Лекция по теме "Соединение проводов и кабелей"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

образовательное УЧРЕЖДЕНИЕ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ «СЕРПУХОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Провода и кабели

Харламов А.В.

Преподаватель спецдисциплин

Что такое шнур?

Что такое провод?

Что такое кабель?

Электрический провод (провод)

- изделие, содержащее одну или несколько скрученных не изолированных жил (проволок) или одну или более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься лёгкая неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплётка из волокнистых материалов или проволоки. Провод, как правило, не предназначен для прокладки в земле.

- Провода могут быть голыми или изолированными.

Кабель

  – одна или несколько изолированных жил, заключенных в общую герметизированную оболочку (свинцовую, алюминиевую, резиновую, пластмассовую), поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может броневая оболочка (покрытие из стальных лент или плоской или круглой проволоки).

- Такие кабели называются бронированными.  Кабели без брони применяются там, где нет возможности механических повреждений.

Главные отличия

кабеля от провода

• Если изоляция провода служит лишь для защиты от электрического воздействия, то изоляция кабеля более прочна и защищает кабель от различных механических повреждений, либо воздействий внешней среды.
• 2. Провод не предназначен для прокладки в земле

ТПЖ-токопроводящая жила

Шнур

  – провод, состоящий из двух и более изолированных гибких жил сечением до 1,5 мм, покрытых неметаллической оболочкой или другими защитными покровами.

- Шнур служит для подключения к сети электробытовых приборов (настольных ламп, пылесосов, стиральных машин).

- Жила шнура обязательно используется многопроволочная, кроме того, жилы соединены между собой скруткой или общей оплеткой.

Основные понятия

Характеристики любого кабеля или провода определяются свойствами их токопроводящих жил и окружающей их изоляции.

Жила в электропроводке

Жилой называется проволока из металла, способная пропускать через себя электрический ток.

Обладает двумя важнейшими характеристиками – количеством проволочек , из которых она состоит, и поперечным сечением , которое определяет пропускную способность.

По количеству проволочек жилы делятся на однопроволочные (монолитные) и многопроволочные.

Этот параметр определяет гибкость жилы – чем больше в ней проволочек, тем она легче гнется.

Внимание!

Если прокладку электропроводки в стенах можно сделать однопроволочными проводниками, то для замены сетевого шнура электроприбора надо брать провода с многопроволочными жилами.

Между отдельными проволочками многопроволочной жилы никакой изоляции нет – обычно они просто скручиваются между собой.

Общие характеристики проводов.

Электрические провода изготовляют из меди (Cu) и алюминия (Аl), они могут включать одну или несколько жил.

Наиболее часто используют медные провода, которые выдерживают большие нагрузки и имеют более высокую гибкость.

Алюминиевые, более хрупкие и с меньшей проводимостью, но из за более низкой цены они распространены при проведении электромонтажных работ.

Для лучшей изоляционной защиты электропроводов, применяют пластмассу (ПВХ) и резину.

Так же провода могут быть голыми, т.е. неизолированными.

Назначение проводов

• Силовые провода-применяют для наружных работ и прокладки вводов электросети в здания.
• Установочные провода- применяют для выполнения электропроводок.
• Монтажные провода-применяют для внутреннего монтажа электрических приборов и аппаратов.
• Обмоточные провода – применяются для изготовления компактных обмоток электрических машин, электроприборов, аппаратов.

Еще, провода бывают специализированными,

только для конкретных узких областей, например:

пожарная сигнализация, телефон, usb, антенный, компенсационные и сварочные провода и другие.  

Маркировка проводов

Маркировка проводов состоит из нескольких групп. Условно обозначим так:  АПВХХ

1 . материал жил – «А» это алюминий. Для медных проводов это обозначение отсутствует;

2. «П» — это провод;

3 . материал изоляции; «Р» это резина, «В» — поливинилхлорид (ПВХ), «П» — полиэтилен;

4 . конструкция. «О» — оплетка, «Т» — для прокладки в трубе, «П» — плоский, «Г» — гибкий;

5. количество жил;

• И уже потом – сечение.

