Полезно знать:

Скачать прайс-лист
Прокладка кабеля по кровле
Крепление греющего кабеля на кровле
Обычный крепеж для теплого пола не подходит для применения на кровле и водостоках.
И вот тут возможны два пути:
Первый: Использовать фирменный крепеж для греющего кабеля который предлагает известный производитель.
- широкий ассортимент,
- выглядит красиво,
- есть альбом типовых узлов,
- можно подобрать крепежные элементы даже под цвет кровли
Но есть и несколько существенных недостатков:
- нет в наличии в нужном количестве (чего-нибудь да не хватает);
- сложнее комплектовать объект и рассчитывать количество элементов в смете.
- некоторые позиции поставляются не поштучно, а упаковками по 50-100 шт
- монтажник на месте должен устанавливать крепежные элементы строго в соответствии со схемой. Шаг вправо, шаг влево чреват тем что потом крепежа банально не хватит
Тогда остается второй путь: Использовать универсальный крепеж для нагревательного кабеля который есть в наличии.
Сразу про недостатки:
- не такой красивый
- без выбора цвета
- придется немного больше поработать руками непосредственно на месте
Но самое главное:
- всегда есть в наличии
- и стоит недорого
Универсальный крепеж — это несколько стандартизированных специальных монтажных лент и крепежных элементов подходящих под греющий кабель ЛЮБОЙ марки.
Все мы сталкиваемся в зимне-весенний период с проблемой наледи на крышах домов.
В связи с тем, что температура в это время года очень часто переходит через нулевую отметку (в обе стороны), такие перепады и приводят к образованию кусков льда и сосулек.
Ты не знаешь, где и когда тебе может прилететь сверху. И хорошо, если эта глыба упадет на припаркованный автомобиль, а не на вашу голову.
С этой же бедой сталкиваются не только частники, но и городские службы. Например, в одной только Москве общая протяженность всей кровли больше, чем длина экватора!
Основные места скопления наледи это:
Решать данную проблему можно и нужно превентивно именно летом. Зимой на крыше особо не полазаешь.
Помогают в этом системы антиобледенения кровли и водостоков, выполненные на основе греющего кабеля.
Как это все выглядит в общем виде? Кабель раскидывается по водостоку и краям крыши, “холодные” концы от него заводятся в распредкоробки на стенах. По периметру и на кровле размещаются датчики температуры, влажности и осадков.
Кабеля от них тоже заводятся в общую коробку под козырьком. А оттуда вся проводка спускается в щиток управления с автоматикой.
Удовольствие хоть и недешевое (от 100 000 рублей для небольшого частного дома), но эффективное.
Как подобрать материалы и все правильно смонтировать, не переплачивая за лишнее? Здесь все будет зависеть от теплоизоляции вашей крыши.
Если с ней все хорошо, теплый воздух изнутри дома просто не сможет пробраться наружу, крыша не будет нагреваться, а значит сосулькам просто не из чего будет образовываться.
В этом случае наледь возникнет только при наружных температурах не ниже -5С.
Теплоизоляция и энергоэффективность, что называется рулят.
А вот при некачественной теплоизоляции крыши, снег начинает таять даже при относительно низких температурах воздуха (-10С).
В такой ситуации вода будет стекать к нижнему краю и водостокам.
Там же и будет замерзать, превращаясь в куски льда. Здесь уже потребуется проложить кабель для комплексного обогрева:
Его оболочка изготавливается из специального теплостойкого светостабилизированного ПВХ пластиката. Данный материал не боится воздействия ультрафиолета и жестких климатических условий.
Есть два вида такого кабеля:
Для обычного дома вполне сгодится второй вариант. Он имеет постоянную мощность и помимо недорогой цены, более надежен, чем саморегулирующийся.
Как подсчитать нужный метраж кабеля? Для этого умножьте на два общую длину желоба и сливной трубы (при монтаже двух ниток обогрева).
После чего рассчитайте высоту укладки кабеля на крыше и прибавьте расстояние от конца кровли до дна желоба.
С учетом рекомендуемого шага укладки в 10-15см вы и получите длину нагревательной секции и всей системы анти-обледенения.
Какой мощности выбирать кабель? При ширине желоба до 15см достаточно будет проложить одну нитку мощностью в 30-40Вт/м.
Если другой мощности не нашли, закладывайте большее количество ниток.
Для желобов шире 15см потребуется уложить две нитки кабеля. Мощность та же самая – 30-40Вт/м.
Давайте рассмотрим весь цикл монтажа системы обогрева кровли и подключение автоматики для дома с крышей, имеющей плохую теплоизоляцию. То есть, когда требуется выполнить антиобледенение не только водостоков, но и самой крыши.
Для монтажа системы анти-лед вам понадобятся следующие материалы:
- трехжильный кабель питания 220В – ВВГ

- щиток под аппаратуру управления

- автоматика (полная комплектация будет приведена ниже в схемах)

Это контрольный кабель, которым будут подключаться датчики.
- датчики – осадков, влажности, температуры

Они должны иметь степень защиты IP55.
- лента монтажная для крепления кабеля обогрева

- оцинкованный тросик или цепь

- крепежные клипсы

- сам резистивный нагревательный кабель
С чего начинается монтаж? Первым делом на земле отмерьте кабель по монтажной ленте. Расстояние между лентами выбирайте от 30 до 50см.
Тут же вымеряется спуск в водосток и монтируется тросик.
После этого на крыше прикручиваете крепежные клипсы или ленту.
Чтобы не было течи, не забывайте обработать места входа саморезов герметиком.
Шаг между верхним и нижним рядом клипс – 60см.
Забудьте про хомутики, которые часто используют для прокладки кабеля по стенам в доме.
Для отдельных видов кровли выпускаются специальные лепестки на защелках. С ними даже дырявить ничего не придется.
Есть еще метод крепежа с применением самоклеющейся герметизирующей ленты на алюминиевой основе.
Как уверяет производитель, лента имеет высокий уровень адгезии, является термостойкой и долговечной. Но все-таки большинство предпочитают сквозной крепеж кабеля, считая его более прагматичным и надежным.
Перед монтажом нагревательного кабеля обязательно проверяйте его сопротивление и целостность жил мультиметром.
Данные по сопротивлению должны быть указаны в паспорте на изделие.
Если все в порядке, укладываете кабель волнами согласно закрепленных клипс на скате крыши.
После чего, холодный конец заводится в монтажную коробку под коньком.
Секции для водостока также прозваниваются. Как между рабочими жилами, так и с защитным проводником.
Между заземляющим защитным проводником и рабочими жилами изоляция должна достигать нескольких мегом.
Такую проверку осуществляют уже не мультиметром, а мегомметром.
Все данные обязательно записывайте в паспорт, дабы потом было с чем сравнивать. Вдруг через несколько лет вам понадобится найти причину неработоспособности системы.
После всех проверок, желоб тщательно очищается от грязи и мусора.
Внутри него закрепляется монтажная лента. Чаще всего это делается на заклепках.
Но есть и бесклепочное крепление.
Лучше всего применить комбинированный вариант. Через каждые 1,0-1,5м заклепываете ленту, а посреди этих отрезков укладываете пластиковые распорки, которые просто раздвигают кабель между собой.
Горизонтальный участок кабеля укладывается в желоб, а вертикальный при помощи тросика спускается вниз по водостоку.
Обратите внимание, если у вас дома есть домашние питомцы, они очень любят погрызть такой кабель, провокационно выглядывающий из трубы.
Тросик вертикального участка кабеля подвешивается на крючок.
Данный трос обязателен при высоте труб свыше 4м. Кстати, при прокладке кабеля в ендове, также зачастую применяют несущий трос.
Он воспринимает всю механическую нагрузку, защищая оболочку от повреждения.
Вместо тросика в водостоке можно использовать цепь. Она должна быть оцинкованной, дабы не ржавела от постоянного соприкосновения с водой.
Кабель через специальные распорки просто одевается на отдельные звенья.
Последнее звено сверху подвешивается на распорный прут или шпильку.
Сама шпилька должна не просто лежать поперек отверстия в водостоке, ее желательно закрепить.
Например, за ту же монтажную ленту.
Они выполняют защитную функцию. В случае неработоспособности системы, лед очень быстро налипает на кабель в водостоке, увеличивая его массу в несколько раз.
И чтобы его не порвало от такой нагрузки и требуется дополнительный несущий элемент.
После укладки все холодные концы кабелей заводятся в монтажную коробку.
Весь процесс повторяется на всех скатах крыши.
Если у вас есть пристройка без водостоков (гараж), на нем также размещается кабель, но таким образом, чтобы его петли свисали на несколько сантиметров вниз (5-8см).
Это так называемая схема “капающая петля”.
Переходим к подключению автоматики. Для управления все системой антиобледенения кровли и водостоков вам понадобятся следующие комплектующие:
- модульный вводной автомат + УЗО с током утечки на 30мА
Либо их можно заменить на один диффавтомат с таким же током.
- модульный пускатель с нормально открытыми контактами
- 3-х позиционный переключатель
Для перевода системы в ручной и автоматический режимы.
- терморегулятор или метеостанция
Мозги всей системы.
- автоматические выключатели на обогревательные секции
- датчики влажности, температуры, осадков
Самая простая схема состоит из одиночного терморегулятора на одну зону.
Ее используют при обогреве малых площадей.
Грубо говоря, подключили один термодатчик и выкрутили ручку регулятора (РТ 330 или другого) на нужную температуру, например, ноль градусов цельсия.
Получается, что при возникновении этой температуры, система антиобледенения будет самостоятельно запускаться и топить лед.
Схема простая, но имеет свои недостатки. Данная система не будет понимать, идет за окном снег или нет.
А значит очень часто будет бесполезно греть вашу крышу, сжигая лишние киловатты в никуда. Такой способ хоть и дешевый, но не очень экономный.
Поэтому давайте рассмотрим более рациональный вариант, с применением полноценной программируемой метеостанции и комбинацией всех датчиков.
В щитке управления монтируете все вышеперечисленные элементы. В качестве термостата возьмем модель от Spyheat SMT 527D.
Первым делом от щитка до каждой рапредкоробки, ранее установленных на стенах, необходимо протянуть трехжильный кабель питания ВВГ.
Сечение кабеля выбирайте исходя из общей мощности обогрева кровли.
Каждый кабель отдельной секции маркируется и подключается на свой автомат.
Кстати, некоторые специалисты целенаправленно отказываются от соединения силового кабеля питания с нагревательным кабелем в уличных распредкоробках. Вместо этого они монтируют переходные герметичные муфты.
С чем это связано? Коробки очень часто затекают, в результате появляются утечки по току.
А вследствие того, что в одной коробке зачастую соединяют сразу несколько секций, при утечке и срабатывании УЗО, ваша система становится полностью неработоспособной.
При стыковке разных секций через независимые муфты такого не происходит.
Помимо силовых кабелей в распаечную коробку на стенке прокладывают и контрольный 7-ми жильный кабель КВВГ. Он подключается к проводам от датчиков.
Каждая жила контрольного кабеля с обоих сторон подписывается в зависимости от вашей марки терморегулятора. Для нашей выбранной модели SMT 527D маркировка будет следующей.
Греющий кабель для кровли позволяет избежать образования наледи на крышах и в водосточных системах в период оттепелей. Чтобы создать эффективную систему обогрева, следует правильно подобрать тип кабеля, использовать качественное оборудование и комплектующие.
Преимущества использования системы обогрева
В результате резких перепадов температуры, атмосферные осадки провоцируют образование ледяных сосулек и даже крупных торосов на кровлях домов. В результате:
- падение сосулек угрожает жизни и здоровью случайных прохожих;
- под тяжестью замерзшей воды повреждается кровля;
- обледенение водостоков приводит к их преждевременному разрушению, а также может служить причиной протечек крыши.
Монтаж греющего кабеля на кровле дает возможность успешно бороться с наледью, не допуская повреждения кровельного материала и несущих конструкций. При этом отсутствует необходимость регулярно тратить значительные средства на оплату услуг промышленных альпинистов для очистки крыши от снега и сосулек.
Управление системой обогрева крыши отличается максимальной простотой за счет использования автоматики.
Виды электрического кабеля
При выборе электрического кабеля для системы подогрева следует учитывать:
- технические характеристики;
- возможность изменения монтажной длины (кабель с фиксированной длиной сегментов сложнее в укладке);
- специфику использования (рекомендации изготовителя относительно места монтажа).
Отечественные и зарубежные производители предлагают электрокабель различных видов:
- резистивный;
- бронированный;
- зональный;
- саморегулируемый.
Резистивный греющий кабель для кровли характеризуется фиксированной длиной секций, которая может составлять 10 – 200 метров. Выделяемая мощность – от 5 до 30 Вт/м. К преимуществам продукции относится доступная стоимость. Минусом является одинаковая теплоотдача по всей длине, в то время, как различные участки крыши требуют различного количества тепла. В результате на одних участках система будет работать вхолостую, а на других ее мощности не хватит для необходимого прогрева конструкции.
Бронированный электрокабель – достаточно новое изобретение. В отличие от резистивного имеет температуру нагрева до 150 °С и обладает повышенной механической прочностью. Применяется для монтажа на эксплуатируемых кровлях, так как укладывают греющий кабель такого типа на бетонную основу. В процессе можно корректировать длину сегмента в пределах 1-2 метров.
Зональный кабель главным образом предназначен для прокладки в водосточных трубах и желобах. Подобно резистивному, зональный характеризуется фиксированной мощностью теплоотдачи (до 200 Вт/м). При этом устройство греющих кабелей на кровле можно выполнять со свободной подгонкой по длине в процессе монтажа.
Саморегулируемый характеризуется способностью подстраиваться под окружающие условия. Теплоотдача варьируется в пределах 6-100 Вт/м и полностью зависит от количества наледи в районе укладки. Чтобы смонтировать систему обогрева крыши, саморегулируемую нитку можно укладывать отрезками любой длины – ограничивается только максимальная длина, которая составляет от 6 до 150 метров в зависимости от марки.
Свою высокую стоимость саморегулируемый кабель окупает в процессе эксплуатации системы, которая испытывает меньшую потребность в распределительных линиях и обеспечивает существенную экономию электроэнергии.
Система антиобледенения для кровли
Система обогрева крыши включает целый ряд устройств и комплектующих, в том числе:
- греющий кабель с крепежными элементами для соответствующего типа кровли;
- кровельная воронка с электроподогревом;
- элементы снегозадержания, предотвращающие повреждение кабеля;
- коммуникационные линии (силовые и информационные провода и т.д.);
- датчики, терморегуляторы, органы автоматического управления системой.
Применение аппаратуры защитного отключения является обязательным! В случае нарушения изоляции провода такое устройство мгновенно обесточивает греющие линии.
Основные принципы монтажа
Существуют различные технологии укладки ниток нагрева, которые выбираются исходя из особенностей кровельного покрытия, размеров элементов водослива.
На скатных крышах практикуется укладка кабеля змейкой. Если кровельное покрытие выполнено из профлиста или другого профилированного материала, провод должен петлей заходить на каждую нижнюю волну листа.
Правила укладки греющего кабеля на кровле подразумевают монтаж змейки шириной 50 см. Такой способ монтажа дает возможность защитить от образования наледи необходимый участок крыши. Шаг прокладки греющего кабеля на кровле составляет 10 см.
По краям крыши нитки можно укладывать горизонтальными линиями параллельно карнизу. Практикуется монтаж двух или трех кабельных линий с интервалом в 10 см. Данный способ укладки более экономичен, чем монтаж змейкой.
Рассматривая, как правильно уложить греющий кабель на кровлю, следует обратить внимание и на принципы монтажа подогрева водостока. Это необходимый этап обустройства системы подогрева, так как требуется обеспечить свободный сток воды, образовавшейся в процессе таяния снега и льда.
Если диаметр водосточного желоба или трубы составляет до 80 мм, греющий провод монтируется в одну линию. При диаметре желоба или трубы свыше 80 мм, необходимо протянуть две параллельные нитки обогрева на расстоянии 10 см друг от друга.
Принципы крепления
Способ крепления греющего кабеля на кровле диктуется типом материала покрытия крыши. Преимущество рекомендуется отдать видам крепежа, не нарушающего целостность кровельного настила.
