11.3. ВЫБОР ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

Для электропроводок систем автоматизации применяются изолированные провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами.

Учитывая решения об экономии меди, провода и кабели с медными жилами допускается применять в следующих случаях:

а)   в цепях термопреобразователей (термометров сопротивления) и преобразователей термоэлектрических (термопар);

б)   в цепях измерения, управления, питания, сигнализации и т. п. (в том числе в цепях телемеханических устройств) напряжением до 60 В при сечении жил проводов и кабелей до 0,75 мм^ (диаметр 1 мм);

в)   для электропроводок систем автоматизации технологических процессов электростанций с генераторами мощностью от 100 МВт и более;

г)   во взрывоопасных установках (в зонах классов В-1 и В-1а);

д)   в установках, подверженных вибрации;

е)   для питания переносного освещения и электрифицированного инструмента;

ж)   для электропроводок систем автоматизации зрелищных предприятий (например, систем кондиционирования воздуха и т. п.), прокладываемых на сцене, арене, в киноаппаратной, светопроекцнонной, помещениях управления аккумуляторной, на чердаке, в зрительном зале с числом мест 800 и более;

з)   для открытых электропроводок в чердачных помещениях со сгораемыми конструкциями.

Приведенные указания не распространяются на производства, отдельные установ

ки и уникальные сооружения, для которых выбор материала жил проводов и кабелей определяется специальными требованиями.

Сечение проводов и жил кабелей цепей управления, сигнализации, измерения и т. п. выбирается так же, как сечение проводников цепей питания, по допустимым токовым нагрузкам, потере напряжения и механической прочности (см. разд. 6).

На проводники цепей измерения, управления, сигнализации, нагруженные по току, как правило, ниже допустимых значений, снижающие коэффициенты на допустимую токовую нагрузку не вводятся.

При выборе сечений проводников цепей измерения необходимо также учитывать допустимые значения сопротивлений проводов и жил кабелей, указываемые заво- дами-изготовителями в технических условиях на аппаратуру.

Наименьшие допустимые сечения жил проводов и кабелей в электропроводках систем автоматизации принимаются (для взрывоопасных зон —см. разд. 15);

а)   0,35 мм2 —для многопроволочных (гибких) медных жил;

б)   0,5 мм2 —для однопроволочных медных жил;

в)   2 мм^ ~ для алюминиевых жил (данное сечение является новым перспективным сечением алюминиевых жил проводов, которое будет Предусмотрено конкретными стандартами на кабельную продукцию).

Провода и кабели с указанными наименьшими допустимыми сечениями жил могут применяться при всех принятых способах вьшолнения электропроводок систем автоматизации, кроме электропроводок, выполняемых проводами в защитш>іх ірубах. Для прокладки в пластмассовых и стальных защитных трубах (в металлических рукавах) должны применяться провода с сечением медных жил не менее I мм^, алюминиевых — 2 мм2, обладающих достаточной механической прочностью, необходимой для выполнения затяжки этих проводов в трубы.

Сечение жил гибких медных кабелей для питания электрифицированного инструмента и переносного освещения принимается не менее 0,75 мм^.

Изоляция проводов и кабелей во всех случаях должна соответствовать параметрам электрической цепи. При номинальном напряжении цепей до 400 В переменного и 440 В постоянного тока провода и кабели должны иметь изоляцию, выполненную на номинальное напряжение, не ниже указанных значений; изоляция цепей с рабочим напряжением не выше 60 В, в которых

применяются аппаратура связи и телемеханики, должна соответствовать нормам для этих устройств. Нулевые проводники в системах электропитания должны иметь изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников.

Помимо требований к материалу проводников (медь и алюминий) и допустимым сечениям при выборе проводов и кабелей особое внимание должно уделяться соответствию их технических данных условиям окружающей среды.

Необходимо, чтобы изоляция, защитные оболочки и наружные покровы проводов и кабелей отвечали условиям окружающей среды и принятому способу выполнения электропроводки.

При наличии специальных требований, связанных с особенностями автоматизируемого объекта (например, высоких температур и г, п.), изоляция проводов и кабелей должна отвечать этим требованиям.

