие кабели не предназначены для передачи электроэнергии или сигналов, например, кабели, поддерживающие мосты, приводящие в действие элероны и буксирующие автомобили.

Механическая проволока и кабель — это большая (но другая) отрасль.

Однако между механическими и электрическими проводами и кабелями есть сходство — по крайней мере, с точки зрения способов их изготовления.

По мере изготовления прядей проволоки они протягиваются через матрицы все меньшего размера. Это относится ко всем проводам. Алмазные штампы используются из-за их чрезвычайной твердости и того факта, что они сохраняют свой точный размер в течение длительного времени. Фактически, система размеров American Wire Gauge (AWG) предлагает эту процедуру рисования. Например, провод размером 22 AWG, меньше чем 20 AWG, теоретически протягивается через 22 матрицы с постепенно уменьшающимся размером. Проволока большего размера проходит через меньшее количество фильер; следовательно, «калибр» с меньшим числом. См.

Таблица 1 .

Металлы

Медь считается стандартом в электрических проводниках, уступая только серебру по проводимости, но гораздо более многочисленной и, следовательно, экономичной.

Поскольку пайка меди может быть затруднена, если не используется флюс (который может оставить после себя коррозионные остатки), ее обычно лужят или покрывают, если она предназначена для пайки. (Это не исключает использования флюса, но покрытие облегчает пайку и в целом обеспечивает некоторую защиту от коррозии.)

Медь без покрытия идеально подходит для заделки под давлением (опрессовка и т. д.), при которой происходит окисление поверхности.

Меньший вес алюминия

предполагает, что он предпочтительнее для авиационной промышленности, заботящейся о весе. Его вес составляет примерно 1/3 веса меди, и даже с его меньшей проводимостью он работает лучше, чем медь, в пересчете на фунт почти в 2:1.

Так почему же алюминий не предпочтительнее? Начнем с того, что физические свойства проволоки — это только часть истории. Несколько лет назад, когда медь была в дефиците, для проводки в жилых помещениях часто выбирали алюминий. Что в то время не было полностью оценено, так это серьезные последствия гальванической реакции между алюминием и латунными или медными фитингами или клеммами в присутствии влаги. Это вызовет коррозию, которая вызовет отказ в соединении либо в виде разомкнутой цепи, либо, что еще хуже, в виде высокого сопротивления, что породило множество пожаров. Алюминий оказался гальванически слишком агрессивным для прямого контакта с медью или латунью. [ В таблице 2  перечислены металлы в соответствии с их гальванической оценкой.]

Такая же проблема существует и в других схемах. Если бы все выводы были заменены на алюминиевые, гальваническая проблема могла бы быть решена, но это относилось бы ко всем штырям, клеммам, контактам и проводящей аппаратуре, а существует множество существующих систем, которые нуждаются в адаптации. Кроме того, алюминий образует на своей поверхности твердый слой оксидов, и для хорошего электрического соединения его необходимо проколоть.

Несмотря на то, что это второе лучшее решение, существуют биметаллические («AL/CU») адаптеры, которые соединяют алюминиевые и медные проводники, где замена электропроводки в доме нецелесообразна. Они решают проблему гальванического воздействия, которая ставит под угрозу пожарную безопасность.

Еще один серьезный недостаток алюминия заключается в том, что его нельзя легко паять или покрывать металлом для улучшения паяемости.

Все это может свидетельствовать о том, что алюминий не может использоваться в электрических системах, не говоря уже о самолетах. Не так. По правде говоря, алюминий одобрен для использования в воздухе калибром 6 AWG или больше. Это нацелено на силовые приложения, а не на системы авионики. При высоких токах, характерных для больших проводников, таких как эти, последствия возможной коррозии в некоторой степени компенсируются самим током.

Серебро  проводит лучше, чем медь, хотя значительно дороже. В результате его часто используют в качестве покрытия для меди, чтобы улучшить проводимость кожи и обеспечить некоторую защиту от коррозии. Это имеет особое значение на очень высоких частотах, когда ток более склонен концентрироваться на «коже» проводника, явление, называемое скин-эффектом. Серебро также легко паяется.

Олово обеспечивает защиту медного проводника от коррозии, но не оказывает существенного влияния на его проводимость. Это, конечно, в высшей степени поддается пайке. Проводник, который «лужят», на самом деле может быть покрыт свинцово-оловянным сплавом — припоем.

Золото , хотя и дорогое, является обычным покрытием для латунных контактов разъемов, коаксиальных контактов ARINC и частей некоторых других разъемов. По сути, это покрытие является предпочтительным из-за его превосходных свойств коррозионной стойкости в приложениях, где может быть большое воздействие. Золото также является хорошим проводником и легко паяется.