Распространенным крепежным элементом является клипса SLT-C, которая устанавливается с применением самореза или гвоздя. Для гидроизоляции получившегося отверстия применяется строительный силиконовый герметик. Кроме того, могут использоваться мастики или крепеж с клеящим слоем.
Металлическая ребристая кровля позволяет использовать для монтажа кабеля клипсы SLT-C, которые закрепляются на ребрах покрытия. Если крыша плоская, греющий провод при помощи клипс и болтов с гайками монтируется на сетку, а затем вся конструкция приклеивается к поверхности.
Монтаж кабеля на черепичной кровле требует применения перфорированной крепежной ленты, которая укладывается на клей с заходом под предыдущий ряд черепицы на 75 мм. Крепление греющего кабеля к мягкой кровле может выполняться с помощью клипс, но рекомендуется использовать клейкую алюминиевую ленту: на покрытие наклеивается кусочек ленты, поперек нее укладывается кабель и закрепляется поверх вторым кусочком ленты. Так же можно монтировать нитки обогрева в желобах и в местах, подверженных воздействию ветра.
Крепеж в ендовах выполняется по натянутым тросам, либо он приклеивается к кровельному материалу – нельзя нарушать герметичность данного кровельного элемента. Для подвески кабеля в водосточной системе применяется комплект SLT-D – его необходимо закрепить на крыше или на желобе. При прокладке одной нитки нагрева, конец кабеля загибается наверх приблизительно на полметра, а затем закрепляется стяжкой.
Если скатная кровля не оборудована водосточным желобом и в период оттепелей на краю образуются сосульки, инструкция позволяет провести кабель под краем крыши – нагрев будет «обрезать» сосульки в процессе их формирования.
Воздушные и кабельные линии электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:
- провода;
- защитные тросы;
- опора, поддерживающая провода и торосы на определенной высоте над уровнем земли или воды;
- изоляторы, изолирующие провода от тела опоры;
- линейная арматура.
За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоценные, как правило 2-цепные.
Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.
Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной
Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.
Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»
Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий
Номинальное напряжение ВЛ, кВ | Расстояние между фазными проводами, м | Длина пролета, м | Высота опоры, м | Габарит линии, м |
Менее 1 | 0,5 | 40 – 50 | 8 – 9 | 6 – 7 |
6 – 10 | 1,0 | 50 – 80 | 10 | 6 – 7 |
35 | 3 | 150 – 200 | 12 | 6 – 7 |
110 | 4 – 5 | 170 – 250 | 13 – 14 | 6 – 7 |
150 | 5,5 | 200 – 280 | 15 – 16 | 7 – 8 |
220 | 7 | 250 – 350 | 25 – 30 | 7 – 8 |
330 | 9 | 300 – 400 | 25 – 30 | 7,5 – 8 |
500 | 10 – 12 | 350 – 450 | 25 – 30 | 8 |
750 | 14 – 16 | 450 – 750 | 30 – 41 | 10 – 12 |
1150 | 12 – 19 | – | 33 – 54 | 14,5 – 17,5 |
Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.
Рис. 5. Эскиз воздушной линии электропередачи
Расстояние между анкерными опорами называют анкерным пролетом воздушной линии электропередачи (рис. 6). Горизонтальное расстояние между точками крепления провода на соседних опорах называется длиной пролета L. Эскиз пролета ВЛ показан на рис. 7. Длину пролета выбирают в основном по экономическим соображениям, кроме переходных пролетов, учитывая, как высоту опор, так и провисание проводов и тросов, а также количество опор и изоляторов по всей длине ВЛ.
Рис. 6. Эскиз анкерного пролета ВЛ: 1 – поддерживающая гирлянда изоляторов; 2 – натяжная гирлянда; 3 – промежуточная опора; 4 – анкерная опора
Наименьшее расстояние по вертикали от земли до провода при его наибольшем провисании называют габаритом линии до земли – h. Габарит линии должен выдерживаться для всех номинальных напряжений с учетом опасности перекрытия воздушного промежутка между фазными проводами и наиболее высокой точкой местности. Также необходимо учитывать экологические аспекты воздействия высоких напряженностей электромагнитного поля на живые организмы и растения.
Наибольшее отклонение фазного провода fп или грозозащитного троса fт от горизонтали под действием равномерно распределенной нагрузки от собственной массы, массы гололеда и давления ветра называют стрелой провеса. Для предотвращения схлёстывания проводов стрела провеса троса выполняется меньше стрелы провеса провода на 0,5 – 1,5 м.
Конструктивные элементы ВЛ, такие как фазные провода, тросы, гирлянды изоляторов обладают значительной массой поэтому силы действующие на одну опору достигает сотен тысяч ньютон (Н). Силы тяжения на провод от веса провода, веса натяжных гирлянд изоляторов и гололедных образований направлены по нормали вниз, а силы, обусловленные ветровым напором, по нормали в сторону от вектора ветрового потока, как это показано на рис. 7.
Рис. 7. Эскиз пролета воздушной линии электропередачи
С целью уменьшения индуктивного сопротивления и увеличения пропускной способности ВЛ дальних передач используют различные варианты компактных ЛЭП, характерной особенностью которых является уменьшенное расстояние между фазными проводами. Компактные ЛЭП имеют более узкий пространственный коридор, меньший уровень напряженности электрического поля на уровне земли и позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и линии с нетрадиционной конфигурацией расщепленных фаз).
2. Кабельная линия электропередачи
Кабельная линия электропередачи (КЛ) состоит из одного или нескольких кабелей и кабельной арматуры для соединения кабелей и для присоединения кабелей к электрическим аппаратам или шинам распределительных устройств.
В отличие от ВЛ кабели прокладываются не только на открытом воздухе, но и внутри помещений (рис. 8), в земле и воде. Поэтому КЛ подвержены воздействию влаги, химической агрессивности воды и почвы, механическим повреждениям при проведении земляных работ и смещении грунта во время ливневых дождей и паводков. Конструкция кабеля и сооружений для прокладки кабеля должна предусматривать защиту от указанных воздействий.
Рис. 8. Прокладка силовых кабелей в помещении и на улице
По значению номинального напряжения кабели делятся на три группы: кабели низкого напряжения (до 1 кВ), кабели среднего напряжения (6…35 кВ), кабели высокого напряжения (110 кВ и выше). По роду тока различают кабели переменного и постоянного тока.
Силовые кабели выполняются одножильными, двухжильными, трехжильными, четырехжильными и пятижильными. Одножильными выполняются кабели высокого напряжения; двухжильными – кабели постоянного тока; трехжильными – кабели среднего напряжения.
Кабели низкого напряжения выполняются с количеством жил до пяти. Такие кабели могут иметь одну, две или три фазных жилы, а также нулевую рабочую жилу N и нулевую защитную жилу РЕ или совмещенную нулевую рабочую и защитную жилу PEN.
По материалу токопроводящих жил различают кабели с алюминиевыми и медными жилами. В силу дефицитности меди наибольшее распространение получили кабели с алюминиевыми жилами. В качестве изоляционного материала используется кабельная бумага, пропитанная маслоканифольным составом, пластмасса и резина. Различают кабели с нормальной пропиткой, обедненной пропиткой и пропиткой нестекающим составом. Кабели с обедненной или нестекающей пропиткой прокладывают по трассе с большим перепадом высот или по вертикальным участкам трассы.
Кабели высокого напряжения выполняются маслонаполненными или газонаполненными. В этих кабелях бумажная изоляция заполняется маслом или газом под давлением.
Защита изоляции от высыхания и попадания воздуха и влаги обеспечивается наложением на изоляцию герметичной оболочки. Защита кабеля от возможных механических повреждений обеспечивается броней. Для защиты от агрессивности внешней среды служит наружный защитный покров.
При изучении кабельных линий целесообразно отметить сверхпроводящие кабели для линий электропередачи в основу конструкции которых положено явление сверхпроводимости. В упрощенном виде явление сверхпроводимости в металлах можно представить следующим образом. Между электронами как между одноименно заряженными частицами действуют кулоновские силы отталкивания. Однако при сверхнизких температурах для сверхпроводящих материалов (а это 27 чистых металлов и большое количество специальных сплавов и соединений) характер взаимодействия электронов между собой и с атомной решеткой существенно видоизменяется. В результате становится возможным притягивание электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Возникновение этих пар, их увеличение, образование «конденсата» электронных пар и объясняет появление сверхпроводимости. С повышением температуры часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние. При некоторой так называемой критической температуре все электроны становятся нормальными и состояние сверхпроводимости исчезает. То же происходит и при повышении напряженности магнитного поля. Критические температуры сверхпроводящих сплавов и соединений, используемых в технике, составляют 10 — 18 К, т.е. от –263 до –255°С.
Первые проекты, экспериментальные модели и опытные образцы таких кабелей в гибких гофрированных криостатирующих оболочках были реализованы лишь в 70—80-е годы XX века. В качестве сверхпроводника использовались ленты на основе интерметаллического соединения ниобия с оловом, охлаждаемые жидким гелием.
В 1986 г. было открыто явление высокотемпературной сверхпроводимости, и уже в начале 1987 г. были получены проводники такого рода, представляющие собой керамические материалы, критическая температура которых была повышена до 90 К. Примерный состав первого высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7–d (d < 0,2). Такой сверхпроводник представляет собой неупорядоченную систему мелких кристаллов, имеющих размер от 1 до 10 мкм, находящихся в слабом электрическом контакте друг с другом. К концу XX века были начаты и к этому времени достаточно продвинуты работы по созданию сверхпроводящих кабелей на основе высокотемпературных сверхпроводников. Такие кабели принципиально отличаются от своих предшественников. Жидкий азот, применяемый для охлаждения, на несколько порядков дешевле гелия, а его запасы практически безграничны. Очень важным является то, что жидкий азот при рабочих давлениях 0,8 — 1 МПа является прекрасным диэлектриком, превосходящим по своим свойствам пропиточные составы, используемые в традиционных кабелях.
Технико-экономические исследования показывают, что высокотемпературные сверхпроводящие кабели будут более эффективными по сравнению с другими видами электропередачи уже при передаваемой мощности более 0,4 — 0,6 ГВ·А в зависимости от реального объекта применения. Высокотемпературные сверхпроводящие кабели предполагается в будущем использовать в энергетике в качестве токопроводов на электростанциях мощностью свыше 0,5 ГВт, а также глубоких вводов в мегаполисы и крупные энергоемкие комплексы. При этом необходимо реально оценивать экономические аспекты и полный комплекс работ по обеспечению надежности таких кабелей в эксплуатации.
Однако следует отметить, что при строительстве новых и реконструкции старых КЛ необходимо руководствоваться положениями ПАО «Россети», согласно которым на КЛ запрещено применять:
- силовые кабели, не отвечающие действующим требованиям по пожарной безопасности и выделяющие большие концентрации токсичных продуктов при горении;
- кабели с бумажно-масляной изоляцией и маслонаполненные;
- кабели, изготовленные по технологии силанольной сшивки (силанольносшиваемые композиции содержат привитые органофункциональные силановые группы, и сшивание молекулярной цепи полиэтилена (ПЭ), приводящее к образованию пространственной структуры, в этом случае происходит за счет связи кремний-кислород-кремний (Si-O-Si), а не углерод-углерод (С-С), как это имеет место при пероксидном сшивании).
Кабельную продукцию в зависимости от конструкций подразделяют на кабели, провода и шнуры.
Кабель – полностью готовое к применению заводское электротехническое изделие, состоящее из одной или более изолированных токопроводящих жил (проводников), заключенных, как правило, в металлическую или неметаллическую оболочку, поверх которой в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься соответствующий защитный покров, в состав которого может входить броня. Силовые кабели в зависимости от класса напряжения имеют от одной до пяти алюминиевых или медных жил сечением от 1,5 до 2000 мм2, из них сечением до 16 мм2 – однопроволочные, свыше – многопроволочные.
Провод – одна неизолированная или одна и более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка волокнистыми материалами или проволокой.
Шнур – две или более изолированных, или особо гибких жил сечением до 1,5 мм2, скрученных или уложенных параллельно, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации могут быть наложены неметаллическая оболочка и защитные покрытия.
Кабельные линии электропередачи
Для кабельных линий (КЛ) всех классов напряжений при проектировании, строительстве, реконструкции, техническом перевооружении и эксплуатации рекомендуется применять кабели:
- с увеличенной толщиной оболочки повышенной твердости для снижения риска повреждения оболочки при прокладке;
- с наружным электропроводящим слоем, в том числе в составе огнезащитного покрытия, наносимого после прокладки кабеля на его оболочку, выполненную из материалов пониженной горючести, в том числе поливинилхлоридных композиций с низким дымогазовыделением и без галогенных композиций с высоким кислородным индексом для прокладки в инженерных сооружениях;
- с изоляцией из сшитого полиэтилена для замены маслонаполненных кабелей и кабелей с пропитанной бумажной изоляцией;
- напряжением 110 – 500 кВ, прошедших «Предквалификационное испытание кабельной системы» на надежность по ГОСТ Р МЭК 62067-2011, а напряжением 6 – 35 кВ, соответствующих требованиям МЭК 60502-2, МЭК 60502-4 и гармонизированных HD 620 S2:2010 и HD 605 S2;
- для подводной прокладки – кабели бронированные (бронированные немагнитные) с изоляцией из сшитого полиэтилена обеспечивающие работу в течение срока службы, выдерживающие осевые, поперечные, механические нагрузки в условиях гидростатического давления (только единой строительной длинной подводной части перехода кабельной линий);
- для прокладки в горной местности, а также в зонах сейсмической активности, применять бронированные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена и прокладывать их в специальных инженерных сооружениях. Способ прокладки определять проектом, с применением специальных мер защиты от механических повреждений.
- при параллельной прокладке силовых кабелей 110-500 кВ и кабелей ВОЛС для технологических защит ПС и ЛЭП, прокладку ВОЛС выполнять вне лотков с силовыми кабелями или защитных конструкций силовых кабелей.
Для КЛ 110 кВ и выше длиной не менее 0,5 км, как правило, должны применяться кабели со встроенным оптоволокном для мониторинга температуры нагрева токопроводящей жилы. Ресурсный срок службы кабелей не менее – 30 лет с учётом эксплуатационных мероприятий, регламентированных соответствующими нормативными документами.
1. Схемы замещения КЛ и их параметры
Обычно линии электропередачи рассматриваются как линии с равномерно распределенными по её длине параметрами. В инженерных расчетах для кабельных линий электропередачи (КЛ) длиной менее 10 – 50 км обычно используют упрощенные Т- и П-образные схемы замещения с сосредоточенными параметрами. При этом погрешности электрического расчета линии практически зависят только от её длины. Выбор схемы замещения линии электропередачи определяется сложностью системы электроснабжения. При расчетах сложных систем электроснабжения на ЭВМ целесообразно использовать П-образную схему замещения с целью упрощения расчетов. Схемы замещения КЛ с сосредоточенными параметрами приведены на рис. 1.
Общепринято в схемах замещения выделять продольные элементы – сопротивления линии электропередачи: 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋 и поперечные элементы – проводимости: 𝑌 = 𝐺 + 𝑗𝐵. Значения указанных параметров для КЛ определяются по общему выражению П = П0𝐿, где П0{𝑅0, 𝑋0, 𝑔0, 𝑏0} – значение продольного или поперечного параметра, отнесенного к 1 км линии; 𝐿 – протяженность линии электропередачи (погонные параметры).
В частных случаях, в зависимости от исполнения КЛ и класса напряжения, используют только доминирующие параметры, в зависимости от их физического проявления.
Рис. 1. Схемы замещения КЛ с сосредоточенными параметрами: Т – образная (а) и П – образная (б)
Активное сопротивление обуславливает тепловые потери и зависит от материала токоведущих жил кабеля и их сечения. Для КЛ с проводами небольшого сечения из цветных металлов активное сопротивление принимают равным омическому, поскольку проявление поверхностного эффекта на промышленной частоте в этом случае не превышает 1 %. Для проводов сечением более 500 мм2 явление поверхностного эффекта на промышленной частоте значительно.