При выборе проводов и кабелей часто возникает вопрос о необходимом резерве жил. Определение числа резервных проводов и жил кабелей должно производиться с учетом следующих требований;

а)   при прокладке проводов в защитных трубах рекомендуется предусматривать резерв в размере 10% числа рабочих проводов, но не .менее одного провода; допускается при необходимости предусматривать такой же резерв проводов и при прокладке их в коробах и пучками на лотках;

б)   число резервных жил медных кабелей выбирается следующим образом; при числе рабочих жил 8 —26 —одна резервная жила; при 27 —59 —две; при 60—105 —три; при 2- 7 —резерв не предусматривается;

в)   число резервных жил алюминиевых кабелей выбирается следующим образом; при числе рабочих жил 4—10 —одна резервная жила; при 14 —37 —две;

г)   число резервных жил алюмомедных кабелей выбирается следующим образом; при числе рабочих жил 4—10 —одна резервная жила; при 14 —37 —две; при 52 и 61 — три;

д)   большее, чем указано в пп. б) —г), число резервных жил медных, алюминиевых и алюмомедных кабелей допустимо только из-за ступенчатости стандартной шкалы жил кабелей;

е)   при прокладке группы кабелей, принадлежащих одной системе автоматизации в одном направлении, число резервных жил рекомендуется определять из суммарного числа этих кабелей.

Провода. Для электропроводок систем

автоматизации при всех принятых способах прокладки должны применяться защищенные и незащищенные изолированные провода с поливинилхлоридной или резиновой изоляцией и оболочками (резиновой — с приведенными ниже указаниями). Провода с горючей изоляцией и оболочками из полиэтилена применять не разрешается.

В местах, где вследствие высокой температуры окружающей среды применение проводов с изоляцией и оболочками нормальной теплостойкости невозможно, следует применять провода с изоляцией и оболочками повышенной теплостойкости, например кремнийорганические.

В сырых и особо сырых помещениях и в наружных установках изоляция и оболочки должны быть влагостойкими.

В помещениях и наружных установках с химически активной средой изоляция и оболочки должны быть по возможности стойкими к среде либо защищены от ее воздействия.

В местах, где проводка подвергается воздействию масел и эмульсий следует применять провода с маслостойкими изоляцией и оболочками. Провода с несветостойкой изоляцией и оболочками должны быть защищены от воздействия света.

При выборе конкретных марок проводов необходимо также учитывать рекомендации стандартов и технических условий иа кабельную продукцию, касающиеся предпочтительных областей применения тех или иных типов проводов.

В табл. 11.1 —И.6, 11.8 приведены технические данные наиболее употребительных в электропроводках систем автоматизации проводов.

Провода с поливинилхлоридной изоляцией по ГОСТ 6323 — 79 предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от —50 до -|-50"'С и относительной влажности воздуха не более (95 + 2)%, приведенной к температуре 40 °С. Монтаж

проводов должен производиться при температуре не ниже — 15°С. Длительно допускаемая температура жил при эксплуатации должна быть не более + 70 °С. Провода с по- ливинилхлоридіюй изоляцией испытываются на нераспространение горения по ГОСТ 12176 — 76, что дает основание относить их по терминологии пункта 2.1.17 ПУЭ к трудносгораемым. По этому стандарту под нераспространением горения понимается не- воспламенение или прекращение горения кабельного изделия в условиях, определяемых стандартом на данное изделие. Сведения о наружных диаметрах и массе проводов с поливинилхлоридной изоляцией приведены в табл. 11.2.

Провода с резиновой изоляцией, указанные в табл. 11.3, предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от - 50 до 4- 50 °С и относительной влажности воздуха не более 98%, приведенной к температуре 20 °С.

Длительно Допускаемая температура жил при эксплуатации не должна превышать 4-65 "С. Монтаж проводов должен производиться при температуре не ниже —25 "С,

Для изоляции и оболочек проводов по ГОСТ 20520 — 80 применяют резину, отвечающую требованиям ОСТ 16.05.015 — 79 «Резина для кабелей, проводов и шнуров»: для изоляции —типа РТИ-1 (резина общего назначения для изоляции токопроводящих жил); для оболочек — типа РШН-2 (маслостойкая, не распространяющая горение, для оболочек кабелей, проводов, шнуров, работающих во вредных и легких условиях).

