Выбор кабеля — критически важный этап проектирования и монтажа электропроводки. Неправильный выбор может привести к возникновению угроз безопасности (например, перегреву или возгоранию), чрезмерному падению напряжения, повреждению оборудования или снижению эффективности системы. Ниже приведены основные факторы, которые следует учитывать при выборе кабеля:
1. Основные электрические параметры
(1)Площадь поперечного сечения проводника:
Допустимая токовая нагрузка: Это важнейший параметр. Кабель должен выдерживать максимальный непрерывный рабочий ток цепи, не превышая допустимую рабочую температуру. См. таблицы допустимой токовой нагрузки в соответствующих стандартах (например, IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Падение напряжения: Ток, протекающий по кабелю, вызывает падение напряжения. Избыточная длина или недостаточное сечение кабеля может привести к низкому напряжению на стороне нагрузки, что повлияет на работу оборудования (особенно на запуск двигателя). Рассчитайте общее падение напряжения от источника питания до нагрузки, убедившись, что оно находится в допустимом диапазоне (обычно ≤3% для освещения, ≤5% для силовых кабелей).
Устойчивость к короткому замыканию: Кабель должен выдерживать максимально допустимый ток короткого замыкания в системе без термического повреждения до срабатывания защитного устройства (проверка термостойкости). Чем больше площадь поперечного сечения, тем выше устойчивость.
(2)Номинальное напряжение:
Номинальное напряжение кабеля (например, 0,6/1 кВ, 8,7/15 кВ) не должно быть ниже номинального напряжения системы (например, 380 В, 10 кВ) и любого возможного максимального рабочего напряжения. Учитывайте колебания напряжения системы и условия перенапряжения.
(3)Материал проводника:
Медь: высокая электропроводность (~58 МСм/м), высокая токопроводимость, хорошая механическая прочность, отличная коррозионная стойкость, простота обработки соединений, высокая стоимость. Наиболее распространённое применение.
Алюминий: более низкая электропроводность (~35 МСм/м), требуется большее сечение для достижения той же токовой нагрузки, меньший вес, меньшая стоимость, но меньшая механическая прочность, склонен к окислению, требует специальных инструментов и антиоксидантного состава для соединений. Часто используется для воздушных линий электропередачи большого сечения или для специальных применений.
2. Условия и среда установки
(1)Способ установки:
На воздухе: кабельные лотки, лестницы, воздуховоды, трубы, накладной монтаж вдоль стен и т. д. Различные условия рассеивания тепла влияют на допустимую токовую нагрузку (требуется снижение номинальных характеристик при плотной установке).
Подземная прокладка: непосредственно в грунте или в воздуховоде. Учитывайте тепловое сопротивление грунта, глубину заложения и близость к другим источникам тепла (например, паропроводам). Влажность и коррозионная активность грунта влияют на выбор оболочки.
Под водой: требуются специальные водонепроницаемые конструкции (например, свинцовая оболочка, встроенный водоблокирующий слой) и механическая защита.
Специальная установка: вертикальные прокладки (с учетом собственного веса), кабельные траншеи/туннели и т. д.
(2) Температура окружающей среды:
Температура окружающей среды напрямую влияет на теплоотдачу кабеля. Стандартные таблицы допустимой токовой нагрузки основаны на номинальных температурах (например, 30°C на воздухе, 20°C в почве). Если фактическая температура превышает номинальную, допустимую токовую нагрузку необходимо скорректировать (снизить). Особое внимание следует уделять высокотемпературным средам (например, котельным, тропическому климату).
(3)Близость к другим кабелям:
Плотная прокладка кабелей приводит к взаимному нагреву и повышению температуры. Номинальные характеристики нескольких параллельно проложенных кабелей (особенно без зазоров или в одном кабельном канале) должны быть снижены в зависимости от их количества и расположения (соприкасающиеся/несоприкасающиеся).
(4) Механическое напряжение:
Растягивающая нагрузка: при вертикальной установке или протягивании на большие расстояния учитывайте собственный вес кабеля и натяжение при протягивании; выбирайте кабели с достаточной прочностью на растяжение (например, армированные стальной проволокой).