Погонное активное сопротивление КЛ (Ом/км) определяется по формуле
где ρ – удельное активное сопротивление металла провода, Ом ∙ мм2⁄км:
- для технического алюминия в зависимости от его марки можно принять ρ = 29,5 ÷ 31,5 Ом ∙ мм2⁄км,
- для меди ρ = 18,0 ÷ 19,0 Ом ∙ мм2⁄км;
𝑆 – сечение фазного провода (жилы), мм2.
Необходимо помнить, что активное сопротивление токопроводящей жилы силового кабеля зависит также от температуры окружающей среды (КЛ проложена в земле, в воздухе, в трубах и т.д.) и значением протекающего по проводу силы тока. Зависимость активного сопротивления от температуры провода t определяется соотношением
где 𝑅20 – нормативное значение сопротивления 𝑅0, которое рассчитывается по соотношению 𝑅0 = ρ⁄𝑆, при температуре проводника 𝑡 = 20℃;
α – температурный коэффициент электрического сопротивления, 1/град (для медных и алюминиевых проводов значение α = 0,00403).
Индуктивное сопротивление токопроводящей жилы силового кабеля X, как и для воздушной линии, обусловлено магнитным полем, возникающим внутри и вокруг проводника при протекании по нему переменного тока. В проводнике наводится ЭДС самоиндукции направленная, в соответствии с принципом Ленца, противоположно ЭДС источника. Индуктивное сопротивление 𝑋 обусловлено частотой тока ω = 2π𝑓 и значением индуктивности фазы 𝐿.
Известно, что индуктивное сопротивление фаз многофазных линий электропередачи зависит также от взаимного расположения фазных проводов (жил). Кроме ЭДС самоиндукции в каждой фазе наводится противодействующая ей ЭДС взаимоиндукции, значение которой в каждой фазе зависит от конструкции линии электропередачи. При сближении фазных проводов влияние ЭДС взаимоиндукции возрастает, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления. Поэтому индуктивное сопротивление кабельных линий в 3 – 5 раз меньше чем аналогичный параметр воздушных линий.
Индуктивное сопротивление, Ом/км, отнесенное к 1 км кабельной линии, на частоте тока 50 Гц и циклической частоте ω = 2π𝑓 = 314 рад/ спроводов из цветных металлов определяется аналогично воздушной линии по эмпирической формуле как сумма внешнего 𝑋́0 и внутреннего 𝑋̈0 индуктивных сопротивлений. Внешнее индуктивное сопротивление определяется внешним магнитным потоком, образованным вокруг проводов и значениями величин Dср и 𝑟пр (среднегеометрического расстояния между фазными жилами и радиуса многопроволочных проводов соответственно).
Внутреннее индуктивное сопротивление определяется внутренним потоком, замыкающимся в проводах.
При расчетах, в отличие от воздушных линий электропередач (ВЛ), обычно используют заводские данные об индуктивном сопротивлении кабелей, поскольку потребитель не имеет информации о конструктивных особенностях кабелей (в частности о параметрах токопроводящих экранов). Для кабельных линий всех марок и сечений напряжением 0,38 – 10 кВ индуктивное сопротивление находится в интервале 0,06 – 0,10 Ом/км и определяется из таблиц физикотехнических данных кабелей.
Из изложенного выше следует, что активное сопротивление КЛ зависит от материала, сечения и температуры провода. Зависимость 𝑅0 = 𝑓(𝑆) обратно пропорциональна сечению провода, ярко выражена при малых сечениях, когда 𝑅0 имеет большие значения, и мало заметна при больших сечениях проводов. Индуктивное сопротивление кабельных линий всех марок и сечений напряжением 0,38 – 10 кВ находится в интервале 0,06 – 0,10 Ом/км и определяется из таблиц физико-технических данных кабелей.
Емкостная проводимость обусловлена емкостями между фазами, фазными проводами (жилами) и землей (рис. 2). В практических расчетах рабочую емкость трехфазной воздушной линии (ВЛ) или кабельной линии (КЛ) электропередачи с одним проводом в фазе на единицу длины, Ф/км, определяют по формуле:
Численные данные значения рабочей емкости 𝐶0 ∙ 10−6, трехжильных силовых кабелей с поясной изоляцией, Ф/км, напряжением 0,4 – 10 кВ приведены в табл. 1. Емкостная проводимость 𝑏0 кабельной линии, См/км, зависит от конструкции кабеля и указывается заводом изготовителем, но для ориентировочных расчетов может быть оценена по формуле: .
Таблица 1. Значения рабочей емкости 𝐶0 ∙ 10−6 трехжильных кабелей с поясной изоляцией
Напряжение, кВ | Сечение жилы, мм2 | ||||||||||
10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | |
До 1 кВ | 0,35 | 0,40 | 0,50 | 0,53 | 0,63 | 0,72 | 0,77 | 0,81 | 0,86 | 0,86 | – |
6 | 0,20 | 0,23 | 0,28 | 0,31 | 0,36 | 0,40 | 0,42 | 0,46 | 0,51 | 0,53 | 0,58 |
10 | – | – | 0,23 | 0,27 | 0,29 | 0,31 | 0,32 | 0,37 | 0,44 | 0,45 | 0,60 |
Рис. 2. Емкости трехфазной кабельной линии электропередачи
Под действием приложенного к КЛ напряжения через емкости линий протекают емкостные (зарядные) токи. Расчетное значение емкостной силы тока на единицу длины, кА/км
Зарядная мощность кабельной линии, обусловленная током 𝐼𝑐0, определяется напряжением в каждой точке линии
Значение зарядной мощности для всей КЛ, длиной L, определяется через действительные (расчетные) напряжения начала и конца линии, Мвар:
Эту же мощность можно определить приближенно по номинальному напряжению линии
где 𝐵𝑐 = 𝑏0 ∙ 𝐿 – емкостная проводимость кабельной линии, длиной L, См;
𝑈ном – номинальное напряжение кабельной линии, кВ.
Для кабелей напряжением 6 – 35 кВ с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой известны генерации реактивной мощности 𝑞0 на один километр линии (см. табл. 2), с учетом которой общая генерация КЛ может быть определена по соотношению:
Активная проводимость КЛ обусловлена потерями активной мощности ∆𝑃𝑘 из-за несовершенства изоляции. Удельная проводимость 𝑔0 определяется по общей формуле для шунта, См/км
В кабельной линии под влиянием наибольшей напряженности находится слой поясной изоляции у поверхности жил кабеля. Чем выше рабочее напряжение кабеля, тем заметнее токи утечки через материал изоляции и нарушение её диэлектрических свойств (увеличение тангенса диэлектрических потерь tgδ).
Таблица 2. Расчетные характеристики трехжильных кабелей с бумажной изоляцией
Номинальное сечение, мм2 | Активное сопротивление жил при температуре 20℃ | Удельное индуктивное сопротивление 𝑋0, Ом/км | Удельная емкостная мощность 𝑞0, квар/км | ||||||||
алюминий | медь | Номинальное напряжение кабеля, кВ | |||||||||
До 1 | 6 | 10 | 20 | 35 | 6 | 10 | 20 | 35 | |||
10 | 3,10 | 1,84 | 0,073 | 0,110 | 0,122 | – | – | 2,3 | – | – | – |
16 | 1,94 | 1,15 | 0,0675 | 0,102 | 0,113 | – | – | 2,6 | 5,9 | – | – |
25 | 1,24 | 0,74 | 0,0662 | 0,091 | 0,099 | 0,135 | – | 4,1 | 8,6 | 24,8 | – |
35 | 0,89 | 0,52 | 0,0637 | 0,087 | 0,095 | 0,129 | – | 4,6 | 10,7 | 27,6 | – |
50 | 0,62 | 0,37 | 0,0625 | 0,083 | 0,090 | 0,119 | – | 5,2 | 11,7 | 31,8 | – |
70 | 0,443 | 0,26 | 0,0612 | 0,080 | 0,086 | 0,116 | 0,137 | 6,6 | 13,5 | 35,9 | 86 |
95 | 0,326 | 0,194 | 0,0602 | 0,078 | 0,083 | 0,110 | 0,126 | 8,7 | 15,6 | 40,0 | 95 |
120 | 0,258 | 0,153 | 0,0602 | 0,076 | 0,081 | 0,107 | 0,120 | 9,5 | 16,9 | 42,8 | 99 |
150 | 0,206 | 0,122 | 0,0596 | 0,074 | 0,079 | 0,104 | 0,116 | 10,4 | 18,3 | 47,0 | 112 |
185 | 0,167 | 0,099 | 0,0596 | 0,073 | 0,077 | 0,101 | 0,113 | 11,7 | 20,0 | 51,0 | 115 |
240 | 0,129 | 0,077 | 0,0587 | 0,071 | 0,075 | – | – | 13,0 | 21,5 | 52,8 | 119 |
300 | 0,105 | 0,062 | – | 0,063 | 0,066 | – | – | – | – | 57,6 | 127 |
400 | 0,078 | 0,047 | – | – | – | 0,092 | – | – | – | 64,0 | – |
Активная проводимость силового кабеля на единицу длины, См/км. равна:
и соответствующий ток утечки в изоляции кабеля:
где 𝐵𝑐 = 𝑏0𝐿.
Тогда диэлектрические потери в материале изоляции КЛ, МВт, которые обязательно следует учитывать для КЛ с номинальным напряжением 110 кВ и выше можно определить по соотношению:
где 𝐺 = 𝑔0𝐿 = ω𝐶0𝐿 ∙ tgδ – активная проводимость КЛ с учетом её длины.
2. Схемы замещения КЛ для расчета симметричных режимов
При расчете симметричных установившихся режимов электроэнергетической системы схему замещения составляют для одной фазы, т.е. продольные параметры КЛ, сопротивления 𝑍 = 𝑅 + 𝑗𝑋 изображают и вычисляют для одного фазного провода (жилы).
Емкостная проводимость 𝐵𝑐 учитывает проводимости (емкости) между фазами, между фазами и землей и отражает генерацию зарядной мощности всей трехфазной конструкции в начале и конце линии:
Активная проводимость линии G, изображаемая в виде шунта между фазой (жилой) и точкой нулевого потенциала схемы (землей), включает суммарные потери активной мощности на корону (или в изоляции) трех фаз в начале и в конце линии:
Поперечные проводимости (шунты) 𝑌 = 𝐺 + 𝑗𝐵𝑐 (рис. 3,в и 3,д) в схемах замещения кабельных линий электропередачи можно не изображать, а заменять мощностями этих шунтов (рис. 45,г).
Например, вместо активной проводимости показывают потери активной мощности в изоляции кабельной линии:
а взамен емкостной проводимости указывают генерацию зарядной мощности
В кабельных линиях напряжением до 10 кВ небольших сечений (50 мм2 и менее) определяющим является активное сопротивление, и в таком случае индуктивные сопротивления могут не учитываться (рис. 3,а). Диэлектрические потери кабельных линий напряжением до 35 кВ незначительны и в расчетах электрических режимов ими пренебрегают и соответственно принимают равной нулю активную проводимость (рис. 3,в).
Учет активной проводимости необходим для кабельных линий напряжением 110 кВ и выше в расчетах, требующих вычисления потерь электроэнергии. В местных сетях небольшой протяженности при номинальных напряжениях до 35 кВ зарядные токи и мощности значительно меньше нагрузочных, поэтому в КЛ емкостную проводимость учитывают только при напряжениях линии 20 и 35 кВ.
Необходимость учета индуктивных сопротивлений зависит также от доли реактивной составляющей тока в общей электрической нагрузке. При анализе электрических режимов с низким коэффициентом мощности (cos 𝜑 < 0,8) индуктивное сопротивление кабельной линии необходимо учитывать, чтобы избежать ошибки при определении потери напряжения.
Рис. 3. Схемы замещения кабельных линий электропередачи: а) – КЛ напряжением 0,38 – 10 кВ малых сечений; б) – КЛ напряжением 0,38 – 20 кВ; в) – КЛ напряжением 35 кВ с емкостными проводимостями; г) – КЛ напряжением 35 кВ с зарядной мощностью вместо емкостных проводимостей; д) – КЛ напряжением 110 – 500 кВ с поперечными проводимостями.
3. Параметры нулевой последовательности КЛ
Металлическая оболочка кабеля, как правило, заземлена на его концах и в ряде промежуточных точек (муфтах). Следовательно, она образует для токов нулевой последовательности путь, параллельный земле. В этом отношении металлическая оболочка кабеля аналогична заземленным тросам у воздушной линии. На распределение тока между оболочкой и землей существенное влияние оказывает не только собственное сопротивление оболочки, но и сопротивление ее заземлений, значения которых зависят от характера прокладки кабеля (траншея, блоки, туннель, эстакада и т.д.) и ряда других факторов, что очень затрудняет расчет параметров нулевой последовательности.
В ориентировочных расчетах для трехжильных кабелей обычно принимают:
Уточнить эти данные можно проведением соответствующих замеров в реальных условиях.
Для трехжильного кабеля с круглыми жилами реактивное емкостное сопротивление нулевой последовательности можно найти по приближенному выражению:
где
r – радиус токопроводящей жилы;
B и b – толщина соответственно фазной и поясной изоляции.
Для кабеля с секторными жилами, имеющими ту же поверхность проводника и ту же толщину изоляции, как у кабеля с круглыми жилами, емкостное сопротивление 𝑋𝑐1 и 𝑋𝑐0 несколько меньше. Это снижение можно учесть коэффициентом n, значения которого приведены в табл. 3.
Таблица 3. Значения коэффициента снижения емкостного сопротивления n
При (𝑏 + 𝐵)⁄2𝑟 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 1,0 | 1,5 | 2,0 |
n | 0,72 | 0,82 | 0,87 | 0,90 | 0,94 | 0,96 |
Содержание страницы1. Ремонт кабельных линий2. Эксплуатация кабельных линий 1. Ремонт кабельных линий При выводе кабельной линии в ремонт следует определить характер и место повреждения. В зависимости от характера повреждения производится либо ремонт защитных покровов, либо ремонт бумажной изоляции и токопроводящих жил с монтажом соединительных и концевых муфт с последующей фазировкой и испытанием повышенным напряжением. Для […]
Количество и типы применяемой арматуры силовых кабелей определяются проектной документацией по прокладке кабельных линий (КЛ). Арматура должна иметь максимальную степень заводской готовности, обеспечивающую минимизирование влияния человеческого фактора при монтаже и вероятности повреждения элементов конструкции муфт при монтаже и транспортировке. Главными составными элементами силовых кабельных линий являются: силовой кабель, служащий для передачи электроэнергии; соединительные муфты, при […]
Содержание страницы1. Определение физико-механических характеристик провода и троса ВЛ1.1. Характеристики и конструкция провода1.2. Выбор унифицированной опоры1.3. Характеристики и конструкция троса2. Расчет удельных нагрузок на провода и тросы2.1. Ветровые и гололедные нагрузки2.2. Удельные нагрузки на провода и тросы Воздушные линии электропередач (ВЛ) предназначены для передачи электроэнергии на расстояния. Основными элементами воздушных линий являются провода и тросы, […]
Крепление греющего кабеля в водостоке | Мой сад и огород
В интернет-магазине PRO ОБОГРЕВ представлен широкий ассортимент крепежа для греющего кабеля любого назначения: для крепления на кровле, в водостоках, желобах, для открытых площадок и теплых полов и тд.. Изделия могут быть выполнены как из пластика, так и из оцинкованной стали, чтобы избежать коррозии металла. Очень важно правильно подобрать крепеж для того или иного случая, ведь от него зависит долговечность и надежность системы обогрева
В зимние оттепели и периоды межсезонья работа водосточных систем подвергается риску. В желобах и трубах происходит образование наледи, которая способна быстро нарастать и формировать целые ледяные пробки. Они замедляют работу водосточной системы, а иногда и полностью ее блокируют.
Ко всему прочему намерзший лед увеличивает вес водостоков, приводя к их обрушениям и разрывам. Избежать подобных последствий можно при помощи систем антиобледенения, основным элементом которых является греющий кабель для водостока и кровли.