Например: 

АППВ 2х4. Алюминиевый Провод Плоский Поливинилхлорид 2-х жильный 4 мм2. Или ППВ 3х2,5. Раз буквы «А» нет, то провод медный. И далее: Провод Плоский Поливинилхлорид 3-х жильный 2,5 мм2 В некоторых случаях есть и цифры, которые могут обозначать класс гибкости проводов, как например, при маркировке провода ПВ1 и ПВ3. Здесь ПВ3 – более гибкий провод. Далее в проводе ПВ3 10 – «10» – обозначает сечение провода, равное 10мм2, и соответственно ПВ3 16 – где «16» обозначает сечение 16 мм2.

Плоские

Некоторые виды проводов

Подбор нужного провода во многом зависит от мощности электрооборудования, к которому подаётся электроэнергия.

Плоский защищенный провод с медными однопроволочными жилами, сечением от 1,5 до 6 мм² .

Материал наружной и внутренней изоляции – ПВХ. Может использоваться при температурах в диапазоне -15/+50, при монтаже разрешается изгибать по окружности с радиусом не менее 10 диаметров (так как провод плоский, то измеряется ширина – большая сторона).

Предназначен для передачи тока напряжением до 250 Вольт, частотой 50 Герц.

Используется преимущественно для подключения освещения или розеток.

Многопроволочные жилы придают гибкость.

Это также уменьшает радиус изгиба при монтаже до 6 диаметров.

Все остальные характеристики такие же, как у однопроволочного

Тот же провод ПУНП, но с однопроволочной алюминиевой жилой, сечением от 2,5 до 6 мм² .

Остальные характеристики без изменений.

С перемычками

Те же самые характеристики, как и у ППВ, но с учетом алюминиевых жил – сечение начинается с 2,5 мм².

Назначение – монтаж открытой проводки – осветительной и силовой.

Количество самих жил 2-3, они однопроволочные, сечением 0,75-6 мм².

Провод можно использовать для передачи тока напряжением 450 Вольт и частотой до 400 Герц.

Изоляция не горит, устойчива к кислотам и щелочам – после монтажа провод может использоваться при температурах -50/+70 °С и в условиях 100% влажности (характеристика для 35 °С).

При монтаже допускается изгиб с радиусом 10 диаметров.

Одножильные

Отдельный алюминиевый одножильный провод.

Жила сечением 2,5-16 мм² – однопроволочная.

Материал изоляции – ПВХ, позволяет использовать провод при влажности 100%

При монтаже соблюдать радиус изгиба 10 диаметров. Особых ограничений для использования нет.

Одножильный только с медной многопроволочной жилой, сечением 16-95 мм².

Одножильный только с медной однопроволочной жилой, сечением 0,75-16 мм²

Для изготовления электрошнуров

Медный многожильный провод, с 2-5 многопроволочными жилами сечением 0,75-16 мм².

Изоляция всех жил разного цвета, оболочка однотонная белая.

Назначение провода – передача тока напряжением 380 Вольт частотой 50 Герц. Благодаря высокой гибкости, для подключения электрооборудования – рассчитан минимум на 3000 сгибаний.

Для прокладки внутри стен не рекомендуется – в таких условиях через 4-5 лет начнет разрушаться наружная изоляция.

Медный многожильный провод, с 2-3 многопроволочными жилами повышенной гибкости сечением 0,5-0,75 мм².

Применяется для изготовления шнуров питания для светильников или маломощных потребителей, которым требуется напряжение до 380 Вольт и частотой 50 Герц.

Не подходит для прокладки внутри стен.

Некоторые виды кабелей

Силовые кабели

Основное назначение силовых кабелей – прокладка внутренней или наружной электропроводки для подключения электрооборудования, приборов освещения и розеток.

Один из самых популярных и надежных силовых кабелей отечественного производства.

Применяется для передачи электрического тока напряжением до 1000 Вольт и частотой 50 Герц.

