Типы домашних проводов, кабелей из ПВХ и Ethernet в сравнении с направляющими для телефонных кабелей

Виды кабельных проводов: функциональный обзор

Кабельно-проводниковая продукция включает в себя широкий спектр конструкций, каждая из которых разработана с учетом определенного сочетания электрических, механических и экологических требований. На самом широком уровне кабели классифицируются по их основной функции: передача энергии, передача сигналов, передача данных или управление. В каждой категории материал проводника, тип изоляции, экранирование и состав оболочки указаны в соответствии с номинальным напряжением, допустимым током, диапазоном частот, условиями установки и нормативными требованиями.

Различие между проволока и кабель является полезной отправной точкой. Провод — это одиночный электрический проводник — одножильный или многожильный — с изоляцией или без нее. Кабель — это совокупность двух и более изолированных жил или одной изолированной жилы с наружной защитной оболочкой, связанных между собой общей оболочкой. В повседневном использовании эти термины часто используются как взаимозаменяемые, но в контексте технических спецификаций и закупок разница имеет значение.

• Силовые кабели: Переносить электроэнергию от источника питания к нагрузке. Диапазон от низковольтной жилой проводки до высоковольтных кабелей передачи, рассчитанных на десятки тысяч вольт.
• Кабели для передачи данных и сетевые кабели: Передавайте цифровые сигналы между устройствами. Включите витую пару (Ethernet, телефон), коаксиальные и оптоволоконные конструкции.
• Кабели управления и контрольно-измерительные приборы: Передавайте сигналы низкого уровня (4–20 мА, 0–10 В) между датчиками, контроллерами и исполнительными механизмами в системах промышленной автоматизации. Обычно многожильный с общим или индивидуальным парным экранированием.
• Коаксиальные кабели: Центральный проводник, окруженный диэлектриком и экранирующей оплеткой или фольгой, используемый для передачи радиочастотных сигналов в радиовещании, телекоммуникациях и антенных приложениях.
• Оптоволоконные кабели: Передавайте данные в виде световых импульсов через стеклянные или пластиковые оптические волокна, а не в виде электрического тока. Используется там, где требуется высокая пропускная способность, большое расстояние или невосприимчивость к электромагнитным помехам.
• Специальные кабели: Включите огнестойкие, безгалогенные, бронированные, погружные, высокотемпературные конструкции и конструкции с минеральной изоляцией, отвечающие конкретным нормативным или экологическим требованиям.

Типы домашних проводов: объяснение жилой электропроводки

В жилой электропроводке используется несколько стандартизированных типов кабелей, каждый из которых соответствует определенному типу цепей и местам установки в соответствии с национальными правилами электропроводки. В строительстве в Северной Америке правила электромонтажа регулируются NEC (Национальными электротехническими нормами); Стандарты IEC и национальные эквиваленты (BS 7671 в Великобритании, AS/NZS 3000 в Австралии) применяются и в других странах. Знание того, какой тип провода подходит для данной цепи, предотвращает нарушения правил, риск возгорания и дорогостоящие доработки.

Кабель НМ-Б (кабель с неметаллической оболочкой / Romex)

NM-B — наиболее распространенный кабель для электропроводки в жилом строительстве в Северной Америке. Он состоит из двух или трех медных проводников с индивидуальной изоляцией и оголенного медного заземляющего провода, заключенных в внешнюю термопластическую оболочку. NM-B рассчитан только на сухие внутренние помещения — он не подходит для влажных помещений, подземных трасс или открытых наружных установок. Стандартные размеры схемы используют Провод 14 AWG для цепей на 15 А. и 12 AWG для цепей на 20 А . Обозначение «B» указывает на номинальную температуру проводника 90°C.

