Выбор кабеля — важнейший этап проектирования и монтажа электрооборудования. Неправильный выбор может привести к угрозе безопасности (например, перегреву или возгоранию), чрезмерному падению напряжения, повреждению оборудования или снижению эффективности системы. Ниже перечислены основные факторы, которые следует учитывать при выборе кабеля:
1. Основные электрические параметры
(1) Площадь поперечного сечения проводника:
Пропускная способность по току: это наиболее важный параметр. Кабель должен выдерживать максимальный непрерывный рабочий ток цепи, не превышая допустимую рабочую температуру. Обратитесь к таблицам допустимой токовой нагрузки в соответствующих стандартах (например, IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Падение напряжения: ток, протекающий по кабелю, вызывает падение напряжения. Чрезмерная длина или недостаточное сечение могут привести к низкому напряжению на конце кабеля, 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 электропитания).
Прочность на короткое замыкание: Кабель должен выдерживать максимально возможный ток короткого замыкания в системе без термических повреждений, прежде чем сработает защитное устройство (проверка термической стабильности). Чем больше площадь поперечного сечения, тем выше прочность на короткое замыкание.
(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. Необходимо учитывать колебания напряжения в системе и условия перенапряжения.
(3) Материал проводника:
Медь: высокая проводимость (~58 МС/м), высокая токопроводящая способность, хорошая механическая прочность, отличная коррозионная стойкость, простота в обращении при сварке, более высокая стоимость. Наиболее часто используемая.
Алюминий: более низкая проводимость (~35 Мс/м), требует большего поперечного сечения для достижения той же пропускной способности по току, меньший вес, более низкая стоимость, но более низкая механическая прочность, склонен к окислению, требует специальных инструментов и антиоксидантных составов для соединений. Часто используется для воздушных линий электропередачи большого сечения или в специфических областях применения.
2. Условия и условия установки
(1) Способ установки:
В воздухе: кабельные лотки, лестницы, воздуховоды, трубы, поверхностный монтаж вдоль стен и т. д. Различные условия теплоотвода влияют на допустимую токовую нагрузку (для плотных установок требуется снижение номинальных параметров).
Подземное прокладка: непосредственно в грунт или в трубопровод. Учитывайте тепловое сопротивление грунта, глубину залегания, близость к другим источникам тепла (например, паропроводам). Влажность грунта и коррозионная активность влияют на выбор оболочки.
Под водой: Требуются специальные водонепроницаемые конструкции (например, свинцовая оболочка, встроенный водоотталкивающий слой) и механическая защита.
Специальные виды монтажа: вертикальные участки (с учетом собственного веса), кабельные траншеи/туннели и т. д.
(2) Температура окружающей среды:
Температура окружающей среды напрямую влияет на теплоотвод кабеля. Стандартные таблицы допустимой токовой нагрузки основаны на эталонных температурах (например, 30 °C в воздухе, 20 °C в грунте). Если фактическая температура превышает эталонную, допустимую токовую нагрузку необходимо скорректировать (снизить). Особое внимание следует уделить условиям высоких температур (например, котельные, тропический климат).
(3) Близость к другим кабелям:
Плотная прокладка кабелей приводит к взаимному нагреву и повышению температуры. Для кабелей, проложенных параллельно (особенно без зазоров или в одном и том же кабелепроводе), необходимо снижать допустимую нагрузку в зависимости от их количества и расположения (соприкасающиеся/не соприкасающиеся).
(4) Механическое напряжение:
Нагрузка на растяжение: При вертикальной установке или на больших расстояниях прокладки учитывайте собственный вес кабеля и натяжение при прокладке; выбирайте кабели с достаточной прочностью на растяжение (например, бронированные стальной проволокой).
Давление/Ударные нагрузки: Кабели, проложенные непосредственно под землей, должны выдерживать нагрузки от движения транспорта на поверхности и риски, связанные с земляными работами; кабели, установленные в лотках, могут сжиматься. Бронирование (стальная лента, стальная проволока) обеспечивает надежную механическую защиту.
Радиус изгиба: Во время монтажа и поворота 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, окутанные соленым туманом, требуют коррозионностойких оболочек (например, ПВХ, LSZH, ПЭ) и/или наружных слоев. Может потребоваться неметаллическая броня (например, стекловолокно).
Загрязнение маслом: На нефтебазах и в цехах механической обработки требуются маслостойкие оболочки (например, из специального ПВХ, CPE, CSP).
Воздействие УФ-излучения: для кабелей, используемых на открытом воздухе, необходима оболочка, устойчивая к УФ-излучению (например, из черного полиэтилена, специального ПВХ).
Грызуны/термиты: В некоторых регионах требуется защита кабелей от грызунов/термитов (оболочки с отпугивающими веществами, жесткие оболочки, металлическая броня).
Влага/Погружение: В условиях повышенной влажности или погружения в воду необходимы надежные влаго- и водонепроницаемые конструкции (например, радиальные водонепроницаемые элементы, металлическая оболочка).
Взрывоопасные среды: должны соответствовать требованиям взрывозащиты для опасных зон (например, огнестойкие, LSZH, кабели с минеральной изоляцией).
3. Конструкция кабеля и выбор материалов
(1)Изоляционные материалы:
Сшитый полиэтилен (XLPE)Превосходные характеристики при высоких температурах (90°C), высокая токовая нагрузка, хорошие диэлектрические свойства, химическая стойкость, хорошая механическая прочность. Широко используется для силовых кабелей среднего и низкого напряжения. Лучший выбор.
