Валерий Новак - Справочник мастера-электрика. Проводка, розетки, техника безопасности, инструмент

Когда нарушается диэлектрический слой (то есть целостность изоляции), то часть тока, в зависимости от создавшегося сопротивления перехода, начинает стекать через место повреждения и может возникнуть короткое замыкание. Результат – бесполезная потеря энергии.

Чтобы исключить подобные случаи, оголенные металлические провода на воздушных линиях (ВЛ) отделяют друг от друга воздушным зазором. Воздух, как известно, надежный диэлектрик.

В кабелях токопроводящие жилы располагают максимально близко друг к другу, а предотвращение токов утечки и коротких замыканий происходит за счет слоя органической или пластиковой изоляции, покрывающей поверхности металлической проволоки. Ее диэлектрические свойства рассчитаны на то, чтобы надежно выдерживать определенный уровень напряжения. Если его допустимая величина будет превышена, то вполне возможен электрический пробой слоя изоляции и протекание тока утечки через место образовавшегося дефекта.

Эта особенность конструкций кабелей и проводов диктует необходимость их применения в строгом соответствии с границами напряжений, на которое рассчитана изоляция. Другими словами, телефонный кабель с медными жилами, например, 1 мм² нельзя использовать для слаботочных цепей управления 380 В или 220 В даже в том случае, когда создан большой запас по токам нагрузки. Иначе повышенное напряжение просто пробьет слой изоляции.

При монтаже и эксплуатации кабели подвергаются механическим и тепловым нагрузкам (провода крутят и изгибают, нагревают и охлаждают). Для предохранения от разрушения предусмотрена защита – внешняя оболочка или дополнительная броня различной конструкции.

Защитные оболочки обычно герметичны и дополнительно защищают проводник от разрушительного действия грунтовых вод, кислот и щелочей, содержащихся в почве, куда чаще всего помещают кабели.

Нарушение герметичности оболочки кабеля приводит к скоплению внутри него влаги, которая уменьшает сопротивление диэлектрического слоя и может стать причиной пробоя изоляции.

Важной характеристикой изоляции и защитной оболочки кабеля является ее свойство противостоять возгоранию. В нормальных условиях эксплуатации диэлектрический слой подвергается только действию рабочей температуры, создаваемой нагрузкой. Она не является критической. Однако в аварийных ситуациях некоторые материалы, такие как бумага и масло, подвержены возгоранию и сами являются после этого источниками распространения огня.

А некоторые не поддерживают горение, но плавятся и разрушаются под воздействием высокой температуры.

Кабели с такой изоляцией называют «не поддерживающими горение» и в маркировке обозначаются индексами «нг».

Выбором кабельной продукции для промышленных целей занимаются инженеры проектных организаций. Рассмотрим, как самостоятельно выбрать кабель для бытовых целей.

Сразу заметим, что старые правила, разрешающие использовать алюминий и его сплавы для проводов и кабелей жилых зданий, уже не действуют. Причина этого – низкие механические нагрузки алюминиевого провода и его склонность к излому при деформациях и изгибах. Поэтому старые алюминиевые провода, смонтированные еще в советское время, постепенно дорабатывают свой ресурс. В современной же электропроводке разрешено прокладывать только медь. Так какое же сечение провода выбрать?

Напомним, площадь сечения провода должна быть достаточной для прохождения через него максимально возможного тока в течение заданного времени, при этом нагрев провода не должен превысить значение максимальной рабочей температуры (иначе провод расплавится).

С чем можно столкнуться на практике? Неизвестна сила тока. Как вычислить силу тока, зная мощность нагрузки (лампочки, утюга, кофеварки, электроплиты)? Нужно потребляемую мощность Р (Вт) поделить на напряжение U (В), и получим ток (А):

I = P/U

Как найти мощность, зная силу тока? Нужно силу тока I (А) умножить на напряжение U (В):

P = IU

Достижение потребителем максимальной мощности – крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Чтобы не заниматься самостоятельно сложными электротехническими расчетами соответствия жил проводов допустимому температурному нагреву в зависимости от нагрузок, можно воспользоваться таблицей ( табл. 1 ).

По таблице можно выбрать сечение провода либо по току, либо по мощности.

Значения приведены для однофазного напряжения 220 В, температуры окружающей среды +30 °C при прокладке проводов как по воздуху, так и в закрытом пространстве (коробе).

Если температура окружающей среды на 20 °C выше или в жгуте несколько кабелей, то рекомендуется выбрать следующее сечение из ряда.

Таблица 1

Кроме того, необходимо учитывать, что в будущем может увеличиться нагрузка (например, добавится утюг или электрочайник). А также стоит помнить, что в бытовых приборах с электродвигателем, например в пылесосе, стиральной машине, высокие пусковые токи. Возможны случаи, когда провод находится на солнце и возможны большие перепады температур. Все это – причины для увеличения толщины жилы.

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя простое правило: теоретическая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10. На практике результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего значения. Так, для значения тока 25 А теоретически подойдет провод сечением 25/10 = 2,5 мм². Ближайшее сечение – 4 мм². Как видим, значение совпало с табличным.

Важно!Это правило работает хорошо для токов до 40 А. Если токи больше (это нехарактерно для обычной квартиры или дома) – надо выбирать провод с бо́льшим запасом – делить не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это правило справедливо для определения максимального тока, проходящего через медный провод, если известна его площадь: максимальный ток равен площади сечения, умноженной на 10.

Если говорить об алюминиевых проводах, то правило будет таким: максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения, умноженной на 6.

Для удобства расчетов в таблице 2 приведены средние значения мощностей бытовых приборов.

Таблица 2

Кроме указанных приборов, есть еще холодильник (150 Вт), зарядные устройства, телевизор (в дежурном режиме до 5 Вт, в рабочем до 400 Вт). Но эти значения невелики и при расчетах их можно не учитывать.