Содержание
Функции греющего кабеля
Начнем с главных понятий. Что такое греющий кабель? Это проводник тока, способный преобразовывать электрическую энергию в тепловую. Количество выделяемого тепла зависит от силы тока и сопротивления токопроводящего материала. Если вспомнить курс школьной физики, то окажется, что такой способностью обладает любой проводник. Но! Для кабеля электропроводки подобный тепловой эффект является нежелательным, поэтому за счет конструкции его стараются снизить. А для греющего кабеля – наоборот. Чем больше тепла он будет способен преобразовать из электроэнергии, тем лучше.
В системе антиобледенения греющий кабель выполняет важнейшую функцию нагрева элементов водостока и кровли, благодаря чему образование наледи, сосулек и снежных навесов становится невозможным.
- образование сосулек на водостоках и краях кровли;
- закупорку водостоков льдом;
- обрушение или деформацию желобов под весом льда, сосулек и снежных масс;
- разрыв труб под воздействием льда.
Эксплуатационные характеристики греющих кабелей
Электрические кабели для обогрева водоотводов и кровли работают в сложных условиях – под воздействием влаги, отрицательных температур, механических нагрузок. Поэтому необходимо, чтобы кабели обладали следующим набором характеристик:
- герметичностью оболочки и стойкостью к атмосферной влаге;
- стойкостью к УФ-излучению;
- способностью не изменять свои свойства при высоких и низких (отрицательных) температурах;
- высокой механической прочностью, позволяющей противостоять нагрузкам от снега и льда;
- безопасностью, связанной с высокими электроизоляционными свойствами.
Поставляются кабели в бухтах или готовых греющих секциях – отрезанных фрагментах фиксированной длины с муфтой и питающим проводом для подключения к сети.
Секции – более удобный вариант, монтировать который проще. Кабель в бухтах, как правило, применяют для водоотливов и кровель сложной конфигурации, для которых стандартные секции не подходят.
Виды греющих кабелей
Системы антиобледенения способны работать на базе двух типов греющих кабелей: резистивных и саморегулирующихся. Разберем особенности каждого из них.
Тип #1. Резистивные кабели
Самый обычный, традиционный вариант, характеризующийся одинаковой выходной мощностью по всей длине и одинаковым тепловыделением. Для обогрева водостоков применяют резистивные кабели c тепловыделением 15-30 Вт/м и рабочей температурой до 250°С.
Резистивный кабель для обогрева водостоков имеет постоянное сопротивление и нагревается одинаково по всей своей поверхности. Степень нагрева зависит только от силы тока, без оглядки на внешние условия. А эти условия для разных частей кабеля могут отличаться.
Например, один участок провода может находиться под открытым небом, другой – в трубе, третий – скрываться под листвой или под снегом. Чтобы предотвратить появление наледи на каждом из этих участков нужно разное количество тепла. Но резистивный кабель не может самоподстраиваться и изменять степень своего нагрева. Любая его часть будет иметь одинаковую мощность и степень нагрева.
Поэтому часть тепловой энергии кабеля будет расходоваться впустую, на обогрев тех частей трубы и кровли, которые и так находятся в «теплых» условиях. За счет этого потребление электричества резистивным кабелем всегда сравнительно высокое, но частично непродуктивное.
В зависимости от конструкции, резистивные кабели подразделяются на 2 типа: последовательные и зональные.
Последовательные кабели
Строение последовательного кабеля очень простое. Внутри его, по всей длине тянется сплошная токопроводящая жила, покрытая сверху изоляцией. Жила – это медный провод.
Чтобы он не стал причиной негативного электромагнитного излучения, поверх провода размещают экранирующую оплетку. Дополнительно она выполняет роль заземления. Внешний слой резистивного кабеля – это полимерная оболочка, служащая для предотвращения короткого замыкания и защиты от внешних условий.
Особенностью последовательного кабеля является то, что его общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех его кусков. Поэтому при изменении длины провода меняется и его тепловая мощность.
Так как процесс теплоотдачи нельзя отрегулировать, требуется постоянный контроль за кабелем, включающий уборку скопившегося мусора. Листва, ветки и другой мусор могут привести к перегреву и перегоранию кабеля. Восстановлению он не подлежит.
Последовательные кабели могут быть одножильными и двужильными. В одножильном проводнике имеется одна жила. В двужильном – две жилы, идущие параллельно и проводящие токи в противоположных направлениях. В результате происходит нивелирование электромагнитного излучения, за счет чего двужильные кабели являются более безопасными.
Последовательные резистивные кабели имеют следующие сильные стороны:
- доступная цена;
- гибкость, дающая возможность размещать кабель на поверхностях различной конфигурации;
- простой монтаж, при котором нет необходимости задействовать «лишние» детали.
К недостаткам относятся стабильное тепловыделение, не зависящее от погодных условий, и выход из строя всего кабеля при самопересечении или перегреве в одной точке.
Зональные кабели
Кроме обычного резистивного кабеля существует его усовершенствованная версия – кабель зональный (параллельный). В его конструкции имеется две параллельно расположенные изолированные токопроводящие жилы. Вокруг них – накрученная спиралью нагревающая проволока с высоким сопротивлением.
Эта спираль (обычно нихромовая) через контактные окна в изоляции замыкается поочередно то к первой, то ко второй жиле. Образуются независимые друг от друга зоны тепловыделения. При перегреве и перегорании кабеля в одной точке выходит из строя только одна зона, остальные продолжают работать.
Так как зональный греющий кабель для кровли и водостоков представляет собой цепочку из независимых тепловыделяющих участков, существует возможность нарезать его на фрагменты непосредственно на месте укладки. При этом длина нарезаемых кусков должна быть кратна величине тепловыделяющей зоны (0,7-2 м).
Преимущества использования зонального кабеля:
- доступная цена;
- независимые зоны тепловыделения, наличие которых позволяют не бояться перегрева;
- несложный монтаж.
Среди недостатков выделяют стабильное тепловыделение (как и у последовательного кабеля) и то, что величина нарезаемых для монтажа кусков зависит от длины обогревающей зоны.
Тип #2. Саморегулирующиеся кабели
Этот тип кабелей обладает большими возможностями в системе обогрева водостоков и кровли.
Его строение более сложное, чем у резистивного аналога. Внутри элемента находятся две токопроводящие жилы (как у двужильного резистивного кабеля), соединенные полупроводниковой прослойкой – матрицей. Далее слои располагаются так: внутренняя фотополимерная изоляция, экранирующая оболочка (фольга или оплетка из проволоки), пластиковая наружная изоляция. Два слоя изоляции (внутри и снаружи) делают кабель устойчивым к ударным нагрузкам и повышают его диэлектрическую прочность.
Основной отличительной деталью саморегулирующегося кабеля является матрица, меняющая свое сопротивление в зависимости от температуры окружающего воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем больше сопротивление матрицы и меньше нагрев самого кабеля. И наоборот. В этом и проявляется эффект саморегуляции.
Кабель автоматически и самостоятельно регулирует потребляемую мощность и степень нагрева. При этом каждый участок кабеля работает автономно и независимо от других участков подбирает под себя степень нагрева.
Кабель с эффектом саморегуляции стоит дороже резистивного в 2-4 раза. Но он имеет и множество преимуществ, наиболее заметные из них такие:
- изменение степени нагрева в зависимости от условий окружающей среды;
- экономичный расход электроэнергии;
- невысокая потребляемая мощность (около 15-20 Вт/м в среднем);
- долговечность, связанная с отсутствием риска перегрева и перегораний;
- несложный монтаж на любой кровле;
- возможность нарезки на подходящие куски (длиной от 20 см) непосредственно на месте укладки.
Кроме высокой цены к недостаткам данного варианта можно отнести долгий нагрев, а также высокую величину стартового тока при низких окружающих температурах.
Конструкция системы антиобледенения
Как уже было отмечено, кабель является главным (греющим) элементом системы антиобледенения водостоков и крыш. Но не единственным. Для сборки полноценно работающей системы применяют следующие компоненты:
- нагревающий кабель;
- подводящий провод, использующийся для подачи напряжения (он не нагревается);
- крепежи;
- соединительные муфты;
- блок питания;
- УЗО;
- терморегулятор.
Продуктивность работы нагревательной системы во многом зависит от терморегулятора. Это устройство позволяет включать и выключать нагревательные секции (кабель), ограничивая их работу в заранее зафиксированном диапазоне погодных условий. Определять их величину терморегулятор может за счет специальных датчиков, которые устанавливаются в местах наибольшего скопления воды.
Обычный терморегулятор характеризуется наличием датчика температуры. Как правило, для небольших систем, применяют двухдиапазонный терморегулятор с возможностью настройки температуры включения и выключения кабеля.
Более эффективно контролирует работу системы специализированный терморегулятор, именуемый метеостанцией. Он содержит несколько датчиков, фиксирующих не только температуру, но и ряд других параметров, влияющих на образование наледи. Например, влажность воздуха, наличие остаточной влаги на трубах и кровле. Метеостанции работают в режиме установленных программ и позволяют экономить до 80% электроэнергии.
Монтаж нагревательного кабеля
Для монтажа системы антиобледенения, греющие кабели прокладывают:
- на краю кровли;
- в ендовах;
- по линии пересечений кровли и смежных стен;
- в горизонтальных желобах;
- в вертикальных водосточных трубах.
Особенности укладки кабеля в этих зонах имеют свои отличия и особенности.
На краю кровли
В этой зоне кабель укладывают змейкой так, чтобы она оказалась выше края наружной стены на 30 см. Высота змейки при таком раскладе оказывается 0,6, 0,9 или 1,2 м.
При монтаже кабеля на металлочерепице, виток провода укладывают в каждой нижней точке волны. Монтаж на металлической фальцевой кровле требует иного подхода. Кабель поднимается по первому шву на нужную высоту, затем спускается к водосточному желобу с другой стороны этого же шва. Проходит по желобу, доходит до следующего шва и повторяет цикл заново.
Если на скатной кровле нет желобов, то на ее грани могут формироваться значительные ледяные наросты и сосульки. Чтобы этого не случилось, кабель укладывают по одной из двух возможных схем: «капающая» петля или «капающая» грань.
Схема «капающей» петли предполагает, что тающая вода будет стекать и капать непосредственно с кабеля. Для этого кабель монтируют змейкой так, чтобы он свисал с края крыши на 5-8 см.
Схему «капающей» грани организовывают по похожему принципу. Только кабель закрепляют на грани кровли (капельнике), прокладывая его традиционно змейкой.
В ендовах и местах пересечения крыши и стены
Наледь легко образуется в ендовах и других местах на стыке скатов кровли. Кабель здесь прокладывают в 2 нити, вдоль стыка, на 2/3 его длины. За счет этого образуется непромерзающий проход, через который могут стекать талые воды.
Похожий метод устройства непромерзающего прохода используется для мест пересечения крыши и стены. Здесь кабель также укладывают в 2 нити на 2/3 высоты ската. Расстояние от кабеля до стены – 5-8 см, а расстояние между его нитями – 10-15 см.
В желобах
В горизонтальном желобе кабель укладывают по всей длине в одну или несколько параллельных нитей. Количество нитей зависит от ширины желоба. Если в лоток шириной до 10 см достаточно положить одну нить кабеля, то в лоток шириной 10-20 – уже две нити. Для более широкого желоба (более 20 см) их количество увеличивают, добавляя по одной нити на каждые следующие 10 см ширины. Укладывают кабель так, чтобы между нитями оставалось пространство 10-15 см.
Для крепления кабеля в желобах применяют монтажную ленту или специальные пластиковые клипсы. Также существует возможность изготовить крепления в нужных количествах самостоятельно – из стальной ленты, которой легко можно придать форму зажима. Зажимы и элементы монтажной ленты закрепляют на стенках желобов саморезами. Образованные в результате отверстия герметизируют силиконовым герметиком. Между элементами крепления соблюдают расстояние 0,3-0,5 м.
В водосточных трубах
Наледь часто формируется в сливных воронках, закрывая путь для стока талой воды с крыши. Поэтому укладка кабеля является здесь обязательной. В трубу с диаметром до 10 см помещают одну нитку кабеля, с диаметром 10-30 см – две нитки. На входе в трубу кабель закрепляют к стенкам при помощи стальных скоб.
В верхней и нижней части трубы необходим усиленный подогрев, который осуществляют путем укладки дополнительных нитей кабеля – в виде «капающей» петли или нескольких спиральных витков.
Если длина трубы превышает 3 метра, для спуска кабеля и его фиксации используют цепь или трос с крепежными элементами. Цепь (трос) подвешивают на ввинченный в деревянные элементы кровли крюк или металлический прут, закрепленный на желобе.
Полезное видео по теме
Основные принципы монтажа греющего кабеля в составе системы антиобледенения затронуты в видео-сюжете:
Получается, что ничего сложного в монтаже греющего кабеля нет. Разобравшись в несложных характеристиках кабелей и нюансах их укладки, можно за короткий срок соорудить надежную систему антиобледенения.
Потребляя совсем немного электроэнергии, эта конструкция поможет вам надолго забыть про сосульки и наледь на водостоках и крыше вашего дома.
Водосточная система обустраивается для защиты несущих конструкций дома: крыши, стен, фундамента – от разрушающего воздействия дождевой и талой воды. Но и самому водостоку нужна защита, ведь в холодное время года ему приходится пройти через серьёзные испытания, связанные с образованием наледи, в результате чего происходит снижение пропускной способности вплоть до полной неэффективности и поломки из-за слишком большого веса намёрзшего льда.
Система обогрева водостока, основным элементом которой является греющий кабель, помогает справиться с этими проблемами, облегчает водоотведение.
Зачем нужен греющий кабель?
Из-за образования ледяных заторов снижается пропускная способность желобов и труб, увеличивается нагрузка на конструкцию, что может привести к поломке водостока, разрушению прилегающих к кровле участков фасада. В светлое время суток вода будет проникать в стены и перекрытия, а ночью – замерзать, нанося всё больший вред.
Протечки могут стать причиной порчи внутренней отделки помещений, образования в доме грибков, развития вредоносных микроорганизмов. Но и это не самое страшное. Сосульки и ледяные глыбы, сползающие с крыши в оттепель, смертельно опасны для проходящих вблизи стен людей и чреваты серьёзной поломкой стоящей у дома техники.
Исправить уже возникшие последствия намерзания льда на крыше и в водостоке удаётся не всегда, поэтому бороться с этой проблемой лучше путём проведения профилактики. И хотя регулярная очистка крыши и водостока требует серьёзных усилий, эти работы необходимы.
Оборудование системы антиобледенения, состоящей из греющего кабеля и вспомогательных элементов: блока питания, проводящего кабеля, узла защитного отключения (УЗО), терморегулятора, а также соединительных и крепёжных элементов, позволяет упростить обслуживание водостока.
Особенно актуальна установка системы антиобледенения для:
- многоэтажных домов, где сложнее обслуживание водостока и больше высота падения сосулек;
- домов с мансардной крышей: так как крыша над отапливаемым помещением прогревается, снег на кровле тает и увеличивается объем талой воды, поступающей в водосток.
Задача нагревающего кабеля – не давать воде замёрзнуть в желобах и трубах водостока, а также на проблемных участках, где вода может проникнуть в несущие конструкции дома. Температура кабеля может регулироваться вручную или автоматически.
Обратите внимание! В рабочем режиме система антиобледенения находится не всегда – необходимость в её включении появляется в периоды колебания суточной температуры около 0 градусов Цельсия. Обычно такие колебания происходят осенью и весной, когда днём может быть довольно тепло, а по ночам наблюдаются заморозки.
Особенности установки
Различные конфигурации крыши и водостока требуют индивидуального подхода к выбору мест расположения греющих кабелей и форме теплового контура.
Основные места установки греющего кабеля:
- горизонтальные и наклонные жёлоба водостока,
- водосточные трубы,
- свесы крыши,
- места примыкания к смежным стенам,
- ендовы – стыки скатов крыши,
Способы укладки кабеля в разных местах расположения отличаются: на плоскостях формируется змейка, на узких и длинных участках протягивают прямые нити.
