Мыс өткізгішті кабель немесе алюминий өткізгішті кабель: қайсысын таңдаған дұрыс
Электр жабдықтау жүйесін жобалау кезінде кабельдің ток өткізгіш материалын таңдау – бірінші кезектегі мәселелердің бірі. Бұл мақалада мыс және алюминий өткізгіштері бар бұйымдар негізгі техникалық, монтаждық және экономикалық параметрлер бойынша егжей-тегжейлі салыстырылады. Материал ПЭУ (Электр қондырғыларын пайдалану ережелері), ГОСТ 22483, ГОСТ 31996 талаптарын, сондай-ақ ғимараттар ішінде және ашық трассаларда кабельдерді төсеудің типтік шешімдерін ескере отырып дайындалған.
Өткізгіштердің екі тобы да бір функцияны орындайды — электр энергиясын 1 кВ және одан жоғары кернеуге дейін тасымалдау. Мыс пен алюминийдің физикалық қасиеттеріндегі айырмашылық рұқсат етілген ток жүктемелерін, салмақты, контактілі қосылыстардың сенімділігін және желінің соңғы құнын анықтайды. Параметрлер топтары бойынша салыстырмалы кестелер тиісті бөлімдерде орналастырылған.
1. Кабельдің өткізу қабілеті және көлденең қимасы
Электрлік және жылулық параметрлер
| Параметр | Мыс кабель | Алюминий кабель |
| Электр өткізгіштік | 58,5 МСм/м | 34,5 МСм/м |
| Меншікті кедергі | 0,01724 Ом·мм²/м | 0,02826 Ом·мм²/м |
| Рұқсат етілген ток жүктемесі | Бірдей қима үшін жоғары | Төмен — бірдей ток үшін қиманы шамамен 60 %-ға ұлғайту қажет |
| Бірдей жүктеме кезіндегі қажетті қима | Негізгі (мысалы, 10 мм²) | Ұлғайтылған (эквивалентті өткізгіштік үшін 16 мм²) |
| Кернеудің төмендеуі | Ұзындық бірлігіне аз | Бірдей қимада жоғары; өткізгіштік бойынша таңдағанда теңестіріледі |
| Энергия шығындары | Төмен | Жоғары, егер қимамен компенсацияланбаса |
| Жылу өткізгіштік | 401 Вт/(м·К) | 237 Вт/(м·К) |
Мыс өткізгіш аз меншікті кедергіні және соның салдарынан жоғары өткізу қабілетін қамтамасыз етеді. Бұл бірдей жүктеме кезінде кішірек қиманы таңдауға немесе кернеудің төмендеуін азайтуға мүмкіндік береді.
Мыстың электр өткізгіштігі алюминийге қарағанда екі еседей жоғары. ГОСТ 22483 бойынша мыс өткізгіштің меншікті кедергісі 0,01724 Ом·мм²/м, ал алюминийдікі — 0,02826 Ом·мм²/м. Бұл мыс кабельдің бірдей қимада токты көбірек өткізетінін немесе бірдей жүктеме үшін қимасы кішірек болатынын білдіреді. Мысалы, 100 А токты 50 м қашықтыққа беру үшін мыс өткізгіш шамамен 25 мм² қиманы қажет етеді, ал алюминий өткізгішке кемінде 35 мм² қажет. Қиманы таңдау туралы толығырақ күштік кабель туралы мақалада жазылған.
Өткізгіштіктегі айырмашылық кернеудің төмендеуіне тікелей әсер етеді. Бірдей қимада алюминий желісінде кернеудің төмендеуі шамамен 60 %-ға артық. Жобалаушылар мұны қиманы арттыру арқылы компенсациялайды, бұл салмақтағы ұтысты ішінара жояды. Магистральдық желілерде таңдау көбінесе ПЭУ бойынша экономикалық ток тығыздығымен анықталады, мұнда мыс өткізгіш шығындарды азайту бойынша ұтады, ал алюминий — күрделі шығындар бойынша.