Провода незащищенные АПРТО и ПРТО имеют изоляцию из горючей резины типа РТИ-1, а провода защищенные АПРН, ПРН, ПРГН имеют оболочку из негорючей резины типа РШН-2, блаі одаря чему они могут быть отнесены к проводам, не распространяющим горение. Однако провода АПРТО и ПРТО, несмотря на то что они имеют изоляцию из горючей резины РТИ-1,

 

 

 

могут прокладываться в стальных защитных трубах, на что имеется соответствующее указание в ГОСТ 20520 — 80. На провода марок ПРН и ПРГН допускается воздействие химически активной окружающей среды.

Наружные диаметры и масса проводов с резиновой изоляцией, указанных в табл. 11.3, даны в табл. 11.4—11.6 (масса проводов ориентировочная).

В табл. 11.7 приведены рекомендации по предпочтительной области применения проводов с поливинилхлоридной изоляцией по ГОСТ 6323 — 79 и с резиновой изоляцией но ГОСТ 20520 — 80 с учетом отмеченных выше характеристик этих проводов.

При пользовании этой таблицей следует иметь в виду, что в ней отражены наиболее предпочтительные решения, ограничивающие в необходимых случаях обіцне требования, приведенные в гл. 2.1 ПУЭ.

Так, нaпpи^4ep, в соответствии с табл. ІІ.7 не рекомендуется производить прокладку проводов на лотках в пыльных и с химически активной средой помещениях, наружных установках, хотя в ПУЭ (табл. 2.12) таких ограничений не содержится. В приведенных случаях прокладка проводов способами, указанными в табл. 11.7, а также кабельные электропроводки являются лучшими решениями, чем прокладка проводов на лотках.

В помещениях с химически активной средой рекомендуется только прокладка в ви- нипластовых защитных трубах, а не в стальных защитных трубах и коробах, подвергающихся активному разрушению, причем при открытой прокладке по сгораемым поверхностям и кoнcтpyкция^4, когда запре

щается применение винипластовых труб (табл. 11.7) и не рекомендуется прокладка в стальных защитных трубах и коробах, лучшим решением является применение соответствующих данной среде кабелей.

Технические характеристики некоторых наиболее употребительных термоэлектродных проводов по ГОСТ 24335 — 80 приведены в табл. П.8.

Кроме рекомендованных выше марок проводов, в электропроводках систем автоматизации могут при необходимости применяться провода других марок. При этом подбор их характеристик и определение допустимой области применения должны производиться с учетом требований конкретных стандартов или технических условий па провода, приведенных в п. 2.1.17 ПУЭ, и рекомендаций настоящего раздела.

Кабели, при.меняемые в электропроводках систем автоматизации, должны иметь поливинилхлоридную, резиновую, бумажную, полиэтиленовую изоляцию жил и поливинилхлоридную, резиновую, свинцовую, алюминиевую оболочки. Запрещается при всех способах прокладки применение кабелей в горючей полиэтиленовой оболочке.

Во всех случаях изоляция, оболочки и наружные покровы кабелей должны соответствовать условиям окружающей среды и принятому способу выполнения электропроводки.

Наиболее широкое применение в электропроводках систем автоматизации находят контрольные кабели по ГОСТ 1508 — 78, основные технические данные которых приведены в табл. 11.9—11.19.

Контрольные кабели по ГОСТ 1508 — 78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предназначены для эксплуатации при температуре окружающей среды от — 50 до Н-50°С и относительной влажности воздуха до (98 + 2)%, приведенной к температуре 40 °С. Длительно допустимая температура на жиле должна быть для кабелей с резиновой изоляцией не более -f-65“C, с поливинилхлоридной и полиэтиленовой — не более 4-70 "С.

Прокладка кабелей без предварительного нагрева должна производиты:я при температуре не ниже: —20"С —для небронированных кабелей в свинцовой оболочке; — 15°С —для небронированных кабелей в резиновой и поливинилхлоридной оболочках, а также для бронированных одной про

филированной стальной лентой; — 7°С — для остальных бронированных кабелей.

