Типы подземных электрических проводов, ПВХ-изоляция и фотоэлектрические провода.

Типы подземных электрических проводов: практический обзор

Подземная электропроводка должна выдерживать принципиально иной набор нагрузок, чем наземная прокладка — постоянное давление почвы, попадание влаги, колебания температуры и, в некоторых случаях, прямой контакт с агрессивными почвенными химикатами. Выбор правильного типа кабеля является требованием безопасности и соответствия требованиям, а не просто предпочтением спецификации. Наиболее часто используемые типы подземных электрических проводов включают:

• Кабель УФ-Б (подземный фидер) — одножильный кабель с влагостойкой внешней оболочкой из ПВХ, рассчитанный на прямое прокладывание без кабелепровода. Обычно используется для наружных цепей жилых домов, таких как садовое освещение, хозяйственные постройки и ландшафтное питание. Номинальное напряжение обычно составляет 600 В и соответствует стандарту UL 493.
• Кабель USE-2 (вход в метро) — рассчитаны на прямое захоронение и влажные помещения, с термореактивной изоляционной рубашкой, выдерживающей более высокие рабочие температуры (до 90°C). Часто используется для служебных входов, соединяющих сетевые трансформаторы с панелями счетчиков в жилых домах.
• Провод THWN-2 / XHHW-2 в кабелепроводе — отдельные проводники протягиваются через ПВХ или жёсткий металлический кабелепровод, закопанный под землю. В THWN-2 используется термопластичная изоляция; В XHHW-2 используется сшитый полиэтилен (СПЭ). Оба рассчитаны на влажные помещения и температуру 90°C. Этот метод упрощает замену проводников в будущем без раскопок.
• Кабель среднего напряжения (СН) — для распределительных сетей и промышленного применения, работающего при напряжении от 5 до 35 кВ. Обычно используется изоляция из сшитого полиэтилена поверх многожильного медного или алюминиевого проводника с концентрической нейтралью и внешней оболочкой, рассчитанной на прямое захоронение.
• Бронированный кабель (SWA/AWA) — тросы, армированные стальной или алюминиевой проволокой, обеспечивают механическую защиту от случайного закапывания и повреждения грызунами. Распространено в европейских стандартах (IEC) и промышленных установках по всему миру.

Требования к глубине прокладки зависят от типа кабеля и юрисдикции. В Соединенных Штатах статья 300.5 NEC определяет минимальную глубину захоронения 24 дюйма для проводников, проложенных под землей в бытовых цепях 120/240 В уменьшается до 12 дюймов при заключении в жесткий металлический или промежуточный металлический кабелепровод. Всегда проверяйте местные поправки перед установкой.

Изоляция проводов из поливинилхлорида: свойства, марки и ограничения

Изоляция проводов поливинилхлорид (ПВХ) является наиболее широко используемым диэлектрическим материалом в мировой проводной и кабельной промышленности. Его доминирование обусловлено сочетанием низкой стоимости сырья, простой экструзионной обработки и широкого спектра электрических и механических свойств, достигаемых за счет компаундирования.

Электрические свойства ядра

ПВХ является эффективным электрическим изолятором, диэлектрическая прочность которого обычно находится в диапазоне 15–40 кВ/мм , в зависимости от состава соединения. Объемное сопротивление превышает 10¹² Ом·см в стандартных классах, что делает его пригодным для применений с низким и средним напряжением до 1000 В переменного тока. Его диэлектрическая проницаемость (проницаемость) примерно 3,0–8,0 приемлема для силовой проводки, но ограничивает его использование в приложениях с высокочастотными сигналами, где предпочтительны такие материалы, как ПТФЭ или полиэтилен.

Температурный диапазон и температурные ограничения

Стандартные изоляционные материалы из ПВХ рассчитаны на непрерывную эксплуатацию при от 60°С до 90°С , в зависимости от конкретной формулировки и листинга. При температуре выше 105°C ПВХ начинает размягчаться, миграция пластификаторов ускоряется, долговременная целостность изоляции ухудшается. Этот тепловой потолок является основной причиной, по которой ПВХ не используется в высокотемпературных промышленных средах или в моторных отсеках, где предпочтительна изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE) или силикона.

Низкотемпературная производительность

Обычный ПВХ становится хрупким при температуре примерно от -10°C до -20°C, что ограничивает его использование при наружной установке в холодном климате. Низкотемпературные соединения ПВХ, в состав которых входит более высокое содержание пластификатора, повышают гибкость до -40°C, но при этом повышают стоимость и при некотором снижении механической твердости.