В таблице 3 перечислены некоторые распространенные проводящие материалы и их свойства, как абсолютные, так и относительно меди.

Материалы оболочки и диэлектрика

Номинальные температуры изоляции

ПВХ

— плохой выбор для изоляции проводов и кабелей в самолетах — позиция, подтвержденная FAA. Другие хорошие и одобренные варианты существуют и легко доступны.

Номинальные температуры отражают диапазон, в котором будет поддерживаться целостность изоляции — достаточно гибкая в холодном состоянии и не подверженная размягчению или разрушению в верхней части шкалы. Следует отметить, что предельная температура должна учитывать повышение температуры, вызванное рассеянием мощности в самом проводнике.

Хотя ожидается, что большая часть бортовой проводки не выдержит воздействия экстремальных номинальных температур, такие характеристики обеспечивают меру «запаса» для обеспечения безопасности в случае пожара или неисправности.

Другие свойства изоляции, вызывающие озабоченность, в зависимости от приложений, включают диэлектрическую постоянную, которая определяет потери, взаимную емкость (между проводниками), импеданс, скорость распространения и т. д. [См.  Фактор скорости ]

Наиболее распространенные материалы для изоляции проводов и кабелей, утвержденные и общепринятые для использования в самолетах, относятся к семейству Teflon® — известной торговой марке фторполимеров, в которую входят, например, PTFE, ETFE (также известный как Tefzel®), TFE и FEP. .

Провода

MIL-W-22759 имеют изоляцию из TFE или Tefzel®. Изоляция из ТФЭ рассчитана на верхний диапазон температур окружающей среды от +200°C до +260°C, в зависимости от толщины изоляции и материалов проводников. Tefzel® обычно рассчитан на температуру +150°C. Оба подходят для -65°C, что может быть реализовано в непосредственной близости от кожи на больших высотах.

Проблемы с температурой/производительностью

Есть несколько старых «резервных» коаксиальных кабелей — например, RG58 и RG214 — и несколько новых кабелей с малыми потерями, которые могут вызвать серьезные проблемы с производительностью в системах авионики. Их полезность ограничена использованием полиэтилена в качестве диэлектрического материала. Это приводит к номинальной температуре, как правило, 85°C (что равняется 185°F), что, на первый взгляд, может показаться вполне адекватным.

Но бортовые системы намного надежнее обслуживаются кабелями, рассчитанными на 200°C. Теперь 200 ° C — это колоссальные 394 ° F — достаточно жарко, чтобы расплавить припой! Конечно, намного выше человеческой терпимости. Итак, не будет ли излишним указывать (и платить за) кабели с номиналом 200°? Решительно нет. И вот почему.

Многие специалисты по авионике знают — если не из науки, то из опыта — что использование «высокотемпературных» кабелей предпочтительнее менее дорогих коаксиальных кабелей. Причина в производительности — может быть, не в начале, а с течением времени.

Во многих самолетах кабели проходят через планер в местах, которые могут нагреваться намного сильнее, чем в кабине. Несмотря на то, что при контакте с воздуховодами, брандмауэрами двигателей и других горячих точках или в непосредственной близости от них температуры не достигают даже 200°C, они нередко испытывают точки соприкосновения с температурой значительно выше 100°C. Именно там может произойти повреждение. Какой ущерб?

Немного предыстории: Коаксиальные кабели по определению являются коаксиальными, то есть цилиндр экрана и поперечное сечение центрального проводника имеют одну и ту же ось. Пространство [диэлектрик] между ними везде одинаковое. В идеале.

Диэлектрические материалы с более низкой температурой размягчаются при относительно низких температурах, и центральный проводник неизбежно смещается от центра к экрану, в направлении силы тяжести или внутрь изгиба кабеля. В таком случае «соосность» смещается от оси, и нарушается концентричность, необходимая для поддержания импеданса. Это необратимо и лишь часть ущерба, который может произойти.

Другая часть находится в коробке. В случае с приемником изменения импеданса могут вызвать ослабление сигнала — возможно, вплоть до потери полезности.

В случае с передатчиком все может быть еще хуже. Отражение мощности [измеряемое как КСВ или коэффициент стоячей волны] возвращается прямо на заключительный этап, производя тепло… а тепло — заклятый враг всех электронных компонентов. Это приглашение на скамейку для ремонта. Вы знаете кого-нибудь, кто предпочел бы заплатить за ремонт, чем скромную дополнительную плату за кабель, рассчитанный на 200°C?

Кабели, в которых используются диэлектрические материалы из полиэтилена (PE), рассчитанные на температуру 85°C, становятся мягкими при температурах, обычных для изолированных мест в самолете.