2. Кабель салмағы және төсеу ыңғайлылығы
Механикалық қасиеттер және орнату ыңғайлылығы
| Параметр | Мыс кабель | Алюминий кабель |
| Кабель салмағы | Алюминийден 2,5–3 есе ауыр | Айтарлықтай жеңіл |
| Икемділік | Жоғары, әсіресе 4 және 5 класс өткізгіштер | Төмен; көп сымды өткізгіштер 3–4 класс шектеледі |
| Өткізгіштің беріктігі | Сынуға жоғары механикалық төзімділік | Нәзік, қайталап иілуде сынуға бейім |
| Дірілге төзімділік | Өте жақсы | Қанағаттанарлық, контактілердің бекітілуін бақылау қажет |
| Орнату ыңғайлылығы | Оңай тазарту, икемділік щиттерде төсеуді жеңілдетеді | Қосу кезінде мұқияттылықты талап етеді; иілу шектеулері |
| Қосылым сенімділігі | Жоғары, уақыт өте босап қалуға аз бейім | Мерзімді тартуды бақылау қажет, әсіресе термоциклдарда |
| Қосылымдардың қызуы | Сапалы контактіде аз | Тотығуда жоғары; биметалл ұштарсыз сыни |
| Контактілердің тотығуы | Оксид қабығы оңай бұзылады; контакт тұрақты | Оксид қабығы отқа төзімді, арнайы өңдеу және пасталар қажет |
Алюминий айтарлықтай жеңіл, бұл конструкцияларға түсетін жүктемені азайтады және көлік тасымалдауды жеңілдетеді. Алайда мыс икемділік, беріктік және контакт тұрақтылығы бойынша ұтады, бұл әсіресе шектеулі кеңістікте орнатқанда маңызды.
Алюминийдің тығыздығы 2,7 г/см³, мыстыкі — 8,9 г/см³. Алюминий өткізгіш бірдей қималарда мыс аналогынан үш есе жеңіл. Бұл ұзақ трассаларды төсеу кезінде өте маңызды, мұнда кабель конструкцияларына түсетін жүктеме және орап төсеу ыңғайлылығы шешуші факторларға айналады. Алюминий өткізгішті АВБбШв кабелінің 6–10 кВ тарату желілерінде және ғимараттарға кірістерде белсенді қолданылуы кездейсоқ емес.
Әуе желілерін төсеу де алюминийге бейім: аз салмақ тіректерге қойылатын талаптарды төмендетеді. Цехтер ішінде және лотоктарда жеңіл кабельді бекіту оңай. Алайда тұрғын және кеңсе үй-жайларында ішкі сымдар үшін салмақ шешуші дәлел емес, ал икемділік пен қосудың қарапайымдылығы мыс жағында. Орнату және трасса ерекшеліктері туралы толығырақ — кабель төсеу мақаласында.
3. Мыс және алюминий кабельдерінің құны
Экономикалық көрсеткіштер және өрт қауіпсіздігі
| Параметр | Мыс кабель | Алюминий кабель |
| Қызмет мерзімі | ПЭУ сақталғанда 30 жыл және одан да көп | Дұрыс орнатқанда 25–30 жыл |
| Кабель құны | Жоғары | Ұзындық бірлігіне 2–3 есе төмен |
| Орнату құны | Қосылымдардың қарапайымдылығы арқасында төмен | Биметалл ұштар мен қосымша өңдеуді міндетті түрде қолдану салдарынан жоғары |
| Пайдалану құны | Энергия шығыны аз, техникалық қызмет көрсету сирек | Шығындар жоғары, контактілерді тексеру қажет |
| Өрт қауіпсіздігі | Балқу температурасы 1083 °C; жоғары төзімділік | Балқу температурасы 658 °C; өрт кезінде механикалық беріктігін тез жоғалтады |
Алюминий кабель сатып алу кезеңінде айтарлықтай арзан, бірақ арматура мен техникалық қызмет көрсетуге қосымша шығындарды талап етеді. Мыс нұсқасы ұзақ мерзімді перспективада энергия шығындарының аздығы және сирек техникалық қызмет көрсету арқасында үнемді.