В зависимости от модификации используются одно и многопроволочные жилы сечением 1,5-240 мм².

Внешняя и внутренняя изоляция из ПВХ, защищает жилы от высокой влажности – до 98% при температуре +40 °С.

Медный кабель с одно или многопроволочными жилами сечением 1,52-240 мм², в количестве 1-5 штук. Внешняя и внутренняя изоляция изготавливаются из ПВХ – этим же материалом заполняются все пустоты между жилами.

Под наружной оболочкой делается броня из двух металлических лент, которые наматываются внахлест. Изоляция выдерживает напряжение тока до 1000 Вольт и может эксплуатироваться при температурах -50/+50 и влажности до 98% (при +35 °С).

- 6 многопроволочных медных жил рассчитаны на напряжение переменного тока до 660 Вольт и частоту до 400 Герц.

Материал внутренней и наружной изоляции – резина, что придает кабелю повышенную гибкость и делает возможной эксплуатацию при температурах -60/+50 °С.

Преимущественно применяется для подключения к сети мощного электрооборудования – сварочных аппаратов, нагревательных устройств, генераторов и т.п.

ВББШв.

Электромонтажные работы: 1. Оконцевания проводов для присоединения к контактным выводам оборудования 2. Соединение проводов и кабелей между собой 3. Ответвление от провода

Требования к соединению проводов и кабелей 1. Механическая прочность 2. Сечение проводов должно соответствовать максимальной нагрузке 3. Надёжный и долговечный контакт 4. Сопротивление соединения не должно превышать сопротивления провода

Виды соединений проводов и кабелей

Разъёмные

Неразъёмные

1. Скруткой 1. Опрессовкой

2. Зажимами 2. Сваркой

3. На болтовых или 3. Пайкой

винтовых зажимах

4. На штыревых

выводах

Почему запрещена скрутка проводов

Соединения проводов и кабелей возможны одним из способов: сваркой, опрессовкой, с помощью винтовых или болтовых соединений, либо методом пайки в соответствии с действующими инструкциями.

Как видим, «скрутка» здесь не упоминается вовсе.

А что со скруткой?

Она не обеспечит прочности и будет разогреваться сильнее чем остальной провод при прохождении через нее тока.

В месте скрутки провода не связаны на атомарном уровне, между ними есть воздушные промежутки в которых обязательно со временем станут образовываться окислы.

К тому же механически скрутка все равно будет со временем расплетаться-увеличение сопротивления

Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется  переходным контактным сопротивлением . Сопротивление контакта всегда больше, чем сплошного проводника.

Переходное контактное сопротивление – это резкое увеличение активного сопротивления в месте перехода тока из одной детали в другую.

Винтовые клеммники

По типу крепления проводов винтовые клеммники делятся на несколько видов.

Трубчатый

Фиксация токоведущей жилы производится торцом закручиваемого винта.

Зачищенная жила находится в латунной трубке, расположенной под прямым углом к винту.

Зажатая винтом жила придавливается к стенке трубки, чем достигается электрический контакт.

Второй провод вставляется с другой стороны трубки, и фиксируется аналогичным образом.

Трубчатые клеммники широко применяется для подключения электропроводки в распредкоробках .

Недостатки трубчатых клеммников

• Неравномерный зажим токоведущей жилы торцом винта.
• Повреждение жилы из-за вращения винта.

Пластинчатые винтовые клеммники

Фиксирует провод через прижимную пластину или шайбу, на которую давит винт.

Такого недостатка, как у трубчатых клеммных зажимов, у пластинчатых клеммников нет.

В результате жила оказывается зажатой между плоскими поверхностями контактной перемычки и прижимной пластины.

Они не повреждают токоведущую жилу.

На противоположном конце расположено такое же винтовое соединение.

При фиксации жил можно вставлять сразу два провода, так как зажим осуществляется сразу по двум сторонам винта, что видно на рисунке .

Используется в электрических щитах и другом электрооборудовании.

Самозажимные клеммники

Среди существующего многообразия таких приспособлений особое место занимают самозажимные клеммники, благодаря которым существенно упрощается 

электромонтаж.

