Кабели 24В

Кабели, предназначенные для работы в цепях постоянного или переменного тока напряжением 24В, представляют собой специализированный класс низковольтной кабельно-проводниковой продукции. Они являются «нервной системой» современных систем автоматизации, безопасности и управления, где требуется передача не мощности, а сигналов и команд.

1. Назначение и сферы применения

Ключевые области использования кабелей 24В:

1. Системы автоматизации (АСУ ТП): Соединение программируемых логических контроллеров (ПЛК) с датчиками, исполнительными механизмами (клапанами, заслонками), модулями ввода-вывода.
2. Охранно-пожарная сигнализация (ОПС): Питание и связь с датчиками дыма, движения, извещателями, панелями управления.
3. Системы контроля доступа (СКУД): Подключение считывателей карт, электромеханических замков, турникетов.
4. Сети связи и телекоммуникаций: Обеспечение работы IP-телефонии, локальных вычислительных сетей (ЛВС).
5. Низковольтное освещение: Организация светодиодного (LED) освещения, в том числе ленточного.
6. Видеонаблюдение (CCTV): Питание камер по технологии PoE (Power over Ethernet), хотя сам PoE использует более высокое напряжение, но конечные устройства часто работают на 5В/12В/24В, получаемых через преобразователи.
7. Бытовая электроника: Внутренняя разводка блоков питания, подключение низковольтного оборудования.

2. Конструктивные особенности

Конструкция кабеля 24В зависит от его конкретного назначения, но общие принципы сохраняются.

1. Токопроводящая жила:

• Материал: Медь – обеспечивает лучшую проводимость и надежность соединений.
• Строение:
  • Однопроволочная (монолитная): Класс гибкости 1. Для стационарной прокладки в кабельных каналах, лотках, по стенам.
  • Многопроволочная: Класс гибкости 2 и выше. Для подключения подвижного оборудования или монтажа в условиях вибрации.
• Сечение: Определяется токовой нагрузкой и допустимым падением напряжения.
  • Малые сечения (0.5 мм², 0.75 мм², 1.0 мм²): Для сигнальных цепей, датчиков (токи до нескольких ампер).
  • Средние сечения (1.5 мм², 2.5 мм²): Для питания исполнительных механизмов, светодиодных линий, замков СКУД (токи 5-15А).
  • Увеличенные сечения (4 мм², 6 мм² и более): Для питания групп мощных потребителей или при большой длине линии, чтобы минимизировать потери напряжения.

2. Изоляция жил:

• Материал: Поливинилхлорид (ПВХ) – наиболее распространенный вариант. Обеспечивает гибкость, защиту от КЗ и маркировку.
• Цветовая маркировка: Критически важна для удобства монтажа и обслуживания.
  • Красный / Коричневый: Плюс (+) постоянного тока или фаза (L) переменного.
  • Синий / Голубой: Минус (-) постоянного тока или ноль (N) переменного.
  • Желто-зеленый: Защитное заземление (PE).
  • Прочие цвета (черный, белый, серый, оранжевый): Для сигнальных цепей, шин данных и т.д.

3. Экран:

• Назначение: Защита передаваемого сигнала от внешних электромагнитных помех (ЭМП) и предотвращение излучения помех от самого кабеля. Обязателен для аналоговых сигналов (0-10В, 4-20 мА) и цифровых шин.
• Конструкция:
  • Фольга (ASTP): Алюмополимерная лента с дренажным проводником. Обеспечивает 100% покрытие, но менее устойчива к механическим повреждениям.
  • Оплетка (FTP): Переплетение медных луженых проволок. Обеспечивает лучшую механическую защиту и используется для заземления.
• Обозначение: Наличие экрана отражается в маркировке (например, КВВГэ, LiYCY).

4. Оболочка:

• Материал: ПВХ – для стандартных условий внутри помещений. Полиуретан (PUR) – для повышенной стойкости к истиранию, маслам, химикатам. Полиэтилен (PE) – для уличной прокладки.
• Цвет: Чаще всего черный, серый или белый.

3. Основные марки кабелей 24В и их расшифровка

• КВВГ: Кабель с Виниловой изоляцией, в Виниловой оболочке, Гибкий. Медный, неэкранированный, для стационарной прокладки внутри помещений.
• КВВГэ: То же, что КВВГ, но экранированный. Основной кабель для аналоговых и цифровых сигналов.
• ПВС: Провод Виниловый Соенительный. Гибкий, многожильный, для подключения переносного оборудования, удлинителей. Не имеет экрана.
• LiYCY: Немецкая маркировка. Li – многожильный медный проводник, Y – изоляция из ПВХ, C – медный экран-оплетка, Y – оболочка из ПВХ. Аналог КВВГэ.
• ВВГ: Стандартный силовой кабель, который также может использоваться для мощных цепей 24В (например, для питания группы светильников).
• Витая пара (UTP, FTP): Категории 5e, 6, 6a, 7. Используется для передачи данных (Ethernet) и питания по PoE. 24В может использоваться в пассивных PoE-системах или для питания конечных устройств через блоки.

4. Расчет сечения жилы для цепей 24В

Это критически важный этап! Из-за низкого напряжения даже небольшое падение напряжения (В) приводит к значительной потере мощности.

Формула для расчета падения напряжения:
ΔU = (2 * I * L * ρ) / S
где:

• ΔU – падение напряжения (В)
• I – сила тока (А)
• L – длина кабеля в одну сторону (м)
• ρ – удельное сопротивление меди (0,0175 Ом*мм²/м)
• S – сечение жилы (мм²)

Рекомендация: Падение напряжения не должно превышать 3-5% от номинального (24В), то есть 0.72 – 1.2 В.

Пример: Для питания устройства мощностью 60Вт (I = 60Вт / 24В = 2.5А) на расстоянии 20 метров, при допустимом падении 1В:
S = (2 * 2.5А * 20м * 0,0175) / 1В = 1.75 мм²
Выбираем ближайшее стандартное сечение 2.5 мм².

5. Особенности монтажа и эксплуатации

1. Прокладка: Допускается прокладка в лотках, коробах, трубах, по стенам. Экранированные кабели не должны прокладываться в одних лотках с силовыми кабелями 220/380В.
2. Заземление экрана: Экран должен быть заземлен в одной точке, как правило, со стороны управляющего оборудования (ПЛК). Это предотвращает образование «земляных петель» – контуров, наводящих помехи.
3. Соединение: Для многожильных кабелей при подключении к винтовым клеммам обязательно использование гильзовых наконечников (НШВИ).
4. Защита: Цепи 24В, как правило, защищаются автоматическими выключателями или предохранителями с малым номиналом тока (2А, 4А, 6А, 10А).

Заключение

Кабели для цепей 24В – это не просто «проводки», а высокоспециализированные изделия, от правильного выбора и монтажа которых зависит стабильность и безотказность работы всей системы автоматизации или безопасности.

Ключевые выводы:

• Для сигналов и датчиков используйте экранированные кабели (КВВГэ, LiYCY).
• Для питания выбирайте сечение с запасом, чтобы избежать критического падения напряжения.
• Для стационарной прокладки подходят кабели с моножилой, для подвижных соединений – с многожилой.
• Строго соблюдайте правила заземления экрана и цветовой маркировки.

Грамотное применение кабелей 24В, основанное на расчетах и понимании их особенностей, является залогом создания надежных и долговечных систем управления любого масштаба.