Огнестойкость и дымостойкость

ПВХ по своей сути является огнестойким из-за содержания в нем хлора, который действует как пламегаситель на основе галогенов. Это значительное преимущество при монтаже электропроводки. Однако, когда ПВХ горит, образуется газ хлористого водорода (HCl) и густой дым , которые вызывают коррозию электронного оборудования и опасны в сценариях эвакуации в ограниченном пространстве. Это привело к разработке компаундов ЛСЖ (Низкий Smoke Zero Halogen) для туннелей, центров обработки данных и инфраструктуры общественного транспорта.

Что такое фотоэлектрический провод? Определение, стандарты и почему он отличается от стандартного кабеля

Фотоэлектрический провод — сокращение от фотоэлектрический провод — представляет собой одножильный кабель, специально разработанный для использования в солнечных фотоэлектрических системах, в первую очередь для подключения солнечных панелей к сумматорам, инверторам и другим компонентам баланса системы. Он не взаимозаменяем с строительным проводом общего назначения, а использование неправильных типов кабелей в фотоэлектрических установках создает как нарушения норм, так и долгосрочные риски для надежности.

Ключевые стандарты и списки

В США фотоэлектрический провод указан в разделе УЛ 4703 , который определяет требования к конструкции, изоляционному материалу и испытаниям. Он рассчитан на:

• Напряжение: Системы на 600 В или 1000 В (варианты на 1500 В все чаще доступны для промышленных установок)
• Температура: 90°C во влажных помещениях, 150°C в сухих помещениях — значительно выше, чем у стандартного провода THWN-2.
• Устойчивость к солнечному свету: рассчитан на длительное воздействие ультрафиолета без ухудшения изоляции
• Прямое захоронение: разрешено, если это указано в списке кабеля, что делает его пригодным для прокладки между наземными объединительными коробками массива и инверторами.

Конструкция изоляции и оболочки

В фотоэлектрическом проводе используется сшитый полиэтилен (XLPE) или сшитый термопластичный эластомер (XLTE) система изоляции, которая обеспечивает тепловые характеристики и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, с которыми ПВХ не может сравниться при постоянном воздействии на открытом воздухе. Проводник обычно представляет собой тонкожильную луженую медь, которая повышает гибкость при установке на большие массивы крыш или заземления и устойчива к коррозии во влажной среде.

В отличие от USE-2, который также разрешен в некоторых фотоэлектрических приложениях, фотоэлектрический провод по UL 4703 является только одножильным и не требует отдельной внешней оболочки — сама изоляция служит внешним слоем. Это уменьшает диаметр и вес, что является преимуществом при прокладке через стеллажные системы.

Фотоэлектрический провод против USE-2: что разрешает NEC

Статья 690.31 NEC разрешает использовать как фотоэлектрический провод, внесенный в список UL 4703, так и USE-2 для открытой наружной проводки источника постоянного тока и выходных цепей фотоэлектрических систем. Однако, Фотоэлектрический провод is the more commonly specified option в современных коммунальных и коммерческих установках, поскольку его более высокий температурный класс обеспечивает большую точную нагрузку при расчете заполнения кабелепровода, уменьшая количество проводников или участков кабелепровода, необходимых для заданной выходной мощности системы. Для проектов коммунального масштаба это напрямую приводит к экономии материальных и трудовых затрат.

Выбор между типами проводов: подземные и солнечные приложения бок о бок

Проекты, сочетающие подземные трассы с солнечной генерацией (например, наземные фотоэлектрические батареи, питающие подпанели здания), требуют тщательной координации типов проводов в сегментах системы. Типичная установка для наземного монтажа может использовать:

• Фотоэлектрический провод (UL 4703) от выходов панелей к распределительным коробкам, проходящим через стеллажную конструкцию и подвергающимся воздействию солнечных лучей
• USE-2 или фотоэлектрический провод в кабелепроводе для подземной линии постоянного тока от распределительной коробки до здания инвертора
• THWN-2 в кабелепроводе для выхода переменного тока от инвертора до точки подключения к сети или панели здания
• UF-B для любых вспомогательных низковольтных ответвлений (охранное освещение, корпуса оборудования мониторинга), если предпочтительнее прямое захоронение без кабелепровода

Несовпадение типов проводов в этих зонах — например, использование стандартного провода THHN, открытого для фотоэлектрической батареи, — приводит к несоответствию нормам и ускоренному разрушению изоляции из-за воздействия ультрафиолета и термоциклирования. Всегда проверяйте, соответствует ли список каждого проводника среде установки. прежде чем окончательно утвердить дизайн.

Для принятия решения о закупках покупатели должны запросить отчеты об испытаниях кабеля, подтверждающие статус в списке UL, чистоту проводника (голая или луженая медь) и количество жил. При подземной прокладке в агрессивных или высоковлажных почвах выбор луженых проводников и проверка совместимости состава оболочки с местным химическим составом почвы обеспечивает существенную долгосрочную надежность при минимальных дополнительных затратах на этапе проектирования.