Главным рабочим компонентом такого рода изделий выступает пружинный элемент.

Именно за счёт пружинного действия получают самозажимное свойство клеммы.

Конструктивное исполнение клеммы предполагает концентрацию усилия в конкретной области, ограниченной, к примеру, параметром сечения провода.

Рычажные самозажимные клеммники

В данном виде клеммника необходимо применение отвертки или подобного инструмента.

Для действия инструментом на таких конструкциях делается специальный паз.

Паз

Конец проводника вставляется в окно ввода с некоторым нажимом до упора. Обычно этот вид клемм предназначен для одножильных медных проводов.

Самозажимные клеммники немецкого производителя WAGO

Wago с плоской пружиной

«PUSH WIRE»

Если посмотреть на пружину со стороны она имеет клиновидный контур.

Такая конструкция позволяет с лёгкостью вставить провод.

Извлечь провод из клеммы, не повредив пружину или жилу сложно, поэтому их можно считать одноразовыми .

Многоразовые рычажные клеммники

WAGO, система «Cage Clamp»

Можно применять для многоразового подключения однпроволочных и многопроволочных жил.

Пружина своей конструкцией напоминает карабин.

Соединение проводов колпачками СИЗ

В конструкцию приспособления входят такие составляющие:

колпачок и стальная пружина .

Колпачок СИЗ изготавливается из пластика, который обладает электроизоляционными свойствами. Такой пластик является негорючим и устойчивым к высоким температурам, а также способен выдержать напряжение в 600 Вольт . 

Клеммники WAGO предназначены:

Д ля соединения проводов сечением до 2,5 мм2 и рассчитаны на рабочий ток до 24 А, что позволяет подключить к соединенным ими проводам нагрузку

до 5кВт.

В таких клеммниках можно соединить до 8 проводов, что значительно ускоряет монтаж проводки в целом.

Применение СИЗ

Для соединения проводов их зачищают на длину около 10-15 мм и складывают в общий пучок. После чего на него накручивают СИЗ, вращая по часовой стрелке до упора. При этом пружина обжимает провода, создавая необходимый контакт.

Конечно, все это все это происходит только тогда, когда колпачок СИЗ подобран правильно по своему номиналу.

С помощью такого зажима возможно соединение нескольких одиночных проводов общей площадью 2.5-20 мм2.

Опрессовка  

Один из наиболее надёжных способов соединения проводов. При опрессовке гильза, сжимаясь, сдавливает токопроводящие жилы настолько сильно, что микронеровности на контактирующих поверхностях обеих жил входят в обоюдное сцепление, обеспечивая надёжный контакт.

Провода, соединённые

опрессовкой, нельзя

разделить, не обрезав

участок соединения.

Для опрессовки в зависимости от типа проводов лучше брать специальные гильзы марок:

ГА (алюминий)

ГМ (медь)

ГАМ (алюмомедь).

Для опрессовки используют

пресс-клещи

Односторонняя

и двусторонняя опрессовка

Расчет сечения повода для однофазной сети

В случае замены или прокладки электропроводки необходимо точно рассчитать параметры провода, который будет использоваться.

Одним из ключевых параметров является его сечение, которое определяет какую к проводу можно подключить нагрузку по мощности.

Слишком тонкий провод может не выдержать нагрузки, а с чрезмерно большим сечением обойдется в несколько раз дороже.

Также надо учитывать, что чем меньше сечение жил, тем больше их электрическое сопротивление , так что еще обязательно надо учитывать длину провода и способ его укладки.

Рассчитать сечение можно по суммарной нагрузке электроприемников.

Мощность в цепи переменного тока находится по формуле: P=UI из данной формулы находим силу тока I =

• I  — сила тока;
• P  — мощность всех потребителей энергии в сумме
• U  — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
• cos(φ)  — для бытовых однофазных приборов этой величиной можно принебречь

Рассчитав суммарную потребляемую мощность и силу тока по приведенным ниже таблицам можно определить сечение провода