Кроме греющего кабеля для устройства полноценной системы антиобледенения потребуются:
- блок питания и “холодный” кабель в двойной оплётке для подачи питания на тепловой контур;
- терморегулятор для регулировки температуры в контуре;
- узел защитного отключения для предотвращения возгорания в случае нарушения целостности самого кабеля или его оплётки;
- муфты для соединения участков контура;
- крепежи;
- герметик.
В желобах водостока
В желобах кабель протягивают в две нити параллельно с отступом 10-15 см.
При ширине трубы до 10 см в ней протягивают одну нить, при увеличении диаметра на каждые 20 см прибавляют ещё по одной нити.
Уложенные нити необходимо зафиксировать монтажной лентой, стальными зажимами или уложить в пластиковые клипсы. Фиксирующие элементы размещают через каждые 25-50 см.
На концах трубы, чтобы увеличить площадь обогрева, закрепляют кабель по спирали или делают свисающую петлю для стока воды.
Места крепления фиксирующих элементов (стальных скоб или монтажной ленты) к частям водостока обрабатывают силиконовым герметиком, чтобы предотвратить протечки.
По краю крыши
Способ размещения нагревательного элемента на краю крыши зависит от формы кровли и кровельного материала, наличия или отсутствия водостока. По поверхности кровли вдоль свеса укладывают змейку из нагревающего кабеля.
Змейка укладывается согласно рисунку кровельного материала:
- по волновым материалам – нижние точки змейки крепятся в нижних точках волны кровли, верхние точки змейки – на гребнях кровельного материала;
- по листовым материалам кабель протягивают вдоль каждого шва по обе стороны от него, а нижнюю часть змейки тянут горизонтально по водосточному желобу, получается контур в виде буквы “Ш”.
При этом ширина контура подбирается таким образом, чтобы занять участок, наиболее подверженный образованию наледи. Обычно достаточно 35-40 см, но в случае небольшого угла наклона крыши или наличия мансардного этажа, ширину змейки можно увеличить.
Обратите внимание! При отсутствии водосточных желобов, кабель монтируют так, чтобы нижний конец в виде петли свисал с крыши, тем самым обеспечивая возможность воде, не попадая на стены, стекать вниз.
В местах примыкания крыши к стенам и на ендовах
Участки, где кровля образует вогнутый угол, наиболее подвержены скапливанию снега и дождевой воды. При малейшем нарушении герметичности покрова влага проникает внутрь конструкции. К таким зонам риска относятся места примыкания кровли к стенам и вогнутые стыки скатов крыши – ендовы.
Чтобы талая вода не задерживалась, вдоль соединения от нижней точки протягивают греющий кабель в две нити, не доходя трети до верхнего края. В ендовах кабель протягивают по обе стороны линии соединения, в примыканиях стены и кровли – в 5-8 см от стены. Расстояние между параллельными кабелями – от 10 до 15 см.
Технические требования
Системы антиобледенения должны выдерживать все капризы природы, не теряя эффективности. А так как по тепловому контуру проходит ток, нарушение целостности контура может стать причиной электрического удара или пожара.
К нагревающему кабелю предъявляются серьёзные требования, соответствие которым сделает систему не только эффективной, но долговечной и безопасной.
Используемый кабель должен иметь следующие качества:
- герметичность внешней оплётки,
- высокий уровень электроизоляции,
- устойчивость к сдавливанию,
- устойчивость к воде и ультрафиолету,
- сохранение всех свойств при любых температурах,
Виды нагревательных кабелей
Модельный ряд греющих кабелей невелик, выделяют всего два типа:
- резистивный – нагревающийся равномерно по всей длине;
- саморегулирующийся – реагирующий на изменения температуры окружающей среды.
Резистивные кабели
При замыкании электроцепи такой кабель нагревается равномерно из-за однородного состава нагревающей жилы.
Типы резистивных кабелей:
- Одножильный последовательный – имеет примитивную конструкцию: провод, закрытый экранирующей оплёткой и полимерной оболочкой. Оплётка выполняет роль заземления и снижает уровень электромагнитного излучения. Внешняя оболочка защищает провод от механического воздействия и служит для изоляции.
- Двужильный последовательный – состоит из двух изолированных жил, проводящих ток в противоположных направлениях, экранирующей оплётки и изолирующей оболочки. Такое строение кабеля позволяет нивелировать электромагнитное излучение.
- Зональный – состоит из двух изолированных параллельных жил и нихромовой спирали, оплётки и внешней изоляции. Изоляция токопроводящих жил имеет окна, через которые нагревающая спираль замыкается то на первой, то на второй жиле, образуя независимые зоны выделения тепла.
Последовательные кабели нельзя нарезать, так как при этом меняется сопротивление нагревающих жил и уровень нагрева. Эти кабели дешёвы, просты и удобны в монтаже, так как благодаря простоте конструкции обладают гибкостью. В эксплуатации тепловой контур малоэффективен и подвержен перегреву, так как нагревается везде одинаково. Вышедший из строя кабель восстановить уже не удастся.
Зональный кабель немного дороже последовательного, но перегрев одной зоны не грозит отключением – ток течёт по параллельной зоне. В монтаже удобен, его можно нарезать на куски, но с учётом того, что длина отрезков кратна длине тепловыделяющей зоны. В противном случае тепловыделяющая зона окажется разомкнута и греться кабель не будет.
Саморегулирующийся кабель
Такой нагревательный элемент имеет сложное строение, позволяющее реагировать на изменения температуры атмосферы.
В составе кабеля:
- две токопроводящих жилы,
- прослойка-полупроводник;
- изолирующий слой,
- оплётка,
- внешняя изоляция.
Саморегулируемость обеспечивает полупроводниковая прослойка: при снижении температуры вокруг участка кабеля уменьшается сопротивление прослойки и кабель нагревается, при повышении внешней температуры участок кабеля остывает. Саморегуляция в кабеле происходит без использования дополнительных устройств, уровень нагрева зависит от условий на конкретном участке.
Благодаря двойному слою изоляции, кабель надёжно защищён от механического воздействия.
Для монтажа теплового контура кабель можно нарезать на отрезки любой необходимой длины. Особая структура обеспечивает эффективность системы антиобледенения, экономит энергию и предотвращает перегрев участков, обеспечивая долгий срок службы теплового контура.
Минусы саморегулирующихся кабелей:
- высокая стоимость кабелей – в 2 и более раза выше цены резистивных;
- долгое прогревание системы после включения.
Монтаж открытой электропроводки в деревянном доме
В наше время деревянные дома – это уже норма. Каждый хочет жить в экологически чистом доме, но при этом современный человек не желает отказываться от удобств современности. Речь идет об освещении, использовании бытовой техники, компьютеров и т.д. Все это станет возможным только в том случае, если проложить внутри дома электрические провода, установить выключатели и розетки, распределительные щитки. Когда речь идет о деревянном доме, который легко воспламеняется и горит, к монтажу проводки выдвигаются особые требования, соблюдения которых – залог безопасности всех жильцов. Разберемся, как правильно выполнить монтаж электропроводки в деревянном доме и что при этом обязательно учесть. Материал поможет оценить свои силы и определиться, возможно ли выполнить все работы своими руками или придется звать на помощь профессионала.
№1. Требования к проводке в деревянном доме
Дерево относится к тем видам материалов, которые легко загораются и хорошо горят. Деревянный дом может легко загореться от обычного замыкания в электрической цепи, поэтому процесс монтажа проводки заключается в том, чтобы свести к минимуму вероятность появления короткого замыкания, а в случае его возникновения – минимизировать последствия. К проводке в деревянном доме выдвигаются такие требования:
- использовать только медные жилы с пожаробезопасной оболочкой;
- изолировать проводники в негорючий материал;
- выполнить правильный расчет сечения электрического кабеля, чтобы токовая нагрузка не превышала его возможностей;
- лучше использовать проводку открытого типа;
- скрытая проводка должна находиться в металлической трубе – использовать металлорукав и даже ПВХ гофру с эффектом самозатухания не рекомендуется;
- в щитке обязательно должны быть УЗО и автоматический выключатель;
- лучше использовать качественные материалы от проверенных производителей, так как экономия, связанная с покупкой дешевой китайской продукции, может вылиться большими проблемами.
№2. Скрытая проводка в деревянном доме
Электропроводка в деревянных строениях может выполняться двумя способами:
- скрытым;
- открытым.
Скрытая проводка в деревянном доме выполняется сложнее и имеет массу рисков. Такие работы лучше доверять специалистам. Внутренняя проводка обустраивается тогда, когда деревянные стены дома обшиваются сверху отделочным материалом, например, вагонкой или гипсокартоном. В этом случае провода располагают между основной стеной и слоем облицовки. Естественно, оставлять провода незащищенными нельзя – их необходимо спрятать в металлическую трубу. Многие мастера допускают ошибку и используют в данных целях пластиковые рукава, ПВХ гофру или металлорукав. Делать этого нельзя по ряду причин:
- нет гарантии того, что не нарушится изоляция кабеля и не возникнет короткого замыкания, а стенки коробов и труб не смогут выдержать подобной нагрузки. Итог – возгорание. Изоляция может нарушиться не только по причине ошибок в монтаже, но и в результате производственного брака, неправильного хранения и транспортировки. Микротрещины в изоляции большинство измерительных приборов не фиксируют, а со временем при воздействии постоянных нагрузок изоляция все больше и больше ослабевает;
- пластиковая гофра и короб – слабая преграда для грызунов, которые могут ее запросто повредить, оголив провода;
- для монтажа скрытой проводки в деревянных стенах подготавливаются пустоты, а в них со временем имеет свойство накапливаться древесная пыль, для возгорания которой достаточно небольшой искры. Локализовать подобный очаг возгорания проблематично.
Именно поэтому скрытую электропроводку в деревянном доме необходимо монтировать с помощью металлических труб. Они способны обеспечить надежную защиту от возникновения коротких замыканий, но при этом необходимо выполнить ряд условий:
- внутри и снаружи такие трубы должны иметь антикоррозионный слой;
- монтировать трубы лучше под небольшим наклоном, чтобы дать возможность конденсату свободно стекать;
- трубы необходимо подключить к контуру заземления;
- острые кромки, которые образуются при нарезке труб, могут повредить провод, на них необходимо одеть пластиковые втулки;
- соединение труб должно быть герметичным;
- в стенах необходимо вырезать каналы.
Лучший вариант – это медные трубы, но обойдется он недешево.
Нормы безопасности не нарушает и вариант с использованием штукатурки, хотя, на первый взгляд, он кажется не совсем подходящим. Чтобы обеспечить должную защиту, кабель со всех сторон необходимо окружить слоем штукатурки толщиной минимум в 10 мм, но для обеспечения возможности замены кабеля его необходимо поместить в металлорукав. На деле оказывается, что заменить кабель очень тяжело, а штукатурка со временем под воздействием «дыхания» дерева начинает трескаться.
№3. Открытая проводка в деревянном доме
Прокладывать электрические провода внутри деревянных стен не только очень опасно, но и технически сложно. При открытом методе владелец в любой момент может устранить неполадку, так как доступ к проводам всегда открыт, поэтому этот вариант монтажа получил более высокую популярность. Из недостатков называют только неэстетичность ввиду видимости проводов, но сегодня и с этим минусом можно справиться.
Для открытого монтажа проводки в деревянных домах используют:
- кабель-каналы, или электротехнические короба. Это наиболее удобный и популярный способ. Такие каналы относительно просто монтируются к деревянной поверхности, а если правильно подобрать цвет, то они будут минимально заметными. Производители выпускают короба с цветом и рисунком под разные породы дерева. В плане эстетичности, стоимости и простоты доступа к проводам это лучший вариант, но правильно рассчитать количество необходимых элементов, поворотов, углов и заглушек не всегда легко;
- электротехнический плинтус – самый современный вариант, позволяющий достичь максимально эстетичных результатов. В нем предусмотрены фиксаторы жил;
- ролики для изоляции. Это небольшие керамические элементы, которые монтируются на поверхности и удерживают проводку. Все провода будут на виду, поэтому в плане эстетики вариант не самый лучший, но зато позволяет создать интерьер в стиле ретро. Подобный способ монтажа используют обычно в домах, построенных из оцилиндрованного бревна;
- специальные скобы. Это самый дешевый и простой вариант, но внешне выглядит не очень;
- металлорукав используется для открытой прокладки проводки только в нежилых зданиях, так как помещение становится похожим на производственное. Гофра, как ни старайся, не будет лежать идеально, будет провисать, и, к тому же, собирает пыль.
№4. Создание схемы электропроводки
Монтаж электропроводки в деревянном доме начинается с создания схемы, которая согласовывается с Госэнергонадзором. На ней необходимо указать места, где будут расположены все розетки, выключатели, а также щиток и счетчик. На схеме показывают и места будущего расположения кабеля с указанием расстояния от пола, потолка, оконных и дверных проемов. За основу лучше взять план дома, где указаны точные параметры всех комнат.
Чтобы правильно составить схему, руководствуйтесь такими правилами:
- заранее необходимо продумать расположение крупной бытовой техники, а также схему освещения. Это избавит от проблем с удлинителями в будущем;
- определить максимальную мощность приборов;
- сформировать группы подключения. Правила диктуют предусматривать в каждую комнату по две ветви проводки: одна – для розеток, вторая – для освещения. В отдельную группу выделяют каждый мощный прибор (стиральная машинка, бойлер и т.д.) – для них необходимо прокладывать отдельный кабель. Освещение придомовой территории – это еще одна группа, но часто ее подключают к отдельному автоматическому выключателю, чтобы иметь возможность включить освещение, когда никого нет дома. Для каждой группы считаются максимальную нагрузку;
- розетки могут быть расположены на любой высоте. Главное, чтобы ими было удобно пользоваться, поэтому продумайте тип и количество электроприборов;
- выключатели, как правило, располагают на высоте 80 или 150 см. Желательно, чтобы все ни были на одной высоте;
- распределительный щиток монтируют на высоте 150 см, чтобы маленькие дети к нему не добрались;
- проводка может проходить только вертикально и горизонтально, поворачивать под прямым углом.
Когда схема согласована, а необходимая мощность выделена, можно двигаться дальше.
№5. Прокладка кабеля к дому
Провести силовой кабель в дом можно двумя способами:
Подземный монтаж – это более надежная и современная технология, но и более сложная в реализации. Ее оправдано использовать при возведении нового дома. Под землей кабель испытывает гораздо меньшие нагрузки, чем тот, что висит в воздухе и служит дольше: он не порвется от ветра или падения на него дерева. К тому же, дом, вокруг которого не свисают провода, выглядит намного лучше. Монтаж сложный, трудоемкий и дорогой. Потребуется вырыть траншею глубиной не менее 80 см, ввод в дом проводится установкой металлических гильз из толстостенных труб. Используется силовой медный провод.
Воздушный монтаж обойдется дешевле и будет проведен быстрее, но будьте готовы в случае сильной непогоды остаться без электричества. Проведение подобных работ возможно, если расстояние до объекта не более 25 м – в противном случае придется ставить дополнительную опору, а это деньги. Для подключения используют самонесущий изолированный провод с оболочкой из сшитого полиэтилена, сечение и количество жил зависит от мощности подключения.
Внутрь дома алюминиевая проводка не заводится – используется только медная, поэтому от места подключения до вводного распределительного щита используют кабель ВВГнг. Для подключения применяют герметичные сжимы, а ВВГнг кабель, по правилам, необходимо заключить в металлическую гильзу из толстостенной трубы. В такой же гильзе кабель ведут к распределительному щитку, если последний не вынесен на улицу или не располагается при входе в дом.
Щиток устанавливают в безопасном месте, гарантируя свободный доступ к нему. В щит монтируют автоматические выключатели и УЗО.
№6. Прокладка кабеля по комнатам
Сечение кабелей проводки зависит от того, какая нагрузка на них будет возлагаться. Это предмет серьезных расчетов, но пользоваться можно и таблицами, в которых уже просчитано сечение проводов в зависимости от тока, мощности и напряжения.