Преимущественные области применения различных типов контрольных кабелей в соответствии с рекомендациями ГОСТ 1508 —78"Приведены в табл. 11.20.

Отметим также некоторые дополнительные требования к выбору кабелей, обусловленные различными способами вьшолне- ния электропроводок.

В производственных помещениях для прокладки на кабельных конструкциях и лотках при отсутствии опасности механических повреждений рекомендуется применять небронированные кабе.аи. Кабельные конструкции и лотки с небронированными кабелями до.ажны прокладываться на высоте не менее 2 ,м; иа меньшей высоте про- к.аадка небронированных кабелей допускается при условии защиты их от механических повреждений упаовой сталью, коробами, тру- ба.ми и т. п.

При наличии опасности механических повреждений в эксплуатации и невозможности выполнения надежной механической защиты небронированных кабелей для прокладки ка кабельных конструкциях и лотках в производственных помещениях при.меняют- ся бронированные кабели. Если бронированные кабели располагаются в местах, где производится перемещение механизл40в, грузов, оборудования и транспорта, то оии должны быть защищены допо.аііите.аьно на высоте 2 м от уровня пола или земли и на 0,3 м в земле.

Д.ая прокладки в стальных коробах и защитных трубах в производственных помещениях применяют небронированные кабели.

Бронированные и небронированные кабели, прокладывае.мые в производственных помещениях, не должны иметь поверх брони и металлических оболочек горючих защитных покровов.

Мета.алические оболочки кабелей и металлические поверхности, по которым они прокладываются, должны быть защищены негорючим антикоррозионным покрытием.

В наружных установках для прокладки на кабельных конструкциях и лотках при отсутствии опасности механических повреждений рекомендуется применять небронированные кабели, при наличии возможности механических повреждений — бронированные. Небронированные и бронированные кабели в наружных установках должны иметь защитные покровы; если прокладка ведется по сгораемым конструкциям и поверхностям, то они не должны и.меть поверх метал-

 

лической оболочки и брони горючих защитных покровов. Кабели в наружных установках должны быть защищены от прямого воздействия солнечных лучей. Для прокладки в стальных коробах и защитных трубах в наружных установках следует применять небронированные кабели, без горючих защитных покровов.

Для прокладки в земле (траншеях) должны применяться преимущественно бронированные кабели; металлические оболочки .этих кабелей должны иметь наружный покров, защищающий от химических воздействий. Небронированные кабели, прокла.аываемые в земле, должны иметь достаточную стойкость к механическим воздействиям при прокладке их во всех видах грунтов и протяжке в блоки и трубы, если в этом возникает необходимость.

В кабельных сооружениях — эстакадах, каналах, туннелях, коллекторах, блоках, ка- бе.аьных этажах, двойных полах прокладывают небронированные кабели без горючих защитных покровов.

Кроме кабелей, BHnojnieHHbix по 1’ОСТ 1508 — 78, в электропроводках систем автоматизации применяются кабели других марок.

Провода и кабелн с а.аіомомедііЫ]ѵш жилами. В электропроводках систем автоматизации находят іфимснение кабели и провода с алюмомедными токопроводящими жилами.

Провода тииа АМПВ с алюмомедной жилой с пoлиxJIopвиниJЮвoй изоляцией изготавливаются по техническим условиям ТУ 16-705.145 — 80. Сечение жил от 1,5 до

10   мм2.

Номинальное напряжение цепей, в которых могут применяться провода,—до 380 и 660 В переменного тока час-готой до 400 Гц и 500 и 1200 В постоянного тока. Электрическое сопротивление 1 км провода, приведенное к температуре 20 °С, для жил с сечением 1,5; 2,5; 6; J0 ммЗ соответственно составляет 19,25; 11,65; 7,18; 4,84 и 2,86 Ом.

Допустимые токовые нагрузки па алю- момедные провода даны в табл. 6.14.

Кабели контрольные с алюмомедными жилами в поливинилхлоридной оболочке, с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката или самозатухающего полиэтилена изготавливаются по ТУ 16-705.150 — 80.

