Провода являются основой энергообеспечения. Без них невозможно будет обеспечить электроэнергией жилые дома, объекты коммерческой недвижимости и промышленных предприятий, а также создать сети телефонной связи и интернета. Электрический провод представляет собой изолированный или не изолированный проводник электрического тока, который состоит из одной или нескольких токопроводящих жил и соединяет источник электротока с потребителем. Не изолированный провод используется только для воздушной линии. Изолированный же провод укладывается поверх изоляции и дополнительно покрывается специальной оболочкой, обеспечивающей его защиту от механических повреждений, влажности и воздействия агрессивной среды.
На современном рынке представлено множество типов проводов, которые отличаются друг от друга сечением алюминиевой или медной жилы и типом изоляции, производятся они для различных условий эксплуатации. Например, для монтажа электрической проводки в жилом доме подойдет медный провод с многослойной изоляцией, а при подключении бытовых приборов обычно используют двужильный провод, имеющий общею оплетку.
Материал жилы
В бытовых условиях в основном используют медь, алюминий и алюмомедь. С первыми двумя все ясно, но что же такое алюмомедь? Многие думают, что это сплав алюминия и меди, но это не так, ведь тяжелые и легкие металлы соединяются крайне плохо. Алюмомедь — это композитный материал, состоящий из алюминиевого сердечника и покрытый сверху слоем меди.
Алюминий является прекрасным материалом, он легкий, дешевый, обладает вполне приличной электропроводностью, хорошо отдает тепло и химически стоек. Однако у данного материала есть некоторые недостатки. Прежде всего, алюминиевый провод не может быть гибким, поэтому такие провода можно использовать только в стационарных установках и там, где нет острых углов поворота кабеля при прокладке. Кроме того, алюминий окисляется на воздухе. Оксид алюминия — это тугоплавкая пленка темного цвета, которая образуется на поверхности металла и является диэлектриком. В местах контакта может серьезно препятствовать течению электрического тока, что может привести к излишнему перегреву и риску потерять контакт в местах соединения. Алюминий является прекрасным проводником, но только если не содержит примесей, чего добиться очень трудно.
Стоит отметить, что у меди проводимость значительно выше, чем у алюминия. Данный материал гибкий и не образует оксидной пленки. Как правило, от гибкости зависит толщина жилы, алюминиевые проводники не могут быть тоньше 2,5 кв. мм, а вот медные жилы можно изготавливать толщиной 0,3 кв. мм. К недостаткам меди можно отнести дороговизну, высокую плотность, соответственно, и вес, невозможность прямого соединения с алюминиевыми жилами. При контакте эти два металла образуют гальваническую пару, и возникающие токи разрушают контакт. Поэтому при необходимости контакта следует применять специальные клеммы соединения.
Алюмомедь представляет собой механический композит, состоящий из алюминиевого сердечника и медной рубашки, которая занимает примерно 10% от объема жилы. Данный материал сочетает в себе положительные качества алюминия и меди. Однако по всем показателям алюмомедь уступает проводникам из отдельных металлов. Главным преимуществом алюмомеди является низкая стоимость.
Материал изоляции
Изоляция является важнейшей частью проводников. Именно изоляция придает проводу те или иные качества. Проводники бывают бронированными, термостойкими, водонепроницаемыми и защищенными от давления — все это изоляция. Изоляционные материалы необходимы для защиты человека, ведь электрический ток, как известно, может быть опасен для жизни. Но это не единственная функция изоляции.
Металлическому проводнику нужна защита, особенно это касается многожильных кабелей. Изоляция должна защищать от утечки и поражения электрическим током, также к основным ее задачам относятся механическая и термическая защита кабеля, индикация проводников. Как и материалов, существует огромное количество видов изоляции. Рассмотрим те виды, которые наиболее часто используются в домашних условиях. Изоляция подразделяется на токопроводящую жилу (ТПЖ) и оболочку, которая покрывает проводник снаружи. Основной характеристикой материала изоляции можно назвать электрическую прочность — это значение силы тока, при котором заряд пробивает слой изоляционного материала толщиной в 1 мм. Как правило, все кабели имеют многократную электрическую прочность. Пробой в такой изоляции практически невозможен, лишь в случае механического повреждения или в силу длительной службы провода.
Еще одной характеристикой материала изоляции является нагревостойкость. В этом случае все довольно просто, чем выше показатель, тем большую температуру нагрева способна выдержать изоляция без потери своих качеств. Также можно отметить морозостойкость и механическую прочность.
Поливинилхлорид является наиболее распространенным изоляционным материалом. Это полимер белого цвета, который обладает высокой устойчивостью к кислотам и щелочам. К тому же данный материал практически негорюч. Поливинилхлорид довольно мягкий и гибкий, но все же он имеет некоторые недостатки. Например, низкую морозоустойчивость (до -20 градусов), но в последнее время созданы холодоустойчивые модификаторы, которые при нагревании выделяют хлороводорот и диоксины (довольно вредные вещества с едким запахом).
Силиконовая резина является эластичным термостойким изолятором, который при сгорании образует диэлектрическую защитную пленку. Резина — это прекрасный изолятор, который изготавливается из искусственных или природных каучуков. Как правило, этот материал используется, когда нужна повышенная гибкость кабеля и морозоустойчивость. Пропитанная бумага обладает хорошими токоизолирующими качествами, однако она хорошо горит и требует дополнительных материалов для термоизоляции.
Также хорошим изолятором является полиэтилен. Он обладает отличными показателями морозостойкости, весьма устойчивый к агрессивным веществам.
Экран, как правило, есть у всех информационных кабелей. Он состоит из металлической фольги и исполняет роль отражателя для посторонних электромагнитных сигналов. В силовых кабелях высокого напряжения, которые закладываются в землю, применяется металл для защиты от механического воздействия. Под броней и над ней находятся защитные подушки, которые предохраняют нижележащую изоляцию от внешнего воздействия. Внутри самого кабеля изолированные жилы должны посыпаться мелом для улучшения их скольжения и предотвращения слипания.
Еще одна важная функция изоляции — это индикация. Все ТПЖ заключены в оболочку различных цветов, поэтому не нужно угадывать, какая жила выходит с разных сторон кабеля. Также цветовая маркировка несет информационную нагрузку. Как правило, белый провод принимается за фазу, красный — ноль, желтый или желто-зеленый — провод заземления. А другие цвета в основном распределяются по вкусу монтирующего цепь.
Designed by