Давление/Удар: кабели, проложенные непосредственно в грунте, должны выдерживать нагрузку от движения транспорта по поверхности и риски, связанные с земляными работами; кабели, проложенные в лотках, могут подвергаться сжатию. Армирование (стальная лента, стальная проволока) обеспечивает надежную механическую защиту.
Радиус изгиба: При монтаже и повороте радиус изгиба кабеля не должен быть меньше допустимого минимума, чтобы избежать повреждения изоляции и оболочки.
(5)Опасности для окружающей среды:
Химическая коррозия: Химические заводы, очистные сооружения, прибрежные зоны соляного тумана требуют использования коррозионно-стойких оболочек (например, ПВХ, LSZH, ПЭ) и/или внешних слоёв. Может потребоваться неметаллическая броня (например, стекловолокно).
Загрязнение маслом: Нефтебазы, цеха механической обработки требуют использования маслостойких оболочек (например, специального ПВХ, ХПЭ, ХСП).
Воздействие ультрафиолетового излучения: для кабелей, прокладываемых на открытом воздухе, требуются оболочки, устойчивые к ультрафиолетовому излучению (например, черный полиэтилен, специальный ПВХ).
Грызуны/Термиты: в некоторых регионах требуются кабели, устойчивые к грызунам/термитам (оболочка с репеллентами, жесткая оболочка, металлическая броня).
Влага/Погружение: влажные или погруженные в воду среды требуют хороших конструкций, блокирующих влагу/воду (например, радиальная блокировка воды, металлическая оболочка).
Взрывоопасные среды: должны соответствовать требованиям взрывозащиты для опасных зон (например, огнестойкие, LSZH, кабели с минеральной изоляцией).
3. Конструкция кабеля и выбор материала
(1)Изоляционные материалы:
Сшитый полиэтилен (XLPE): Отличные характеристики при высоких температурах (90°C), высокая токовая нагрузка, хорошие диэлектрические свойства, химическая стойкость, высокая механическая прочность. Широко применяется для силовых кабелей среднего и низкого напряжения. Первый выбор.
Поливинилхлорид (ПВХ): низкая стоимость, отработанная технология, хорошая огнестойкость, низкая рабочая температура (70 °C), хрупкий при низких температурах, выделяет токсичные галогенные газы и густой дым при горении. По-прежнему широко используется, но его применение всё более ограничивается.
Этиленпропиленовый каучук (ЭПР): высокая гибкость, стойкость к атмосферным воздействиям, озону и химическим веществам, высокая рабочая температура (90°C), используется в кабелях для мобильного оборудования, морского и горнодобывающего оборудования. Высокая стоимость.
Прочее: силиконовая резина (>180 °C), минеральная изоляция (MI – медный проводник с изоляцией из оксида магния, отличные огнезащитные характеристики) для специальных применений.
(2)Материалы оболочки:
ПВХ: хорошая механическая защита, огнестойкость, низкая стоимость, широкое применение. Содержит галогены, выделяет токсичный дым при горении.
ПЭ: Отличная влагостойкость и химическая стойкость, характерная для внешних оболочек кабелей, прокладываемых непосредственно в земле. Низкая огнестойкость.
Малодымное безгалогенное топливо (LSZH / LS0H / LSF): Низкое дымовыделение, нетоксичность (не выделяет галогенных кислот), высокая светопропускаемость при горении. Обязательно в общественных местах (метро, торговые центры, больницы, высотные здания).
Огнестойкий полиолефин: отвечает особым требованиям по огнестойкости.
При выборе следует учитывать устойчивость к воздействию окружающей среды (масла, погоды, ультрафиолета) и требования к механической защите.
(3) Защитные слои:
Защитный экран проводника: требуется для кабелей среднего/высокого напряжения (>3,6/6 кВ), выравнивает электрическое поле поверхности проводника.
Изоляционный экран: требуется для кабелей среднего/высокого напряжения, работает с экраном проводника для полного контроля поля.