Открытая проводка в кабель-каналах
Перед началом работ лучше всего разметить места будущего расположения розеток и выключателей. Лучше всего по безопасности и эстетике в деревянном доме монтировать открытую проводку в кабель-каналах. Они выполняются из самозатухающего пластика, представляют собой короб с защелкой, размер и цвет могут отличаться. Процесс прокладки проводки в этом случае таков:
- выбирают кабель-канал, который соответствует количеству проводов и их сечению;
- снимают крышку и крепят коробку канала к поверхности на саморезы;
- в местах соединения кабелей ставят распределительные коробки;
- основание розеток и выключателей (используются только те, что предназначены для внешней проводки), крепят на назначенные места;
- кабель укладывают в канал, закрывают крышкой;
- концы кабелей соединят в распределительных коробках. Подключают кабель к розеткам, выключателям и автоматам.
Если вы решились монтировать скрытую проводку в деревянном доме, то порядок действий будет таким:
- подготовка штроб и установка открытых распределительных коробок, они должны быть в свободном доступе даже после обшивки стен;
- проход проводки через стены делают с помощью с металлических труб, которые называют проходными гильзами. В стене сначала готовят отверстие необходимого диаметра, потом ставят гильзу, по краям она должна иметь пластиковую втулку. Специальные металлические гильзы ставят под розетки и выключатели;
- диаметр трубы выбирают такой, чтобы после заводки всех кабелей, в ней оставалось 60% свободного места. Предпочтение отдается медным трубам, которые хорошо гнутся и легко режутся. Концы труб после резки хорошо шлифуют или же снабжают их пластиковыми ободками. К деревянной поверхности трубы крепят хомутами, к металлическим гильзам – благодаря развальцовке трубы внутри гильзы;
- протягивают кабель сквозь трубу и проверяют изоляцию;
- соединение кабелей в распределительных коробках и подключение к розеткам, выключателям.
Соединение проводов
В распределительных коробках провода могут соединяться одним из следующих способов:
- соединение сизами. Это специальные изолирующие колпачки, которые позволяют соединить два предварительно зачищенных на 2-3 см и скрученных между собой провода. Колпачки очень просто одеваются и стоят недорого;
- соединение вагами не менее простое, но более надежное. Подбирается вага с соответствующим количеством отверстий для проводов, в них кабели вставляются до щелчка;
- опрессовка гильзами – один из самых современных методов, но понадобится специальное оборудование;
- дедовский способ скрутки с последующей изоляцией изолентой в деревянном доме лучше не использовать.
Остается только установить розетки и выключатели. Для деревянного дома лучше всего подойдет фурнитура, выполненная под дерево, но это не обязательно. Далее следуют работы по подключению всех групп проводов к щитку, установка счетчика, УЗО и автоматов.
Также понадобится выполнить заземление. Для этого около дома копают яму в форме равностороннего треугольника со стороной 1 м. Глубина не менее 30 см. В вершины треугольника вбивают металлический уголок или штырь длиной 3 м, между собой их соединяют уголком длиной 1 м, используя сварку. В одном из уголков делают отверстие и крепят в нем заземляющий проводник с помощью болта и гайки, его выводят в распределительный щиток и подсоединяют к заземляющей шине, к ней же подсоединяют заземляющие жилы кабелей.
После завершения всех монтажных работ вызывают специалистов электролаборатории, которые проводят все необходимые испытания и выдают протокол, подтверждающий правильность выполнения проводки и ее безопасность. Схему проводки рекомендуют наклеить на внутреннюю поверхность дверцы щитка – так будет намного удобнее сориентироваться в случае возникновения аварии.
Выполнять все работы по монтажу электропроводки в деревянном доме необходимо только при наличии соответствующих знаний и опыта. При малейших сомнениях лучше звать специалистов – от качества и правильности выполнения всех этапов работ зависит безопасность дома и его жильцов.
Древесина считается экологически чистым материалом для строительства жилых домов, поэтому не удивительно, что спрос на красивые и комфортные дома из бруса или оцилиндрованного бревна не снижается. В первую очередь жилой дом должен быть безопасным с точки зрения электромонтажа.
Важно понимать, как провести электрику в деревянном доме, чтобы не причинить вред здоровью жильцов и обеспечить сохранность имущества. В статье мы подробно отобразили все аспекты данного вопроса.
В изложенном материалы представлены общие требования по устройству проводки, методика заведения электросети в дом, правила обустройства электрощита и способы монтажа кабелей. Все электромонтажные работы должны выполняться в строгом соответствии с противопожарными нормами, которые мы указали в статье.
Общие требования к устройству проводки
Основное отличие деревянных домов от железобетонных и кирпичных сооружений – в высокой степени пожароопасности. Это значит, что к выбору электроустройств, кабелей и к условиям их монтажа применяются повышенные требования.
По статистике, около 1/2 случаев пожаров или возгораний в деревянных домах или в домах с деревянной отделкой происходит из-за грубых ошибок электромонтажников.
Стоит неправильно установить розетку, недостаточно тщательно соединить провода в распаечной коробке, проигнорировать правила заземления, как может возникнуть возгорание, а вслед за ним – и пожар.
Знать основные правила электромонтажа необходимо по двум причинам: чтобы иметь возможность самостоятельно выполнять часть монтажных или ремонтных работ и чтобы контролировать действия недобросовестных «специалистов».
Следует запомнить следующие требования:
- Технические характеристики кабелей и электрооборудования должны максимально соответствовать потребляемой мощности приборов каждой отдельной группы.
- Эксплуатацию розеток, выключателей, приборов аварийного отключения необходимо производить с учетом возложенной на них нагрузки.
- Использовать кабели, провода, клеммные соединения при их регулярном нагреве запрещено.
- Необходимо полностью исключить переход огня с кабеля на конструкции из дерева или других легковоспламеняющихся материалов с помощью несгораемой защиты.
Электропроводка должна быть полностью безопасной для владельцев дома, их семей (особенно маленьких детей) и домашних животных.
Материал из видеообзоров и инструкций, размещенных в интернете, весьма противоречив, поэтому полностью опираться на мнение людей в рабочих комбинезонах не стоит. Ориентироваться следует на выдержки из нормативной документации – разделы ПУЭ, СНиПов, ГОСТов.
Ввод электролинии в дом
В России и некоторых других странах (в отличие, например, от Европы, где провода спрятаны в грунте) электроэнергия попадает к потребителям через надземные линии электропередач – до конечной опоры.
Далее она передается пользователям тремя способами:
- по самонесущему изолированному проводу (СИП);
- под землей;
- по тросу (применяется крайне редко).
Первый вариант – наиболее востребованный.
Вместе с автоматом монтируют и приборы учета электроэнергии. Специальные щиты (ЩУЭ) предназначены именно для этого. По правилам, ЩУЭ можно монтировать ящик на фасаде дома, и внутри здания, тогда схема проводки немного изменится.
Для изоляции провода, идущего вдоль деревянной поверхности, используют несгораемые короба или гофру для электропроводки. Переход через стены и перекрытия осуществляют в защитных гильзах из металла, пластиковые аналоги недопустимы.
Но полимерную прокладку рекомендуется использовать на перегибах, чтобы защитить кабель от износа. Пластиковые материалы обрабатывают противопожарными растворами с антипиренами (например, специальной краской).
Внутрь дома СИП не заводят. По нормам, внутри и поверх сгораемых конструкций можно укладывать исключительно медные провода, следовательно, алюминиевые аналоги также придется исключить.
Чтобы выбрать кабель для проводки в деревянном доме, нужно обратить внимание и на тип изоляции. Лучшими вариантами для деревянного дома признаны ВВГнг и NYM.
Если щит учета закреплен на фасаде, например, по требованию обслуживающей компании, то СИП подключают внутри него на автомат, а дальше, до ГРЩ – распределительного внутридомового щита – тянут ВВГнг.
Что учесть при прокладке кабеля под землей:
Стоит упомянуть, что подземный способ ввода электрического кабеля в здание дороже и сложнее, чем с помощью СИП.
Особенности устройства электрощита
Внешне распределительный щит представляет собой пластиковый или металлический (что предпочтительнее) ящик с дверцей с креплениями под автоматы и прибор учета электроэнергии.
Он не имеет ограничений по размерам, и когда устанавливают новый бокс, всегда оставляют немного свободного места под дальнейшие подключения.
Автоматы защиты крепятся на предусмотренные для этого DIN-рейки. Номинальное значение автоматов напрямую зависит от параметров подключенной линии: если допустимый предел розеточной группы 16 А, то и автомат должен соответствовать этому значению.
При наличии автоматов установка УЗО необязательна, но монтажом его пренебрегать не стоит. Дополнительная защита срабатывает в момент появления тока утечки. Вручную УЗО отключают, когда необходимо перекрыть поступление электричества в дом.
Несмотря на дорогую стоимость оборудования, ответственные электрики настаивают на установке защиты по зонам, что увеличивает безопасное пользование электросетью в деревянном доме.
Нюансы подключения УЗО и автоматов в щитке описаны в этой статье.
Правила устройства открытой электропроводки
Способы открытой прокладки проводов не должны противоречить требованиям ПУЭ.
Поэтому для крепления кабелей к деревянной поверхности стен, перегородок или потолка можно применять следующие изделия:
- керамические или фарфоровые изоляторы;
- напольные плинтуса со встроенным кабель-каналом;
- гофрированные и жесткие трубы ПВХ;
- короба ПВХ;
- металлические короба и трубы.
Конкретные наименования изделий указывают в проектной документации, и применительно к деревянным сооружениям они обязательно должны сопровождаться сертификатом пожарной безопасности и быть обозначены маркировкой «НГ», как не поддерживающие горение.
С выбором кабель-каналов вопросов не возникает, так как в строительных магазинах можно подобрать изделия и по цвету, и по ширине, причем с комплектом сопутствующей фурнитуры – заглушек, поворотных элементов, переходников.
Лучше выбирать толстостенные, достаточно широкие изделия с одинарным замком, так как короба с двойным замком сложнее обслуживать.
Требования и рекомендации к монтажу:
- Кабель, как и защитная фурнитура, должен не поддерживать горение, то есть быть с маркировкой «нг». Лучший вариант для деревянных домов – ВВГнг-ls (с пониженным дымоотделением).
- Наличие металлической площадки для установки – пожаробезопасного основания, увеличивающего безопасность использования электроприборов.
- Выключатели и розетки – только накладные, наружные.
- Использование металлических гильз для организации перехода кабеля через деревянные стены, перекрытия, перегородки.
Проходные гильзы – это отрезки толстостенной металлической трубы, которые должны выступать с каждой стороны сгораемой конструкции на 1 см. Чтобы кабель не деформировался, края гильз защищают пластиковыми накладками.
При выборе сечения электрического кабеля для прокладки в деревянном доме руководствуются общепринятыми нормами:
- 3*2,5 мм – для розеток;
- от 6 мм² – для мощного электрооборудования, например, электроплиты;
- 3*1,5 мм – для осветительной группы и т.д.
Формирование групп производят по принципу «как можно меньше», то есть блок из 4-5 розеток выделяют как отдельную линию и оборудуют отдельным автоматом.
Желающие избавиться от кабелей используют открытую проводку на изоляторах. По нормам ПУЭ, разрешено располагать изолированные провода в открытом виде на расстоянии 10 мм и более от деревянной поверхности.
Способ, которым активно пользовались еще в середине 20 века, снова входит в моду, поэтому уделим внимание и ретро-проводке.
В течение нескольких лет после строительства деревянного дома происходит его усадка, поэтому неизбежно провисание проводов. Чтобы сохранить приятный внешний вид линий без подтяжки, провода закрепляют стяжками над и под изоляторами.
Дополнительная информация о монтаже проводки открытым способом приведена в статье – Монтаж открытой электропроводки: обзор технологии работ + разбор основных ошибок
Способы электромонтажа закрытой проводки
Основное отличие скрытой проводки – ограничение по использованию способов прокладки. По нормам ПУЭ, категорически запрещено при скрытой проводке использовать металлические рукава, пластиковые короба и гофру ПВХ. Все изделия в обязательном порядке должны обладать локализационной способностью.
На это есть несколько причин:
- ПВХ изделия не защищают провода от грызунов;
- даже малейшее повреждение изоляции во время монтажных работ в дальнейшем, при увеличении нагрузки, может спровоцировать перегорание пластика и воспламенение;
- металлорукав представляет собой спиралевидное изделие, не имеющее локализационных характеристик, а это значит, что даже древесная пыль может легко проникнуть внутрь защиты.
Правила пожарной и электробезопасности гласят, что для скрытой проводки можно использовать только два вида изделий – металлическую трубу и короб из аналогичного материала, специально предназначенные для этих целей.
С внутренней стороны металлические элементы должны быть оцинкованы или окрашены, чтобы в процессе эксплуатации не покрылись коррозией.
Для прочного соединения недостаточно раструбного или похожего способа, поэтому применяют пайку, электросварку, муфтовые и резьбовые соединения.
Использование металлорукавов, гофры и коробов из ПВХнг также допустимо, но при условии оборудования подкладки из материала, не поддающегося горению: бетона, алебастра, штукатурки.
Основные этапы прокладки закрытой электропроводки:
- Разметка трассы. Необходимо рассчитать протяжку линий так, чтобы количество поворотов и пересечений было минимальным.
- Подготовка стен и перекрытий. Она включает в себя выдалбливание штроб, высверливание отверстий.
- Прокладка металлических труб. Размер изделия подбирается так, чтобы кабель занимал не более половины внутреннего пространства.
- Монтаж металлических коробок под выключатели и розетки. Медные трубы прикрепляют к коробкам развальцовкой, стальные – с помощью гаек.
- Установка распаечных коробок. В идеале они должны соединяться с трубами сварным методом или пайкой, чтобы обеспечить 100%-е заземление.
- Электроизмерения. Все металлические элементы установок должны присоединяться к шине РЕ (все без исключения линии должны быть с заземляющим проводником).
- Протяжка кабеля в трубы. Чтобы поместить провода внутрь металлических труб, используют специальные протяжные тросы.
- Установка розеток и выключателей. При разделке кабеля необходимо делать небольшой запас проводов на случай ремонта или замены оборудования.
После того как электромонтаж скрытой проводки закончен, необходимо связаться с представителями электролаборатории. Многие забывают, что технический отчет о состоянии проводки и качестве монтажа – обязательный документ.
Стоит понимать, что установка скрытой проводки в стальных, а уж тем более в медных трубах – невыгодное с материальной точки зрения мероприятие.
Кроме дорогостоящего материала необходимо часть средств потратить на хороших специалистов, так как далекому от электромонтажа человеку с проектированием скрытой проводки не справиться, а для монтажа нужен квалифицированный специалист.
Для чего необходим контур заземления
Проектирование электросетей для деревянного дома обязательно включает раздел о монтаже контура заземления, без которого вся система подачи энергии в здание считается небезопасной. Существует несколько способов устройства заземления, и, несмотря на запреты, все их до сих пор применяют.
Следует отказаться от сборки контура из подручных материалов – это опасно. Традиционный способ устройства «треугольника» из металлических уголков и шины требует свободного пространства на придомовой территории, к тому же с 2013 года он запрещен как несоответствующий современным стандартам (ГОСТ Р 50571.5.54-2011).
Разумно применять на загородном участке модульно-штыревой способ заземления, согласно которому заземлители устанавливаются в линию или по периметру дома.
Он не требует выделения внушительного свободного пространства на участке, т.к. все элементы располагаются вдоль существующих объектов. Необходим лишь перфоратор, чтобы поместить штырь в землю.
Для увеличения токопроводящих способностей выпущенные в заводских условиях электроды покрыты медью, а все соединения, резьбу и муфты в процессе сборки смазывают токопроводящей пастой.
Как правило, в состав пасты входят и антикоррозийные добавки. В качестве защиты от агрессивной внешней среды все соединения также обматывают гидроизоляционным материалом.
Преимущества готовых заземляющих систем штыревого типа – эффективность, небольшие трудозатраты, экономия места, главный недостаток – высокая стоимость.
Именно по причине дороговизны многие собственники деревянных коттеджей и дачных домиков до сих пор используют отрезки отрезки металлического уголка или арматуры для устройства контура заземления вместо заводских изделий.