Алюминий кабельдің бір метрінің бағасы айтарлықтай төмен: айырмашылық екі-үш есеге жетеді. Ұзақ желілері бар нысандар үшін бұл бюджетті айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді. Бірақ тек сатып алу бағасын талдау толық көріністі көрсетпейді. Қосылым арматурасының құнын ескеру қажет: алюминий үшін биметалл ұштар мен майлау материалдары міндетті, бұл монтаж сметасын арттырады. Мыс кабельдері қымбатырақ, бірақ орнату және техникалық қызмет көрсету шығындары төмен.
Ұзақ мерзімді пайдалану шығындары да әртүрлі. 30 жыл қызмет мерзімінде алюминий желісінде энергия шығындары көбірек, ал жоғары тарифтер кезінде бұл айырмашылық бастапқы үнемдеуден асып түсуі мүмкін. Сондықтан қай кабельді таңдау керек деген сұрақ көбінесе техникалық-экономикалық есептеу арқылы шешіледі.
4. Монтаж және қосу
Мыс икемді кабель — мысалы, КГ маркасы — оңай тазартылады және кіші радиустармен иіледі. Тарату щиттерінің шектеулі кеңістігінде монтаж, автоматтар мен терминалдарға қосу қиындық тудырмайды. Мыс контактілерді арнайы дайындауды қажет етпейді: оксид қабығы тарту кезінде оңай бұзылады.
Алюминий өткізгіштер, тіпті көп сымды болса да, қысым астында ағымдылық көрсетеді. Бірнеше қыздыру-салқындату циклінен кейін контакт босап қалуы мүмкін, бұл мерзімді тартуды талап етеді. ГОСТ 10434-82 сәйкес алюминий өткізгіштердің қосылымдары тек биметалл ұштармен немесе тотығуды болдырмайтын пастамен орындалуы тиіс. Онсыз өтпелі кедергі өсіп, түйінді қыздырады. Алюминий өткізгішті кабель электромонтажшылардың біліктілігіне жоғары талаптар қояды.
Жабдықты жылжымалы қосу үшін мыс өткізгішті КГ икемді кабелі бір мәнді түрде таңдалады — ол қайталап иілуге және дірілге есептелген. Мұндай икемділік класы бар алюминий аналогтары іс жүзінде шығарылмайды.
5. Сенімділік, қызмет мерзімі және қауіпсіздік
Мыс өткізгіштің механикалық беріктігі жоғары: ол көп иілуге төтеп береді және діріл кезінде сынбайды. Бұл мыс өткізгішті жылжымалы учаскелерде және динамикалық жүктемелер жағдайында сенімдірек етеді. Сонымен қатар мыстың балқу температурасы 1083 °C-қа жетеді, бұл қысқа тұйықталулар мен артық жүктемелер кезінде жақсы төзімділікті қамтамасыз етеді.
Алюминий қыздырылғанда қарқынды тотығады, ал Al₂O₃ оксид қабығы жоғары электр кедергісіне ие. Тиісті қорғаныс болмаса, контактілі түйін қызып кетеді, бұл өрт қаупін арттырады. Дәл осы себепті ғимараттар ішінде СП 256.1325800.2016 нормалары мыс ВВГнг немесе ВВГнг LS кабелін, әсіресе өртке қарсы қорғаныс жүйелерінде ұсынады. Отқа төзімді желілер үшін отқа төзімді кабель нұсқаулығында сипатталған конструкциялар арналған.