Металлический экран/броня: обеспечивает электромагнитную совместимость (защиту от помех/снижение уровня излучений) и/или защиту от короткого замыкания (требуется заземление) и механическую защиту. Распространенные варианты: медная лента, медная проволочная оплётка (экранирование + защита от короткого замыкания), стальная ленточная броня (механическая защита), стальная проволочная броня (прочность на разрыв + механическая защита), алюминиевая оболочка (экранирование + радиальная водоблокировка + механическая защита).
(4)Типы брони:
Армированный стальной проволокой (SWA): отличная защита от сжатия и растяжения, подходит для непосредственной прокладки в земле или для нужд механической защиты.
Армированный оцинкованной проволокой (GWA): высокая прочность на разрыв, для вертикальных пролетов, больших пролетов, подводных установок.
Неметаллическая броня: лента из стекловолокна обеспечивает механическую прочность, при этом она немагнитная, легкая, устойчивая к коррозии, соответствует особым требованиям.
4. Требования безопасности и нормативные требования
(1) Огнестойкость:
Выбирайте кабели, соответствующие действующим стандартам огнестойкости (например, IEC 60332-1/3 для одиночных и пучковых кабелей, BS 6387 CWZ для огнестойкости, GB/T 19666) с учетом пожарной опасности и требований эвакуации. В общественных местах и местах с затрудненной эвакуацией необходимо использовать кабели с низкой степенью огнестойкости (LSZH).
(2)Огнестойкость:
Для критических цепей, которые должны оставаться под напряжением во время пожара (пожарные насосы, дымососы, аварийное освещение, сигнализация), используйте огнестойкие кабели (например, кабели с минеральной изоляцией, конструкции с органической изоляцией из слюдяной ленты), испытанные на соответствие стандартам (например, BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Без галогенов и с низким дымовыделением:
Обязательно в зонах с повышенными требованиями к безопасности и защите оборудования (транспортные узлы, центры обработки данных, больницы, крупные общественные здания).
(4) Соответствие стандартам и сертификация:
Кабели должны соответствовать обязательным стандартам и сертификации в месте реализации проекта (например, CCC в Китае, CE в ЕС, BS в Великобритании, UL в США).
5. Экономика и стоимость жизненного цикла
Первоначальные инвестиционные затраты: цена кабеля и аксессуаров (муфт, концевых муфт).
Стоимость установки: зависит от размера кабеля, веса, гибкости и простоты установки.
Стоимость эксплуатационных потерь: Сопротивление проводника приводит к потерям I²R. Проводники большего сечения изначально стоят дороже, но снижают долгосрочные потери.
Расходы на техническое обслуживание: надежные и долговечные кабели требуют меньших затрат на техническое обслуживание.
Срок службы: высококачественные кабели в соответствующих условиях могут прослужить более 30 лет. Тщательно оцените ситуацию, чтобы избежать выбора кабелей низкого качества или с низкими характеристиками, основываясь только на первоначальной стоимости.
6. Другие соображения
Последовательность фаз и маркировка: для многожильных кабелей или установок с разделением фаз обеспечьте правильную последовательность фаз и цветовую кодировку (в соответствии с местными стандартами).
Заземление и эквипотенциальное соединение: металлические экраны и броня должны быть надежно заземлены (обычно с обоих концов) для обеспечения безопасности и эффективности экранирования.
Резервный запас: рассмотрите возможный будущий рост нагрузки или изменения маршрутизации, увеличьте сечение или создайте запасные цепи при необходимости.
Совместимость: Кабельные аксессуары (наконечники, муфты, концевые муфты) должны соответствовать типу кабеля, напряжению и сечению проводника.
Квалификация и качество поставщиков: выбирайте надежных производителей со стабильным качеством.
Для оптимальной производительности и надежности выбор подходящего кабеля неразрывно связан с выбором высококачественных материалов. В ONE WORLD мы предлагаем широкий ассортимент материалов для проводов и кабелей, включая изоляционные компаунды, материалы для оболочек, ленты, наполнители и пряжу, разработанные в соответствии с различными спецификациями и стандартами, что обеспечивает безопасное и эффективное проектирование и монтаж кабелей.
Время публикации: 15 августа 2025 г.