Кабель УФ-Б (подземный питающий кабель)

Кабель UF-B сконструирован аналогично NM-B, но с проводниками, заключенными непосредственно в твердый ПВХ-композит, а не в индивидуальной оболочке внутри свободной внешней оболочки. Эта прочная конструкция обеспечивает устойчивость к влаге и солнечному свету, что делает UF-B пригодным для непосредственного закапывания в землю без использования кабелепровода для наружного освещения, хозяйственных построек и ландшафтных цепей. Его также можно устанавливать во влажных или влажных местах над землей, где NM-B запрещен.

ТХН/ТХН провод

THHN (оболочка из термопластичного высокотермостойкого нейлона) и THWN (оболочка из термопластичного термо- и водостойкого нейлона) представляют собой одножильные провода, предназначенные для протягивания через кабелепровод, а не для использования в качестве отдельных кабелей. Они являются стандартным выбором для кабельной проводки в гаражах, подвалах и любых других местах, где проводники проходят внутри ЕМТ, жесткого кабелепровода или кабелепровода из ПВХ. Проводники THHN/THWN доступны в различных цветах изоляции с цветовой маркировкой для определения функции цепи. Двойной рейтинг THHN/THWN-2 сегодня наиболее распространен и подходит как для сухих (90°C), так и для влажных (75°C) кабелепроводов.

Бронированный кабель (AC) и кабель в металлической оболочке (MC)

В кабелях переменного тока (обычно называемых BX) и MC в качестве внешней оболочки используется гибкая металлическая броня — либо переплетенные стальные, либо алюминиевые полосы — в качестве внешней оболочки, а не пластиковая. Броня обеспечивает механическую защиту от физических повреждений и в кабеле MC служит заземляющим каналом в сочетании с внутренним заземляющим проводом. Оба типа используются в коммерческом строительстве и в жилых домах, где нормы требуют дополнительной защиты, например, открытые проходы в недостроенных подвалах или гаражах.

Кабель служебного ввода (SE и USE)

Кабель SE (служебный вход) передает электроэнергию от счетчика коммунальных услуг к главной распределительной панели. В нем используются алюминиевые или медные проводники большого сечения — обычно от 2 AWG до 4/0 AWG — с влагостойкой внешней оболочкой. USE (Подземный служебный вход) — это вариант прямого захоронения для подземных коммуникаций от трансформаторов, монтируемых на площадке, или подземных коммуникаций.

Электрический провод с ПВХ изоляцией: конструкция и свойства

Поливинилхлорид (ПВХ) является наиболее широко используемым материалом для изоляции и оболочки электрических проводов и кабелей во всем мире. Сочетание электроизоляционных характеристик, механической прочности, химической стойкости, огнестойкости и низкой стоимости сырья делает его выбором по умолчанию для жилых, коммерческих и промышленных применений.

Почему ПВХ используется для изоляции проводов

ПВХ-компаунд для изоляции проводов содержит пластификаторы, стабилизаторы и огнезащитные добавки для достижения необходимых электрических и механических свойств. Ключевые характеристики производительности включают в себя:

• Диэлектрическая прочность: Стандартная изоляция из ПВХ выдерживает напряженность электрического поля 10–20 кВ/мм , что более чем достаточно для номинального напряжения большинства строительных проводов 600 В.
• Температурный рейтинг: Стандартный ПВХ рассчитан на постоянную температуру проводника 70°C (класс ПВХ/А). Составы с более высокими эксплуатационными характеристиками достигают температуры 90°C (используются в проводниках THHN и NM-B). При температуре выше 105°C сшитый полиэтилен (XLPE) или силиконовый каучук предпочтительнее ПВХ.
• Огнестойкость: Содержание хлора в ПВХ естественным образом подавляет распространение пламени. Большинство стандартных проводов из ПВХ самозатухают при удалении источника возгорания, что соответствует требованиям IEC 60332 или требованиям испытаний на пламя UL.
• Масло- и химическая стойкость: ПВХ устойчив к широкому спектру масел, кислот и щелочей, что делает провод с ПВХ-изоляцией подходящим для промышленных сред, где ожидается случайный химический контакт.
• Влагостойкость: ПВХ имеет низкое водопоглощение, сохраняя свои изоляционные свойства во влажных и влажных помещениях при правильном составлении.