Мыс кабельдің ток режимдері мен төсеу шарттары сақталған кездегі қызмет мерзімі 30 жылдан асады. Алюминий сапалы орнату кезінде кемінде 25 жыл қызмет етеді, бірақ қосылымдарды мұқият бақылауды қажет етеді.
6. Мыс және алюминий кабельдерінің танымал маркалары
Мыс кабельдер
- ВВГ — ПВХ оқшаулағышы мен қабығындағы мыс өткізгішті кабель, броньсыз. Ғимараттар ішінде және ашық ауада стационарлық төсеуге арналған негізгі шешім. ГОСТ 31996 сәйкес. 1-ден 5-ке дейін өзектер санымен шығарылады.
- ВВГнг — топтық төсеу кезінде жануды таратпайтын ВВГ нұсқасы. Тұрғын, әкімшілік және өндірістік ғимараттарда өрт қауіпсіздігіне жоғары талаптар қойылған жерлерде пайдаланылады.
- ВВГнг-LS — қосымша түтін мен газ бөлудің төмендігімен ерекшеленеді. Адам көп жиналатын нысандарға ұсынылады. Мектептерде, ауруханаларда, сауда орталықтарында жиі кездеседі.
- КГ — ГОСТ 22483 бойынша 5 класс мыс өткізгіштері бар икемді кабель. Жылжымалы жабдық пен механизмдерді қосуға арналған.
- ВБбШв — мыс броньды кабель, мырышталған болат таспалардан қорғанысы бар. Жерге және механикалық зақымдану қаупі бар жағдайларда төсеу үшін қызмет етеді.
Мыс өткізгіштері бар ассортимент каталогта ұсынылған.
Алюминий кабельдер
- АВВГ — алюминий өткізгіштері бар ВВГ аналогы. Ашық ауада және өндірістік үй-жайларда жоғары икемділік талап етілмейтін стационарлық төсеуге арналған.
- АВВГнг — топтық төсеуге арналған АВВГ-ның жанбайтын нұсқасы. Өндірістік нысандардың тарату желілерінде танымал.
- АВБбШв — алюминий өткізгіштері бар броньды кабель. Траншеяларда және эстакадаларда төсеуге оңтайландырылған. Жоғары механикалық жүктемелерге төтеп береді.
Алюминий өткізгіштері бар толық тізім веб-сайтта қолжетімді.
7. Мыс кабельді қайда қолданған дұрыс
- Пәтерлер және жеке үйлер. Розеткалық және жарықтандыру желілерінің ішкі сымдары үшін мыс өткізгіштері баламасыз қолданылады. ПЭУ және СП нормалары жарықтандыру үшін 1,5 мм²-ден, розеткалар үшін 2,5 мм²-ден бастап мыс өткізгіштерді белгілейді.
- Кеңселер және коммерциялық үй-жайлар. Кабель-арналарда, лотоктарда және аспалы төбелердің артында жинақы төсеу талап етіледі. Мыс кабель берілген жүктеме кезінде ең аз өлшемдерді қамтамасыз етеді.
- Жабдықты қосу. Станоктар, компрессорлар, дәнекерлеу посттары икемді мыс КГ кабелімен жалғанады. Ол иілуге және дірілге төзімді.
- Қосалқы қуат жүйелері. ДГУ, ИБП тізбектері жоғары сенімділікті талап етеді. Мыс желілерінде кернеу шығындары минималды, ал контактілер тұрақты.
- Отқа төзімді желілер. Түтін шығару және өрт дабылы жүйелері үшін отқа төзімді мыс кабель таңдалады, ол өрт кезінде кемінде 180 минут жұмысын сақтайды.
8. Алюминий кабельді қайда қолданған дұрыс
- Ғимараттарға кірістер. Әуе желісінің тірегінен кіріс щитіне дейін қимасы 16–25 мм² алюминий өткізгіш төселеді, бұл нормативтермен рұқсат етілген және экономикалық тиімді.