Поливинилхлорид (ПВХ): низкая стоимость, отработанный процесс, хорошая огнестойкость, низкая рабочая температура (70°C), хрупкий при низких температурах, выделяет токсичные галогенсодержащие газы и густой дым при горении. Все еще широко используется, но его применение все чаще ограничивается.
Этиленпропиленовый каучук (ЭПР): обладает хорошей гибкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям, озону, химическим веществам, высокой рабочей температурой (90°C), используется в мобильной технике, морских и горнодобывающих кабелях. Более высокая стоимость.
Другие материалы: силиконовая резина (>180°C), минеральная изоляция (МИ – медный проводник с изоляцией из оксида магния, отличные огнестойкие свойства) для специальных применений.
(2) Материалы оболочки:
ПВХ: обладает хорошими механическими свойствами, огнестойкостью, низкой стоимостью и широким применением. Содержит галогены, при горении выделяет токсичный дым.
Полиэтилен (ПЭ): Отличная влаго- и химическая стойкость, характерная для внешней оболочки кабелей, прокладываемых непосредственно в грунт. Низкая огнестойкость.
Низкое дымообразование и нулевое содержание галогенов (LSZH / LS0H / LSF)Низкое дымообразование, нетоксичность (отсутствие галогеноводородных газов), высокая светопроницаемость при горении. Обязательное использование в общественных местах (метро, торговые центры, больницы, высотные здания).
Огнестойкий полиолефин: соответствует определенным требованиям к огнестойкости.
При выборе следует учитывать устойчивость к воздействию окружающей среды (масло, погодные условия, УФ-излучение) и потребности в механической защите.
(3) Экранирующие слои:
Экранирование проводника: необходимо для кабелей среднего/высокого напряжения (>3,6/6 кВ), выравнивает электрическое поле на поверхности проводника.
Экранирующая изоляция: необходима для кабелей среднего/высокого напряжения, работает совместно с экраном проводника для полного контроля на месте прокладки.
Металлическая броня: обеспечивает электромагнитную совместимость (защита от помех/снижение уровня излучения) и/или защиту от короткого замыкания (требуется заземление), а также механическую защиту. Распространенные формы: медная лента, медная проволочная оплетка (экранирование + защита от короткого замыкания), стальная ленточная броня (механическая защита), стальная проволочная броня (прочность на растяжение + механическая защита), алюминиевая оболочка (экранирование + радиальная водонепроницаемость + механическая защита).
(4)Типы брони:
Бронирование стальной проволокой (SWA): Отличная защита от сжатия и общего растяжения, подходит для непосредственной установки в грунт или для механической защиты.
Бронированная оцинкованной проволокой (GWA): обладает высокой прочностью на разрыв, предназначена для вертикальных участков, больших пролетов, подводных установок.
Неметаллическая броня: лента из стекловолокна, обеспечивает механическую прочность, не обладает магнитными свойствами, легкая, коррозионностойкая, подходит для особых требований.
4. Требования безопасности и нормативные требования
(1) Огнестойкость:
В зависимости от риска возгорания и потребностей эвакуации следует выбирать кабели, соответствующие применимым стандартам огнестойкости (например, IEC 60332-1/3 для одиночной/пучковой огнестойкости, BS 6387 CWZ для огнестойкости, GB/T 19666). В общественных местах и труднодоступных зонах необходимо использовать огнестойкие кабели LSZH.
(2) Огнестойкость:
Для критически важных цепей, которые должны оставаться под напряжением во время пожара (пожарные насосы, дымогенераторы, аварийное освещение, сигнализация), используйте огнестойкие кабели (например, кабели MI, кабели с органической изоляцией и слюдяной лентой), прошедшие испытания в соответствии со стандартами (например, BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Без галогенов и с низким уровнем дымообразования:
Обязательно в зонах с высокими требованиями к безопасности и защите оборудования (транспортные узлы, центры обработки данных, больницы, крупные общественные здания).
(4) Соответствие стандартам и сертификации:
Кабели должны соответствовать обязательным стандартам и сертификатам, действующим 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: стоимость кабеля и комплектующих (соединителей, клемм).
Стоимость установки: зависит от сечения кабеля, его веса, гибкости и простоты монтажа.
Потери в процессе эксплуатации: Сопротивление проводника вызывает потери I²R. Проводники большего сечения стоят дороже на начальном этапе, но снижают долгосрочные потери.
Затраты на техническое обслуживание: Надежные и долговечные кабели имеют более низкие затраты на техническое обслуживание.
Срок службы: Высококачественные кабели в надлежащих условиях могут прослужить более 30 лет. Проведите всестороннюю оценку, чтобы избежать выбора низкокачественных кабелей, основываясь только на первоначальной стоимости.
6. Другие соображения
Последовательность фаз и маркировка: Для многожильных кабелей или установок с раздельным подключением фаз необходимо обеспечить 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: Учитывайте возможное увеличение нагрузки в будущем или изменение маршрутизации, при необходимости увеличьте поперечное сечение или зарезервируйте резервные цепи.
Совместимость: Кабельные аксессуары (наконечники, соединители, клеммы) должны соответствовать типу кабеля, напряжению и сечению проводника.
Квалификация и качество поставщиков: Выбирайте проверенных производителей со стабильным качеством.
Для оптимальной производительности и надежности выбор правильного кабеля неразрывно связан с выбором высококачественных материалов. В компании ONE WORLD мы предлагаем широкий ассортимент сырья для проводов и кабелей, включая изоляционные составы, оболочки, ленты, наполнители и пряжу, разработанные с учетом различных спецификаций и стандартов, что способствует безопасному и эффективному проектированию и монтажу кабелей.
Дата публикации: 15 августа 2025 г.