Меры противопожарной защиты
Если проанализировать весь процесс электромонтажных работ в деревянном доме с точки зрения безопасности, то можно выделить главные правила:
- правильный выбор и монтаж УЗО;
- установка заземляющего контура модульно-штыревым способом (с сопротивлением 4 Ом);
- устройство системы уравнивания потенциалов;
- обеспечение неразрывности заземления по всей сети;
- монтаж только накладных розеток;
- скрытый монтаж – в металлических коробах и трубах.
По окончании электромонтажных работ должны быть полностью исключены риски случайного возникновения пожара или поражения электротоком, а также поломка бытовых приборов из-за неудовлетворительного состояния проводки.
Выводы и полезное видео по теме
В процессе прокладывания трасс и монтажа электроустановок существует множество нюансов, справиться с которыми помогут только профессиональные инженеры и электрики.
Как установить розетку с помощью деревянной накладки:
Правила устройства скрытой проводки:
Общая информация об электромонтаже в деревянном доме:
Монтаж электросети в деревянных конструкциях, которые считаются сгораемыми, требует особого внимания, опыта, знания технических нюансов и выполнения нормативных требований.
Для составления и согласования проектной документации, ввода электрокабеля в дом, а также монтажа скрытой проводки рекомендуем обращаться к специалистам. Это не мешает поработать и самостоятельно – например, установить розетку.
Если возникли вопросы, или есть желание поделиться личным опытом электрификации деревянного дома, пожалуйста, оставляйте комментарии к статьей. Блок для обратной связи расположен ниже.
Дом из дерева – строение красивое, уютное, но легко возгораемое, требующее повышенного внимания к процессу электроснабжения. Сделать электропроводку своими руками – задача непростая, но выполнимая. Только подходить к вопросу нужно ответственно, с соблюдением норм и правил.
Требования, предъявляемые к проводке в деревянном доме
Электрическая проводка в деревянном доме должна соответствовать главному требованию – быть безопасной. Более половины возгораний в постройках такого типа возникает по причине короткого замыкания в электросети из-за механического повреждения изоляции или повышенной нагрузки на кабель.
Исключить риск появления огня можно, если следовать базовым требованиям:
- Правильный подбор материалов.
- Надежная изоляция.
- Возможность автоматического прерывание электропитания.
- Регулярная диагностика сети.
Выполнение этих требований снизит вероятность возгорания деревянных конструкций и обеспечит безопасность имущества и в городском, и в загородном доме.
Нормативные документы
Положения, регулирующие обустройство электропитания в деревянных строениях, содержатся в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) и в Своде правил “Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий”.
В них даны критерии выбора распределительных устройств, проводников, автоматики, освещения, указаны используемые термины и их значение.
Проведение электропроводки еще регламентируют Строительные нормы и правила (СНиП).
СНиП 3.05-06-85 описывают способы ввода силового кабеля в жилое помещение, а СНиП 31-02 – требования к устройству системы электроснабжения в жилых домах.
Подготовка проекта электроснабжения
Первый этап электрификации объекта – подготовка проекта. В частном доме составление схемы электропроводки можно сделать своими силами. Для этого нужен план дома с размещением мебели, оборудования, электроприборов, обозначением розеток и выключателей. Отмечается место установки распределительного щитка и прохождения кабельных линий.
Указывается расположение распределительных коробок, просчитывается максимальная мощность потребления энергии всеми приборами, общее количество автоматов и номинальная нагрузка на вводной автомат.
Выбор кабеля
После составления электрической схемы нужно определиться, каким проводом делать проводку в деревянном доме: алюминиевым или медным. Первый – дешевле, второй – надежней. Остановившись на алюминии, нужно помнить, что его сечение должно быть больше, чем медного, и он ломкий при перегибах. Более подходящим материалом является медь, провода из которой выдерживают температуры от -50 до +50 °С.
Определившись, какой кабель лучше для проводки в доме, можно перейти к выбору его марки. Для деревянных конструкций больше подойдет медный негорючий провод ВВГ с цельными жилами и пониженным дымовыделением. Он обладает высокими антикоррозийными свойствами и не деформируется при перепадах температуры.
Планируя, как провести проводку в доме, нужно помнить о требованиях ПУЭ по окраске изоляции: жилы кабеля должны быть разного цвета. Это упростит процесс монтажа, обслуживания и ремонта.
Выбор устройств и автоматики для распределительного щитка
Цель подбора устройств автоматической защиты – безопасность сети и оборудования при аварийных ситуациях. Каждое устройство имеет свое назначение. Все устройства располагают в распределительном щитке.
Автоматические выключатели защищают от перегрузки напряжения и короткого замыкания.
Устройства защитного отключения (УЗО) – от возникновения пожара и поражения током.
Реле напряжения – от перепадов нагрузки, влияющих на работу приборов.
Дифференциальные автоматы сочетают функции автоматического выключателя и УЗО и экономят место при установке в щитке.
Комплексное использование этих устройств гарантирует надежную работу приборов и безопасность находящихся в помещении людей.
Монтаж электропроводки — пошаговая инструкция
Монтаж электропроводки в частном доме требует предварительной подготовки и соблюдения пошаговой инструкции, состоящей из следующих этапов:
- разработка проекта и определение общей мощности оборудования;
- выбор кабеля, устройств автоматики и электроприборов;
- подвод питания, подсоединение защитных автоматов, счетчика электроэнергии;
- установка электрощита;
- внутренняя разводка кабеля;
- монтаж розеток, выключателей, приборов освещения;
- испытание системы.
Такая последовательность покажет, как правильно развести электропроводку в доме, и обеспечит надежность её работы. Важно помнить, что каждый шаг должен проводиться с соблюдением правил безопасности: обесточить помещение, в котором ведутся работы, не использовать оголенные провода, все соединения и ответвления поместить в короба, прокладывать кабель либо вертикально, либо горизонтально, не допуская его пересечения.
Следование пошаговой инструкции позволит выполнить монтаж качественно.
Установка распределительного щитка
Распределительный щит предназначен для приема и распределения электроэнергии в помещении. С его установки начинаются все электрические работы. Не важно, ведется ли проводка в дачном доме, городском коттедже или деревенском срубе.
Щиток должен быть из несгораемого материала, размещен в сухом месте и закрываться на ключ. Над ним не могут располагаться помещения с повышенной влажностью (душевая, ванная, санузел), а в радиусе полуметра – отопительное оборудование, системы водо- и газоснабжения.
В щитке монтируется электросчетчик, вводной автомат, УЗО, шины заземления, реле напряжения и автоматы для разных групп питания.
Устройство заземления
Любой современный дом оснащен бытовой техникой в металлическом корпусе, а возможный контакт металла с электричеством требует заземления – защиты человека от поражения током через электроприборы.
В частном доме заземление можно выполнить самостоятельно.
Выкапывается траншея глубиной 30 см в форме равностороннего треугольника со стороной 1 м. По углам вбиваются штыри длиной 3 м и диаметром 3 см, которые соединяют между собой уголком с помощью сварки.
В одном из углов вырезается отверстие, с помощью болта и гайки крепится заземляющий провод, который присоединяется к шине в распределительном щитке. К этой шине крепят заземляющие жилы кабелей в желто-зеленой изоляции.
Ввод силового кабеля в помещение
Электричество поступает в здание через силовой кабель, заходящий в распределительный щит. Осуществить его подачу можно двумя способами: воздушным и подземным.
В первом случае кабель по воздуху подводится от электростолба к дому, где крепится на фарфоровой арматуре. Этот способ простой и дешевый, но имеет ряд недостатков: менее долговечный, высока вероятность повреждения провода ветром, снегом, ветками.
Подземный способ надежней, но более трудоемкий и дорогой. Выкапывается траншея, куда укладывается бронированный кабель или в металлических трубах. Сверху насыпается слой песка толщиной 20 см, закладывается сигнальная лента, и траншея закапывается.
Силовой кабель – главный элемент проводки, т.к. на него ложится нагрузка от всех находящихся в доме электроприборов.
Прокладка кабелей и их подключение
Монтаж электропроводки в частном доме ведется по трассам, указанным в схеме проекта. По ней монтируются распределительные коробки, фиксируются точки крепления розеток, выключателей, осветительных приборов. В постройках из дерева применяют провода только со специальной маркировкой, изоляция которых не воспламеняется даже при высоких температурах.
Не допускаются «скрутки», «времянки». Количество поворотов и изгибов лучше минимизировать. Где возможно, провести целый провод от автомата до конечной точки.
Выполняя монтаж электропроводки в деревянном доме своими руками, необходимо помнить, что коробки нельзя закрывать декоративными панелями или перекрытиями, затрудняющими доступ для обслуживания.
Установка выключателей и розеток
Накладные розетки и выключатели подбирают, исходя из расчетной величины тока и возможности подключения под одной рамкой. Перед установкой отключить питание и убедиться в отсутствии напряжения в кабеле.
Самым безопасным способом крепления выключателей и розеток в деревянном строении является их монтаж на металлических подложках. Это защитит от возможного попадания искры при замыкании или дуги при доставании вилки. Для деревянного дома предпочтительнее карболитовые, а не пластиковые, устройства, имеющие большую термостойкость и способные выдержать сильный нагрев.
Способы открытого размещения проводки
Открытая электропроводка в деревянном доме прокладывается по внутренней стороне помещения. Главное требование – провод не касается непосредственно стен, потолка или пола и защищен: находится в середине канала, трубы или имеет несколько слоев изоляции. Трубы и каналы должны быть из материалов, не поддерживающих горение.
Монтаж проводки в деревянном доме может быть произведен несколькими способами:
- В гофротрубе, сделанной из ПВХ;
- В металлорукаве;
- В трубах или коробах из ПВХ;
- На скобах;
- На керамических изоляторах.
Наиболее распространенные варианты – использование гофрированных труб и кабель-каналов.
Становится популярным применение керамических изоляторов или «ретро-стиль», когда между скрученным электропроводом и стеной остается воздушное пространство. Этот вариант еще и украшает жилище.
Открытая проводка в деревянном доме может совмещать несколько вариантов. На стенах и потолках, имеющих ровную поверхность, можно применить пластиковые короба, а на других участках – гофротрубы.
Скрытая проводка в деревянном доме
Внутренняя электропроводка в деревянном доме имеет свои преимущества и недостатки. Достоинством является отсутствие гофротруб и кабель-каналов, портящих внешний вид помещения. Нет риска механического повреждения кабеля. С другой стороны, сложность монтажа, повышенные требования к противопожарной безопасности, дополнительные финансовые расходы.
В отличие от наружной, провести внутреннюю проводку в деревянном доме сложнее. Для этого нужно знать больше требований и нюансов, относящихся к этому виду обустройства электропитания.
Скрытая проводка не должна иметь много поворотов, т.к. кабель должен укладываться в стальные или медные трубы. Использование металлорукавов и ПВХ-гофр допускается только при их защите штукатуркой или асбестовой прокладкой.
Если для монтажа наружной проводки не требуется специальный инструмент, то для скрытой он необходим. Нужно сверление в горизонтальном и вертикальном направлениях, вырубание посадочных мест для изолирующих коробов. Придется тянуть не только провода и кабель, но и большое количество стальных или медных труб. Последние подойдут лучше, поскольку хорошо гнутся, принимая нужную форму.
Вести проводку в доме своими руками можно открытым и закрытым способом. Это делается в местах подведения провода к выключателям или розеткам.
Ошибки при монтаже
Типичные ошибки при прокладке электросети в помещениях:
- перегиб или ослабление питающего кабеля;
- крепление провода на деревянную конструкцию, что запрещено правилами;
- монтаж скрытой проводки с использованием гофрированных труб, металлорукавов и пластиковых коробов;
- установка распределительного щитка слишком близко к месту ввода силового кабеля;
- число автоматов рассчитывается неверно: либо больше, либо меньше необходимого.
Испытание проводки
После монтажа проводку необходимо испытать: провести визуальный осмотр, сделать замеры сопротивления изоляции и заземляющего провода, проверить работу автоматических выключателей, УЗО или дифавтоматов. Надежность электросети должна быть максимальной, т.к. электропроводка требует повышенного внимания и регулярного контроля.
Кабели, кабельная арматура, прокладка и маркировка кабелей
Количество и типы применяемой арматуры силовых кабелей определяются проектной документацией по прокладке кабельных линий (КЛ). Арматура должна иметь максимальную степень заводской готовности, обеспечивающую минимизирование влияния человеческого фактора при монтаже и вероятности повреждения элементов конструкции муфт при монтаже и транспортировке.
Главными составными элементами силовых кабельных линий являются:
- силовой кабель, служащий для передачи электроэнергии;
- соединительные муфты, при помощи которых отдельные строительные длины кабелей соединяются в одну линию;
- концевые муфты (заделки) и стопорные муфты, монтируемые на крупных участках трассы линии для предупреждения стекания кабельных масс;
- подпитывающие аппараты и системы сигнализации давления масс для линий, выполненных маслонаполненными кабелями;
- кабельные сооружения – кабельные коллекторы, тоннели, каналы, шахты и колодцы.
В соответствии с ПУЭ за начало и конец КЛ принимают кабельные наконечники концевых муфт или заделок. Поскольку кабели выполняют отдельными отрезками строительной длины от 200 до 600 м различного сечения (для удобства транспортировки на кабельных катушках), то при сооружении КЛ эти отрезки соединяются друг с другом с помощью соединительных муфт. Основное назначение всех кабельных муфт – это герметизация кабелей в местах соединения и окольцевания. Для герметизации изготовители выпускают кабель с запаянными концами, чтобы не было окисления изоляции (попадания воздуха и влаги) при транспортировке.
Для кабелей напряжением до 1000 В применяют эпоксидные или чугунные кабельные муфты. Для кабелей напряжением 6 – 10 кВ применяют термоусаживаемые, эпоксидные или свинцовые соединительные муфты (свинцовые служат только для соединения кабеля со свинцовой или алюминиевой оболочкой).
Для КЛ напряжением 110-500 кВ в настоящее время применяют:
- ≪сухие≫(вместо маслонаполненых) конструкции элегазовых вводов, соединительных и концевых муфт, адаптированные к монтажу кабелей с оптическими волокнами, интегрированными в экран кабеля, ориентированные на исключение применения жидких диэлектрических сред, кроме случаев, оговоренных в проектной документации;
- композитные изоляторы для концевых муфт наружной установки с различными длинами пути утечки в зависимости от степени загрязнения атмосферы на объекте;
- концевая арматура, может иметь специальные адаптеры для периодического контроля уровней частичных разрядов (ЧР) с помощью передвижных измерительных установок.
Для КЛ напряжением до 35 кВ используется:
- арматура на основе термоусаживаемых трекингостойких, негорючих, не распространяющих горение трубок и изделий;
- кабельная арматура холодной усадки на основе предварительно изготовленных на предприятиях эластомерных элементов.
Концевые заделки кабелей в отличие от соединительных муфт размещаются только в одной среде (в воздухе). Для кабелей напряжением до 10 кВ применяются 3-х фазные концевые муфты. Для кабелей напряжением 35 кВ и выше – однофазные.
Таким образом, кабельная арматура предназначена для соединения отдельных кусков кабеля при выполнении монтажных и ремонтных работ, а также для подключения кабелей к различным электрическим аппаратам и шинам распределительных устройств.
Для соединения кабелей служат соединительные муфты. Подключение кабелей к аппаратуре на открытом воздухе и внутри помещений осуществляется с помощью концевых муфт и концевых заделок соответственно (рис. 1). Соединяемые концы кабелей разделываются, т.е. последовательно со сдвигом 2…3 см удаляются все слои: наружная защитная оболочка, броня, подушка под броней и т.д. до токоведущей жилы. Одноименные жилы разделанных концов кабелей соединяются с помощью опрессовки в гильзах, пайки в гильзах или термитной сварки. После соединения жил восстанавливается фазная изоляция. Место соединения кабелей помещают в соединительную муфту.
а)
б)
Рис. 1. Кабельные муфты: а – кабельная концевая; б – концевая мачтовая: 1 – наконечник; 2 – манжета концевая; 3 – жильная трубка; 4 – изолятор; 5 – манжета пальцевая; 6 – перчатка; 7 – комплект заземления; 8 – манжета поясная
Для кабелей напряжением до 1 кВ применяются чугунные муфты (рис. 2). Для кабелей более высокого напряжения – свинцовые, эпоксидные, термоусаживаемые муфты.