- Сыртқы желілер. Трансформаторлық қосалқы станциялар мен тарату пункттері арасындағы кабель желілері, сондай-ақ магистральды әуе желілері басым түрде алюминийден орындалады.
- Ұзақ трассалар. Жүздеген метр қашықтықта материалға күрделі шығындарды азайту айтарлықтай. АВБбШв броньды алюминий кабелі жерге және эстакадаларға төселеді.
- Өндірістік нысандар. Құрылыс бюджеті шектеулі цехтарда, қоймаларда және ашық алаңдарда алюминий кабельдері бастапқы баға бойынша ұтады.
- Тарату желілері. Көп қабатты үйлердің кабель жертөлелеріндегі және көтергіштеріндегі сөрелер, магистральдар жиі төрт өзекті немесе бес өзекті алюминиймен орындалады.
9. Әртүрлі жағдайларда не таңдау керек
| Жағдай | Ұсынылатын нұсқа | Себебі |
| Пәтер | Мыс кабель ВВГнг-LS | Өрт қауіпсіздігі талаптары, жинақылық, розеткалар мен щиттерге оңай монтаж |
| Жеке үй | Ішкі сымдарға мыс ВВГнг; кіріске алюминий АВВГ 16 мм² | Құн мен сенімділік бойынша теңгерімді шешім |
| Саз үй | Жарықтандыру мен розеткаларға алюминий АВВГ | Маусымдық пайдалану кезінде ең аз шығындар |
| Өндірістік нысан | Жауапты тізбектерге мыс броньды; магистральдарға алюминий броньды | Негізгі түйіндерге зиянсыз бюджетті оңтайландыру |
| Қойма | Алюминий АВВГнг | Үлкен қашықтықтар, лотоктарда ашық төсеу, икемділікке қойылатын талаптар аз |
| Өндірістік цех | Станоктарға мыс ВВГнг; жарықтандыруға алюминий | Дірілдер мен иілулер мысты талап етеді; жарықтандыру үшін үнемдеу маңызды |
| Ұзақ кабель желісі | Алюминий АВБбШв | Трассаның төмен бағасы, жеңіл салмақ конструкцияларға жүктемені азайтады, шығындар қимамен компенсацияланады |
| Шектеулі бюджет | Алюминий кабель | Құндағы екі еселік айырмашылық сметаға сәйкес келуге мүмкіндік береді |
| Максималды сенімділік | Мыс ВВГнг LS немесе броньды мыс | Контактілердің тұрақтылығы, аз шығындар, жоғары термиялық төзімділік |
| Икемді жабдықты қосу | Мыс КГ | Тек мыс 5 икемділік класын қамтамасыз етеді және жиі орын ауыстыруларға төтеп береді |
10. Қайсысы жақсы: мыс немесе алюминий кабель
Бір мәнді жауап жоқ. Мыс өткізгіш өткізгіштік, контакт сенімділігі және монтаж ыңғайлылығы бойынша көш бастайды. Ол ғимараттар ішінде, икемді қосылымдарда және қауіпсіздік жүйелерінде таптырмас. Алюминий салмақ пен бастапқы құн бойынша артықшылық береді, бұл оны ұзақ магистральдарда, әуе желілерінде және шектеулі бюджет кезінде тиімді етеді.
Таңдау кезінде мыналарды ескеріңіз: тұрғын үй-жайлар үшін ПЭУ нормалары, кернеудің төмендеуіне қойылатын талаптар, ГОСТ 31996 бойынша рұқсат етілген ток жүктемесі, монтаж және техникалық қызмет көрсету құны. Пәтерлер мен кеңселер ішінде мысқа басымдық беріледі. Кірістерде және тарату желілерінде алюминий экономикалық тұрғыдан негізделген болып қалады. Түпкілікті шешім әрқашан жоба негізінде қабылданады, ал ұсынылған ақпарат бұл таңдауды саналы түрде жасауға көмектеседі.