Кабели предназначены для применения в цепях напряжетіе.м до 660 В переменного тока, частотой до 1000 Гц и напряжением до 1000 В постоянного тока.

Марки алюмомедных контрольных кабелей даны в табл. 11.21.

Контрольные кабели с алюмомедными жилами выпускаются двух сечений — 1.5 и

2.5  мм2. Число жил в кабелях сечением

1.5  мм2-4, 5, 7, 10, 14, 19, 27, 37, 52, 61, в кабелях сечением 2,5 мм2 — 4, 5, 7, 10. 14. 19, 27, 37.

Элек трическое сопротивление токопроводящей жилы, пересчитанное на сечение 1 мм2, длину і км и температуру 20 °С, не превышает 27,5 Ом.

Провода и кабели с алюмомедными жилами могут применяться вместо проводов и кабелей с медными жилами в электропроводках систем автоматизации (цепях питания, управления, сигнализации), прокладываемых в производственных помещениях и наружных установках, за исключением;

взрывоопасных зон классов В-1 и В-1а; установок, подверженных вибрации; электростанций мощностью 150 МВт и выше;

электропроводок систем автоматизации доменных и сталеплавильных цехов, обжимных и непрерывных прокатных станов;

дспей питания переносных электроприемников (электрифицированного инструмента и переносных ламп);

открытых электропроводок в чердачных помещениях; электропроводок в зрелищных предприятиях (например, систем кондиционирования воздуха), прокладываемых на сцене, арене, в киноаппаратной, светопроекционной, помещениях управления аккумуляторной, на чердаке, в зрительном зале с числом мест 800 и более; электропроводок в музеях, картинных галереях, библиотеках, архивах и т. п.

Из-за отсутствия достаточного опыта использования проводов и кабелей с алюмомедными жилами в электропроводках систем автоматизации при решении вопроса о применении их в измерительных цепях приборов рекомендуется принятое решение согласовывать с заводами-изготовнтелями этих приборов.

Во всех случаях, когда решается вопрос применения проводов и кабелей с алюмомедными жи.аами, следует также учитывать возможность выполнения их ввода через вводные устройства и присоединения к зажимам конкретных типов приборов, аппаратов и других средств автоматизации.

Например, у некоторых типов приборов и аппаратов (термометров сопротивления ТСП-5071 и др.) выводные зажимы не пригодны для присоединения а.аюмомед- ных проводов. В этих зажимах жила провода или кабеля прижи.мается торцом винта и в .месте конкретного соединения проис

ходит смятие (деформация) жилы и разрушение ее поверхностного слоя.

При использовании алюмомедиых проводов и кабелей следует учитывать, что:

1)   механическая прочность целого участка алюмомедного проводника на 40 — 50% меньше прочности медного проводника равной проводимости (медный проводник сечением 1,5 мм2, алюмомедный — 2,5 мм2);

2)   механическая прочность жилы алюмо- медных проводников при проверке на перегиб в 2—3 раза ниже прочности' медных проводников; она составляет 6—7 перегибов до разрушения медного слоя на поверхности проводника и 9— 12 перегибов до полного разрушения проводника. Поэтому алю.мо- медные проводники, как и алюминиевые, можно присоединять к зажимам аппаратов и приборов, не требующих частых (более 6—7) присоединений в процессе монтажа и эксплуатации;

3)   алюмо.медные жилы не обладают эффектом образования термо-ЭДС при нагревании одного из концов проводника.

Требования к присоединению и соединению жил проводов и кабелей. Выбирая те или иные марки проводов и кабелей, следует также учитывать способы их соединения и присоедіінения. В зависимости от сечения жил проводов и кабелей установлены определенные требования к присоединению проводников к приборам, аппаратам, зажимам, а также соединению проводников между собой.

От качества выполнения указанных соединений во многом зависит надежность

э.пектрических проводок и их пожарная безопасность.

На электрическое сопротивление контакта оказывают -влияние площадь контакта, определяемая площадью токопроводящих контактных пятен, а также наличие и толщина окисных или сульфидных пленок потускнения, возникающих в воздухе на поверхности некоторых металлов.