Рис. 2. Чугунная соединительная муфта для кабелей напряжением до 1 кВ: 1 – верхняя часть; 2- подмотка для смоляной ленты; 3 – нижняя часть муфты; 4 – фарфоровая распорка; 5 – крышка; 6 – болт крышки; 7 – стягивающий болт; 8 – провод заземления; 9 – наконечник; 10 – соединительная гильза
Соединение кабелей напряжением выше 1 кВ показано на рис. 3. Место соединения кабелей помещается в свинцовую муфту 1 (рис. 3,а), представляющую собой свинцовую трубу, концы которой прижимаются и припаиваются к металлическим герметичным оболочкам соединяемых кабелей.
Рис. 3,а. Соединительная муфта в свинцовом корпусе для кабелей на напряжение 6, 10 кВ: 1 – бандаж; 2 – заземляющий провод; 3 – корпус муфты; 4 – заливочное отверстие; 5 – изоляция кабеля; 6 – подмотка из бумажных лент; 7 – токопроводящая жила; 8 – соединительная гильза
К корпусу свинцовой муфты и броне каждого из соединяемых кабелей припаивается проводник 2, обеспечивающий надежное заземление свинцовой муфты. Соединительные муфты кабелей на напряжения 6 и 10 кВ заключаются в свинцовый корпус, который при прокладке в земле в свою очередь помещается в чугунный кожух или кожух из стеклопластиков для защиты от коррозии и механических повреждений (рис. 3,б).
Рис. 3,б. Соединительная муфта для кабелей напряжением 35 кВ: 1 – экран конуса; 2 – конус; 3 – корпус; 4 – экран корпуса; 5 – место соединения
Внутренности чугунных и свинцовых муфт заливаются маслобитумной кабельной массой, в эпоксидных муфтах – эпоксидным компаундом. Для этого в чугунных и эпоксидных муфтах предусмотрены специальные отверстия, в свинцовой муфте эти отверстия прорезаются ножом и запаиваются после заливки.
Эпоксидные муфты имеют разъемный корпус. Соединение кабелей с помощью такой муфты показано на рис. 3,в. Для обеспечения надежного контакта между металлическими оболочками соединяемых кабелей эти оболочки соединяют с помощью пайки гибким медным проводником 5. Этот проводник припаивают к броне и герметичной оболочке каждого из соединяемых кабелей.
Рис. 3,в. Муфта эпоксидная концевая на напряжения 6 и 10 кВ: 1 – воронка для заливки эпоксидного компаунда; 2 – наконечник обеспечивающий электрический контакт жил; 3 – подмотка лентой ЛЭТСАР; 4 – изолятор; 5 – крышка; 6- корпус муфты; 7 – компаунд, служащий для электрической изоляции и герметизации муфты; 8 – бандаж из проволоки закрепляющий провод заземления с наконечником; 9 – провод заземления с наконечником
Рис. 3,г. Соединительная муфта для кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение 10 кВ: 1 – гильза соединительная; 2- адгезионный слой; 3 – изоляция из самосклеивающихся лент; 4 – полупроводящий экран; 5 – металлический экран; 6 – подмотка лентой из ПВХ-пластиката; 7 – наружный покров (термоусаживаемая трубка)
Соединение кабелей с помощью термоусаживаемой муфты показано на рис. 3,д. В таких муфтах используются элементы (перчатки, шланги, манжеты) из термоусаживаемой пластмассы. Эти элементы надеваются на покрытые герметиком разделанные части кабеля. При нагревании теплофеном или паяльной лампой эти элементы усаживаются, плотно охватывая разделанные части кабеля.
Рис. 3,д. Термоусаживаемая соединительная муфта на напряжения 6 и 10 кВ
Способ прокладки КЛ выбирают в зависимости от числа кабелей, условий трассы, степени загрязненности и агрессивности окружающей среды, требований эксплуатации, экономичности и других факторов.
Прокладка КЛ в земляной траншее является одним из наиболее простых и экономичных способов. Глубина траншеи зависит от напряжения КЛ. Для КЛ напряжением до 10 KB траншея имеет глубину 0,8 м, для КЛ напряжением ПО кВ – 1,5 м. Эскиз укладки кабеля напряжением до 10 кВ в земляную траншею приведен на рис. 4.
Рис. 4. Эскиз прокладки кабелей в земляной траншее
Дно траншеи покрывается слоем песка или просеянного грунта, на который укладываются в один ряд кабели. Расстояние между соседними кабелями d не менее 100 мм. Сверху кабели накрывают слоем песка или просеянного грунта. Выше укладываются железобетонные плиты или слой красного кирпича, служащие для защиты кабелей от механических повреждений при проведении землеройных работ. Вместо защиты от механических повреждений может использоваться сигнальная лента из яркой полиэтиленовой пленки, свидетельствующая о близком расположении кабелей.
Верхняя часть траншея засыпается обычным грунтом с послойным трамбованием. В одной земляной траншее прокладывают не более шести кабелей. Это обусловлено тем, что с увеличением числа кабелей их условия охлаждения ухудшаются, допустимая токовая нагрузка кабелей уменьшается, эффективность использования кабелей снижается.
При числе кабелей более шести, идущих в одном направлении, их укладывают в отдельные траншеи. Расстояния между траншеями должно быть не менее 0,5 м. Если кабельная трасса пересекает какие-либо инженерные сооружения, например, асфальтированные дороги, то в месте пересечения кабели укладываютв асбоцементные трубы.
Прокладка КЛ в блоках используется при большой стесненности кабельной трассы и пересечениях с инженерными сооружениями, например, с железными дорогами. Конструкции блоков и размеры могут быть различными. На рис. 5 показан бетонный блок, состоящий из бетонных панелей 1 с отверстиями 2, через которые прокладываются кабели 3.
Рис. 5. Эскиз прокладки кабелей в бетонный блок: 1 – бетонный блок; 2 – отверстие; 3 – силовой кабель
Через определенные расстояния сооружаются кабельные колодцы, в которых осуществляется соединение кабелей и через которые выполняется монтаж кабелей и замена поврежденного кабеля. Это более дорогой способ прокладки, с худшими условиями охлаждения по сравнению с прокладкой кабелей в земляной траншее.
При прокладке в одном направлении большого количества кабелей (более 20), что характерно для электростанций и энергоемких промышленных предприятий, используются кабельные тоннели, галереи и эстакады. Эскиз прокладки кабелей в тоннеле показан на рис. 6,а. Тоннель 1 представляет собой сборную железобетонную конструкцию, в которой по кронштейнам 2 прокладываются кабели 3 разного напряжения и разного назначения (силовые и контрольные). Кроме кабелей, в тоннелях могут прокладываться и другие инженерные сети, например водопроводные 4. Размеры тоннеля позволяют проводить двухстороннее обслуживание кабелей.
Рис. 6. Прокладка кабелей в тоннеле (а) и канале (б): 1 – железобетонный тоннель; 2 – кронштейн; 3 – кабель; 4 – труба водопроводная
Галереи и эстакады отличаются от тоннелей тем, что располагаются над поверхностью земли на специальных стойках. Галереи и эстакады в отличие от тоннелей используются на производствах, где возможны скопления горючих и взрывоопасных газов, тяжелее воздуха, и на предприятиях с большой агрессивностью почвы.
На территории подстанций и цехов промышленных предприятий КЛ прокладывают в железобетонных каналах (рис. 6,б). Верхний блок 1 является съемным, что обеспечивает удобное обслуживание кабелей. В галереях, тоннелях, каналах и эстакадах с целью пожарной безопасности используются кабели без наружного джутового покрова.
Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена используются все вышеперечисленные способы прокладки. При прокладке трехжильных кабелей в одной плоскости расстояние между соседними кабелями принимается равным диаметру кабеля d (рис.7).
Одножильные кабели прокладываются треугольником и располагаются вплотную друг к другу как это показано на рисунке. Расстояние между соседними пучками кабелей принимается равным удвоенному диаметру одножильного кабеля 2d.
Рис. 7. Прокладка кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
Среди многих систем классификации кабельных изделий основной является классификация кабелей и проводов по назначению. При этом различают:
- Неизолированные провода – для использования при строительстве ВЛ. Провода изготавливаются из меди, алюминия, бронзы, а также комбинированием (стальной сердечник, поверх которого накладывается один или несколько повитков алюминиевой проволоки).
- Самонесущие изолированные провода (СИП) – для передачи электроэнергии по изолированным скрученным проводам в жгут, расположенным на открытом воздухе и прикрепленные при помощи узлов крепления к опорам.
- Силовые кабели – для передачи и распределения электрической энергии. Кабели выпускаются с медными и алюминиевыми токопроводящими жилами с изоляцией из бумажных лент, пропитанных маслом или специальными составами, а также с изоляцией из ПВХ пластиката, полиэтилена, резины. Диапазон ~ напряжений силовых кабелей – от 660 В до 500 кВ. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые или пластмассовые оболочки.
- Кабели связи – для передачи сигналов связи и информации. Кабели имеют медные жилы и бумажную или пластмассовую изоляцию. Кабели имеют свинцовые, алюминиевые, стальные, пластмассовые или металлопластмассовые оболочки. Кабели связи делятся на высокочастотные и низкочастотные. Высокочастотные – это кабели дальней связи, низкочастотные – кабели местной связи (городские ПФ и т.д.)
- Контрольные кабели – для питания приборов, аппаратов и других электротехнических устройств и используются в целях контроля. Контрольные кабели имеют токопроводящую жилу из меди, биметалла алюминий-медь, алюминия. Изоляция – в основном из ПВХ, ПЭ и резины. Число токопроводящих жил – от 4 до 37, сечения от 0,75 до 10 мм2.
- Кабели управления используются для целей дистанционного управления и имеют медные жилы. Изоляция – из ПЭ, ПВХ, фторопласт, резина. Число токопроводящих жил от 3 до 108. Все или отдельные токопроводящие жилы могут быть экранированными. Оболочки кабелей – пластмассовые. Поверх оболочки может накладываться панцирная броня из стальных проволок. Форма – круглая или плоская.
- Монтажные провода используются для выполнения групповых соединений в различных схемах, в том числе и в жилых домах. Токопроводящие жилы – медные, в том числе с покрытиями из серебра, никеля и олова. Изоляция – ПЭ, ПВХ, фторопласты. Часть монтажных проводов выпускается с изоляцией на основе стекловолокна, волокон лавсана и капрон. Форма – круглые и ленточные.
- Установочные провода – для распределения электрической энергии в силовых и осветительных сетях. Провода выпускаются одно и многожильными (до 30) и в основном рассчитаны на напряжение до 3 кВ. Токопроводящие жилы – алюминиевые, медные и биметалл All+Cu. Изоляция ПЭ, ПВХ, резина, асбест, стекловолокно, резиностеклоткань. Диапазон сечений от 0,5 до 120 мм2.
- Обмоточные провода – для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Токопроводящие жилы – из меди, алюминия, сплавов сопротивлений (нитрон, манганин, константан). Изоляция – эмалевые покрытия на основе синтетических лаков, стекловолокно, шелк, пленки, бумага, пластмассы.
- Радиочастотные провода – для передачи высокочастотной энергии между антеннами и различными радиотехническими и электронными устройствами. Кабели имеют коаксиальную конструкцию. Жилы – медные, изоляция из ПЭ или фторопласта. Поверх изоляции наложены экран и защитная оболочка из ПЭ или ПВХ пластмассы.
Кроме того выпускаются судовые, грузонесущие, геофизические кабели, для электрофильтров, бортовые провода, провода зажигания и др.
Основными направлениями развития кабельной техники является:
- повышение рабочих температур кабелей и проводов;
- микроминиатюризация кабельной продукции, связанная с уменьшением габаритов электронной и радиоаппаратуры;
- автоматизация производства кабелей и проводов;
- экономия цветных металлов.
При проектировании, эксплуатации и реконструкции кабельных линий необходимо выполнять следующие условия:
- в однофазных кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ или XLPE) до 500 кВ включительно необходимо обращать повышенное внимание к выбору сечения, способам соединения и заземления экранов;
- конструкция, сечение экрана и способ его заземления должен осуществляться по условиям допустимого нагрева КЛ в нормальном и после аварийном режимах работы, а также по условиям его термической стойкости, в том числе в режиме протекания однофазного (в сети с изолированной нейтралью) тока короткого замыкания в течении времени протекания по условиям работы РЗА, с обеспечением электробезопасности обслуживания коробок транспозиции, с учетом их количества, мест расположения и проектирования КЛ по принципу минимизации количества соединительных транспозиционных муфт;
Буквенные обозначения в маркировке кабелей обусловлены конструкцией брони и защитных покровов и приведены в табл. 1. Расшифровка обозначений применяемых силовых кабелей дана в табл. 2.
Таблица 1. Буквенные обозначения в маркировке кабелей
Буква или сочетание букв | Значение буквы или сочетание букв |
1 | 2 |
А | Алюминиевая жила (если буквы А нет – то медная жила) |
АС | Алюминиевая жила и свинцовая оболочка |
АА | Алюминиевая жила и алюминиевая оболочка |
Б | Броня из двух стальных лент с антикоррозионным защитным покровом |
Бн | То же, но с негорючим защитным покровом (не поддерживающим горение) |
Г | Отсутствие защитных покровов поверх брони или оболочки |
л (2л) | В подушке под броней имеется слой (два слоя) из пластмассовых лент |
в (п) | В подушке под броней имеется выпрессованный шланг из поливинилхлорида (полиэтилена) |
Шв (Шп) | Защитный покров в виде выпрессованного шланга (оболочки) из поливинилхлорида (полиэтилена) |
К | Броня из круглых оцинкованных стальных проволок, поверх которых наложен защитный покров |
н | Не поддерживающий горение защитный покров |
П | Броня из оцинкованных плоских проволок, поверх которых наложен защитный покров |
С | Свинцовая оболочка |
О | Отдельные оболочки поверх каждой фазы |
В – в конце обозначения (-В) | Обедненно-пропитанная бумажная изоляция |
Ц | Бумажная изоляция, пропитанная нестекающим составом, содержащим церезин |
НР | Резиновая изоляция и оболочка из резины, не поддерживающей горение |
В | Изоляция или оболочка из поливинилхлорида |
П | Изоляция или оболочка из термопластичного полиэтилена |
Пс | Изоляция или оболочка из самозатухающего полиэтилена |
Пв | Изоляция из вулканизированного полиэтилена |
Бб | Броня из профилированной стальной ленты |
У | Для кабелей, изготовленных после 01.04.85. Изоляция может работать при температурах 80, 70, 65℃ соответственно для кабелей на напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ |
Таблица 2. Маркировка силовых кабелей
Марка кабеля | Расшифровка |
СБ | кабель с бумажной пропитанной изоляцией с медными жилами в свинцовой оболочке (С) с броней из стальных лент (Б) с защитными покровами из кабельной пряжи, пропитанной битумом |
СБГ | то же, но без защитных покровов («голый») |
СГ | то же, но без защитных покровов |
АСБ | то же, что СБ, но с алюминиевой жилой |
ААБ | то же, но с алюминиевой оболочкой (А вместо С). |
ОСБ | кабель с отдельно освинцованными жилами с броней из стальных лент с защитными покровами |
ААШв | кабель с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке и защитным покровом в виде шланга из поливинилхлорида. |
ААБв | кабель с выпрессованной оболочкой из поливинилхлорида (в) под броней из стальных лент (Б) с защитными покровами |
СРБ | кабель с резиновой изоляцией, свинцовой оболочкой, с броней из стальных лент и защитными покровами |
ВВГ | кабель с изоляцией из поливинилхлорида, оболочкой из поливинилхлорида |
ПВГ | то же, но с изоляцией из термопластичного полиэтилена |
ПсВГ | то же, но с изоляцией из самозатухающего полиэтилена без защитных покровов |
ПвВГИ | то же из полиэтилена вулканизированного |
ПОВБ | кабель с полиэтиленовой изоляцией, фазы которого заключены в отдельные экраны из медных лент и поливинилхлоридные оболочки в общей ленточной броней, с защитными покровами |