Материалы для производства кабелей: медь

В качестве материала для жил при изготовлении силовых кабелей используются материалы с высокими параметрами электропроводности. Также важно, чтобы данные материалы были доступны и не дороги. Оптимальными характеристиками по этим критериям обладают два материала: медь и алюминий. Медь, из-за высоких прочностных и антикоррозийных свойств, а также более низкого сопротивления, чаще применяется для изготовления кабелей. Даже её стоимость — в несколько раз больше алюминия — не делает этот металл менее популярным. За счёт использования меди обеспечиваются высокая надежность и долговечность кабелей. Медные проводящие элементы применяются во всех типах электротехнических устройств: от силовых и коммуникационных кабелей до клемм, катушек, трансформаторов.

Основные характеристики материала

Медь или Cuprum (лат.), в таблице Менделеева указана как Cu — это химический элемент I группы, атомный номер 29, атомная масса 63,546. Представляет собой мягкий металл красноватого цвета, хорошо поддающийся обработке. Удельный вес меди составляет 8,93 г/см³. Популярный материал — бронза, первоначально сплав только меди с оловом, сейчас сюда же относят сплавы с другими металлами. Ещё одно известное соединение на основе меди —латунь, здесь вторым элементом выступает цинк.

В промышленности и хозяйственно-бытовой деятельности находят применение различные производные металла. Например, сульфат меди — соль серной кислоты и меди, используется как сильнодействующее вещество для удаления загрязнений, ржавчины. Обработка им препятствует гниению древесины, сульфат обладает антисептическим действием. Ещё одно полезное соединение — хлорид меди. Оно широко применяется, например, как прикормка для скота, как вспомогательное вещество при покраске тканей, как средство обработки древесины. Нитрат меди используется в металлургии для воронения стали, при производстве эмалей, чернил, в аграрном комплексе, где его применяют для устранения грибковых болезней растений.

Основное свойство же самой меди, широко используемое в хозяйственной деятельности человека — хорошая электропроводимость. Для нужд электротехники медь применяется в чистом виде, без примесей. При изготовлении силовых кабелей чаще всего используется металл, который получают в процессе электролитического рафинирования. Стоимость данной технологии обуславливает его высокую цену в сравнении с алюминием. Однако, в результате удаётся получить проводящий материал очень высокого качества.

Особенности меди как материала для изготовления проводов

Кабели на основе меди широко применяются в промышленности и в быту за счёт следующих её свойств:

• Провод легко выдерживает большое число сгибаний, в несколько раз большее, чем аналогичное изделие из алюминия — до восьмидесяти раз у меди и порядка двенадцати у алюминия. Востребованность этого свойства зависит от применения кабеля. Если его укладывают в стенах жилого дома, то устойчивость к изгибам не будет значимым параметром.
• Однопроволочной или многопроволочной будет жила, зависит от сечения. До 12 мм² жилы будут однопроволочными, при сечении от 25 до 95 мм² допустимы оба типа жил, более 120 мм² - только многопроволочные жилы.
• Медным проводникам не свойственен гальванический эффект (в отличие от алюминиевых), поэтому они более устойчивы к коррозии.
• Если окисление меди происходит, то оксиды образуются только на поверхности, а внутри жила полностью сохранит свои электропроводящие качества.
• Провода любого диаметра могут содержать гибкие жилы, состоящие из нескольких проволок, что повышает их гибкость и улучшает электропроводящие свойства.
• Электрическое сопротивление меди примерно в 1,5—1,7 раза больше, чем у алюминия. При одинаковом сечении медь может выдержать большую нагрузку.
• Твердость материала. При подключении кабеля к месту с винтовым или гаечным зажимом с ним образуется более качественный контакт.

К недостаткам же меди можно отвести в первую очередь её дороговизну. Другой минус — вес, больший, чем у алюминия, а значит, например, при прокладке навесным способом крепления кабеля должны быть прочнее, а значит возрастёт стоимость и комплектующих, и работ.

Разновидности

Существуют большое число типов медных кабелей, отличия которых определяются их конструкцией: применением разных материалов изоляции, количеством жил, исполнением самих жил — однопроволочным или многопроволочным. Кроме того, кабели бывают сегментные, секторные, круглые, плоские. Основные разновидности по сферам применения:

1. Силовые кабели, предназначенные для передачи электрической энергии от источника до потребителя. Рассчитаны на высокое напряжение и токи. Бывают с пластиковой, резиновой или бумажной изоляцией.
2. Коммуникационные кабели (для слаботочных сетей) применяются при передаче сигналов в таких системах, как телефонные линии, интернет-сети, кабельное телевидение и другие. Существуют такие типы коммуникационных кабелей, как телефонные, витая пара, коаксиальные.
3. Кабели, предназначенные для передачи управляющих сигналов контроля и автоматизации в промышленном оборудовании. Также относятся к слаботочным.

Выбор конкретного типа медного кабеля зависит от таких факторов, как назначение системы, требования по электрическим параметрам (напряжение, ток, частота), внешние условия (температура, влажность, воздействие химических веществ), а также и других параметров, влияющих на производительность и безопасность системы.

Основные типы силовых медных кабелей

ВВГ – для электропроводки внутри помещений. Изоляция из ПBХ. Существует однопроволочный и многопроволочный в зависимости от сечения. Виды ВВГ: «нг» – негорючий; «п» – плоский; «з» – с заполнением между жилами.

NYM – много общего c ВВГ, но сделан согласно стандартам Германии.  Жилы только сплошные — от одной до пяти жил на 1,5–35 мм². Круглого сечения. Для прокладки электросетей в жилых и производственных сооружениях. Изоляция — ПВХ. 

ПВС – соединительный медный провод с многопроволочными жилами, материал оболочки — ПВХ.  Место между жилами заполнено изолятором, что повышает прочность изделия. Бывает 2–5 жил от 0,75 до 16 мм².

КГ — гибкий кабель, который используется для запитывания переносного оборудования, приборов. Может содержать до 6 многопроволчных жил сечением от 0,5 до 240 мм². Выпускается вариант «нг» c негорючей оболочкой.

Кроме того, существует большое число других видов силовых кабелей: РКГМ для условий высокой влажности, плоский ППВ, бронированный двумя полосами стали ВББШв.

Список часто задаваемых вопросов (FAQ):