Что такое кабель? Виды и маркировка кабелей

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

Силовой кабельИми 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».

Монтажный кабель

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.

Сигнальный кабельВ 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.

Устройство кабеля

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 бумажной пропитанной изоляцией

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.