Ограничения ПВХ-изоляции

Изоляция из ПВХ имеет два существенных ограничения в приложениях, где важна безопасность. Во-первых, при горении выделяется ПВХ. хлористый водород и густой черный дым , которые являются высокотоксичными и вызывают коррозию электроники в закрытых помещениях. Это привело к внедрению соединений LSZH (Low Smoke Zero Halogen) в туннелях, аэропортах, центрах обработки данных и общественных зданиях, где токсичность дыма при пожарной эвакуации является первоочередной проблемой. Во-вторых, ПВХ становится хрупким при температуре от -15°C до -30°C в зависимости от состава пластификатора, что ограничивает его использование при наружной установке в очень холодном климате без дополнительной защиты.

Распространенные типы проводов с ПВХ-изоляцией

• H07V-U/H07V-R/H07V-K (МЭК): Одножильный строительный провод с ПВХ-изоляцией в вариантах одножильного (U), многожильного (R) и гибкого многожильного (К). Номинальное напряжение 450/750 В. Общеевропейский стандарт, эквивалентный североамериканскому THHN.
• NYM / NYY (немецкий/европейский): Многожильные кабели с ПВХ-изоляцией и ПВХ-оболочкой для стационарной прокладки. NYY — более тяжелая версия с внешней оболочкой, одобренная для прямого захоронения.
• БВ/РВ (китайский стандарт): Одножильный провод с ПВХ-изоляцией широко используется в жилищном и коммерческом строительстве Азии. BV использует сплошные проводники; RV использует гибкие многожильные проводники для проводки панелей и подключения оборудования.

Кабель Ethernet и телефонный кабель: ключевые различия

Кабели Ethernet и телефонные кабели представляют собой конструкцию витой пары и выглядят почти одинаково снаружи: в обоих используются медные проводники малого диаметра, изоляция из ПВХ или LSZH и одинаковый общий диаметр оболочки. Различия заключаются в количестве проводников, скорости скручивания, типе разъема, электрических характеристиках и частотном диапазоне, который каждый из них поддерживает.

Телефонный кабель (POTS/структурированная проводка)

Традиционный телефонный кабель (также называемый станционным проводом или телефонным кабелем витой пары) передает аналоговые голосовые сигналы на очень низких частотах — стандартный голосовой диапазон POTS (Plain Old Telephone Service) занимает полосу частот. от 300 Гц до 3,4 кГц . В типичной двухлинейной телефонной установке используется 4-жильный кабель (две витые пары) с проводниками калибра 22–26 AWG, заканчивающийся разъемами RJ11 или RJ14. Скорость скрутки меньше по сравнению с кабелем для передачи данных, поскольку низкочастотные аналоговые сигналы не требуют жесткой скорости скрутки для поддержания целостности сигнала.

Телефонный кабель DSL (цифровая абонентская линия) представляет собой вариант той же базовой конструкции с более высокими характеристиками — по-прежнему заканчивающийся разъемами RJ11 и использующий существующую телефонную пару — но спроектированный для поддержки частот до 17 МГц (VDSL2) или выше на той же медной паре, используемой для передачи голоса. Требования к качеству кабеля для высокоскоростной DSL существенно совпадают с требованиями к кабелям передачи данных более низких категорий.