С увеличением давления на контактирующие поверхности увеличивается площадь контактных пятен и электрическое сопротивление контакта падает (до определенного предела). П.аенки потускнения толщиной до 20-10“’ мм являются электропроводящими. При большей голшине их проводимость нарушается и сопротивление контакта возрастает. Особенно интенсивный рост 'толщины пленки наблюдается у алюминия. Медные поверхности на воздухе также покрываются пленкой окиси меди, имеющей невысокую проводимость. Однако со временем в условиях недостаточного доступа воз

духа в контактное соединение окись .меди переходит в закись меди, обладающую значительной проводимостью. Этим объясняется лучшее качество медных контактов по сравнению с алюминиевыми. Для предохранения контактной поверхности от появления пленок потускнения они покрываются не окисляемыми на воздухе металлами (никелем, олово.м и др.). При контактном соединении меди и алюминия вследствие различия их электрохимических потенциалов образуется гальваническая пара. Электрохимические реакции, происходящие в такой паре, вьізывают разрушение одного из мета.плов и ухудшение контакта. Всякое увеличение сопротивления контакта приводит к значительному тепловыделению в нем при протекании электрического тока, что может послужить причиной пожара.

Поэтому к выполнению присоединения проводников к зажимам и соединению проводников между собой предъявляются определенные требования.

Присоединение однопроволочных жил проводов и кабелей сечением 0,5; 0,75 мм2 и многопроволочных медных жил сечением

0,35; 0,5 и 0,75 мм2 к приборам, аппаратам, сборкам зажимов должно, как правило, выполііяться пайкой, если конструкция их выводов и зажимов позволяет это осуществлять (неразборное контактное соединение). При необходимости присоединения од- НОІфОВОЛОЧНЫХ и многопроволочных медных жил указанных сечений к приборам, аппаратам и сборкам зажимов, имеющим вы- 80ды и зажимы для присоединения проводников под винт или болт (разборное контактное соединение), жилы этих проводов и кабелей до.ажны оконцовываться наконечниками.

Однопроволочные медные жилы проводов и кабелей сечением 1; 1,5; 2.5; 4 мм2 должны, как правило, присоединяться непосредственно под винт или болт, а много- проволочные провода этих же сечений — с помощью наконечников или непосредственно под винт или болт. При этом жилы однопроволочных и многопроволочных проводов и кабелей в зависимости от конструкции выводов и зажимов приборов, аппаратов и сборок зажимов оконцовываются кольцом или штырем; концы многопроволочных жил (кольца, штыри) должны пропаиваться, штыревые концы могут опрессовы- ваться штифтовыми наконечниками.

Если конструкция выводов и зажимов приборов, аппаратов, сборок зажимов требует иных способов присоединения одно- и многопроволочных медных жил проводов

и кабелей, должны применяться способы присоединения, указанные в соответствующих стандартах и технических условиях на эти изделия.

Присоединение алюминиевых жил проводов и кабелей сечением 2,0 мм2 и более к приборам, аппаратам, сборкам зажимов должно осуществляться только зажимами, позволяющими выполнить непосредственное присоединение к ним алюминиевых проводников соответствующих сечений.

Не рекомендуется, как правило, присоединять под один зажим более одной жилы провода или кабеля. При необходимости допускается присоединение двух жил, если это позволяет осуществить конструкция зажима. Присоединение жил проводов и кабелей к приборам, аппаратам и другим средствам автоматизации, имеющим выводные устройства в виде штепсельных разъемов, должно выполняться с помощью многопроволочных (гибких) медных проводов или кабелей, прокладываемых от сборок зажимов или соединительных коробок до приборов и средств автоматизации.

Разборные и неразборные соединения медных и алюминиевых проводов и кабелей с выводами и зажимами приборов, аппаратов, сборок зажимов должны выполняться согласно требованиям соответствующих стандартов и инструкций на выполнение контактных соединений.

Соединение жил проводов и Kaoejiefi между собой производится опрессовкой, сваркой, пайкой и зажимами (винтовыми, болтовыми и т. п.); ответвления рекомендуется выполнять с помощью зажимов.