Кабель Ethernet (структурированная кабельная система)

Кабель Ethernet представляет собой 8-жильный (4 витые пары) кабель, предназначенный для передачи данных на высоких частотах с жестко контролируемыми электрическими параметрами. Ключевыми характеристиками являются полоса пропускания (МГц), затухание, перекрестные помехи (NEXT, FEXT) и импеданс — все они должны соответствовать определенным ограничениям во всем номинальном диапазоне частот кабеля. Рейтинг категории определяет поддерживаемую скорость передачи данных и максимальную частоту:

• Кот5е: Полоса пропускания 100 МГц, поддержка Gigabit Ethernet (1000BASE-T) на расстоянии до 100 м. Минимально приемлемая категория для новых установок.
• Кат6: Полоса пропускания 250 МГц, поддержка 10 Gigabit Ethernet на расстоянии до 55 м. Использует более высокую скорость скручивания и часто центральный шлицевой разделитель для уменьшения перекрестных помех между парами.
• Кат6А: Полоса пропускания 500 МГц, поддержка 10 Gigabit Ethernet на полной длине канала 100 м. Требуется кабель большего диаметра и более строгие правила установки для достижения характеристик перекрестных помех.
• Кот8: Полоса пропускания 2000 МГц, поддержка 25/40 Gigabit Ethernet на расстоянии до 30 м. Используется в соединениях коммутаторов наверху стойки центра обработки данных, а не в обычной горизонтальной кабельной разводке.

Кабели Ethernet заканчиваются разъемами RJ45 — физически шире, чем телефонные разъемы RJ11, и имеют 8 контактов, а не 4 или 6, как у телефонных разъемов. Вилка RJ45 не подходит к розетке RJ11, хотя вилку RJ11 можно вставить в розетку RJ45 — частый источник путаницы при перепрофилировании существующей структурированной проводки.

Можно ли использовать телефонный кабель для Ethernet?

Стандартный телефонный кабель не поддерживает современный Ethernet. Он имеет только 2 пары (4 проводника) по сравнению с 4 парами (8 проводников), необходимыми для Gigabit Ethernet, а его электрические характеристики — затухание, перекрестные помехи и импеданс — не контролируются в соответствии со спецификациями уровня передачи данных. Устаревший Ethernet 10BASE-T (10 Мбит/с) технически использует только 2 пары и может работать по телефонному кабелю на короткие расстояния, но ни один текущий сетевой стандарт не работает на достаточно практичных скоростях, чтобы оправдать перепрофилирование телефонной проводки вместо установки надлежащей структурированной кабельной системы.

Выбор подходящего кабеля для конкретного применения

Самая распространенная ошибка при монтаже проводки в жилых и легких коммерческих проектах — это выбор кабеля по внешнему виду или приблизительному сходству, а не по фактическим электрическим и монтажным требованиям цепи. Кабель, который выглядит правильно на полке, может иметь заниженное напряжение, не подходить для условий установки или несовместим с терминальным оборудованием — все это создает проблемы с безопасностью и соответствием требованиям, исправление которых после установки обходится дорого.

Для силовая проводка Минимальными техническими требованиями являются номинальное напряжение, допустимая нагрузка по току (силовая нагрузка) при температуре окружающей среды установки, пригодность для влажного или сухого размещения, а также способ установки: через кабелепровод, прямое захоронение или на открытом воздухе. NM-B охватывает большинство внутренних зон жилых домов Северной Америки; THHN в кабелепроводе распространяется на гаражи, подвалы и коммерческие помещения; UF-B предназначен для прокладок под землей на открытом воздухе.

Для кабели для передачи данных Cat6 является практической основой для любой новой установки структурированной кабельной системы: предельные затраты по сравнению с Cat5e минимальны, а запас для будущих обновлений сети значителен. Cat6A гарантируется в установках, где 10-гигабитное подключение на полной длине канала 100 метров является текущим или ближайшим требованием, например, в коммерческих зданиях, на рабочих местах с интенсивным использованием данных и в патч-кабелях серверных помещений.

Для Выбор изоляции ПВХ или LSZH определяющим фактором является место установки и применимые строительные нормы и правила. LSZH является обязательным во многих юрисдикциях для кабелей, проложенных в помещениях для обработки воздуха (камерах), закрытых общественных помещениях, транспортной инфраструктуре и везде, где токсичность дыма при пожаре представляет повышенный риск. Стандартный ПВХ остается приемлемым и экономически эффективным для большинства общепромышленных и жилых проводов, не подпадающих под эти требования.