Кабели силовые для освещения
Кабели силовые для освещения: технические аспекты выбора, монтажа и эксплуатации
Силовые кабели для систем освещения представляют собой специализированную категорию кабельной продукции, предназначенную для передачи электроэнергии от распределительных устройств к светильникам различного типа и назначения. Их выбор определяется не только базовыми электрическими параметрами, но и условиями эксплуатации, требованиями пожарной безопасности, механическими нагрузками и экономической эффективностью. Правильный подбор кабеля является критически важным для обеспечения надежности, долговечности и безопасности осветительной сети.
Ключевые технические характеристики и классификация
Выбор силового кабеля для освещения начинается с анализа его основных параметров, которые должны соответствовать проекту и нормативной документации (ПУЭ, ГОСТ, СП).
1. Номинальное напряжение
Определяет уровень изоляции кабеля. Для внутренних и большинства наружных осветительных сетей применяются кабели на напряжение 0.66/1 кВ. Для питания мощных прожекторных установок или уличного освещения на больших расстояниях могут использоваться линии на 6, 10 кВ и выше.
2. Материал и сечение токопроводящей жилы
Основные материалы – медь и алюминий. Медные кабели обладают более высокой проводимостью, механической прочностью, стойкостью к окислению и надежностью в контактных соединениях. Алюминиевые кабели легче и дешевле, но требуют большего сечения для той же токовой нагрузки и склонны к ползучести и окислению.
Сечение жилы выбирается по допустимому длительному току нагрузки с учетом поправочных коэффициентов на условия прокладки. Для осветительных сетей наиболее распространены сечения от 1.5 мм² (для ответвлений к отдельным светильникам) до 16-35 мм² (для магистральных линий групповых сетей).
3. Количество жил
Зависит от схемы питания и типа светильников:
- 2-жильные (например, 2×1.5): для питания светильников на напряжение 220В в однофазных сетях (фаза и ноль).
- 3-жильные (3×1.5): для однофазных сетей с защитным проводником PE (фаза, ноль, земля). Обязательно для современных систем с металлическими корпусами светильников.
- 4- и 5-жильные (4x…, 5x…): для трехфазного питания групп светильников (3 фазы, ноль, часто земля). Позволяют равномерно загрузить фазы.
- ПВХ (Поливинилхлорид): Наиболее распространен. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, гибкостью, не поддерживает горение. Существуют безгалогенные (нг-LS) и низкодымные (нг-HF) версии.
- Сшитый полиэтилен (XLPE): Используется для изоляции жил. Отличается повышенной термостойкостью (допустимая температура до +90°C), стойкостью к токам короткого замыкания.
- Резина (каучук): Применяется в гибких кабелях (например, КГ), для подключения подвижных или переносных светильников, в условиях низких температур.
- Полиэтилен (PE): Часто используется для наружной оболочки кабелей, прокладываемых в земле, из-за высокой стойкости к влаге и агрессивным средам.
- Наличие брони: Кабели с броней из стальных лент (например, ВБШв) или оцинкованных проволок применяются для прокладки в земле (для питания уличного освещения), в местах с риском механических повреждений.
- Гибкость: Обозначается классом гибкости (от 1 до 6). Для подключения к клеммам светильников удобны кабели с многопроволочными жилами (класс 5 и выше).
- Сегментные жилы: В кабелях большого сечения (от 16 мм²) жилы часто выполняются секторными или сегментными для уменьшения общего диаметра кабеля.
- cosφ), где P – суммарная мощность светильников в группе, U – напряжение, cosφ – коэффициент мощности (для LED светильников близок к 0.9-0.95, для ДРЛ – около 0.85).
- K1 – коэффициент для температуры окружающей среды, отличной от +25°C.
- K2 – коэффициент при прокладке нескольких кабелей в одной трубе, лотке, земле.
- K3 – коэффициент для кабелей, проложенных в земле, в зависимости от удельного теплового сопротивления грунта.
- K3.
- 0.95))
- 100%
- Кабели должны быть не распространяющими горение при одиночной прокладке (индекс «нг»).
- При групповой прокладке (более 2-х несущих ток жил в пучке) должны применяться кабели, не распространяющие горение при групповой прокладке с испытанием по категории А, B, C и т.д. (например, ВВГнг(А)-LS).
- В зданиях с массовым пребыванием людей, на путях эвакуации, в детских учреждениях обязательны кабели с пониженным дымовыделением и газовыделением (индексы «LS», «HF»).
- Для систем, которые должны функционировать при пожаре (аварийное освещение, эвакуационное освещение), применяются огнестойкие кабели (FR), способные работать в пламени заданное время (например, 30, 60, 180 минут).
- Рассчитать суммарный ток нагрузки всех светильников на линии.
- Задать максимально допустимую потерю напряжения (обычно 5-6%).
- По расчетным формулам или с использованием таблиц определить необходимое сечение, исходя из материала жилы и длины. Часто для таких задач требуются сечения 16, 25, 35 мм² и более, даже при относительно небольшой мощности нагрузки.
- Обязательно проверить выбранное сечение по допустимому току нагрева.
- Кабели с индексом нг(А)-FRLS или нг(А)-FRHF – для аварийного и эвакуационного освещения.
- Кабели нг(А)-LS – для общего освещения.
4. Материал изоляции и оболочки
Определяет стойкость к внешним воздействиям, пожаробезопасность и срок службы.
5. Конструктивные особенности
Основные марки кабелей для освещения и области их применения
| Марка кабеля | Описание | Типичное применение в системах освещения |
|---|---|---|
| ВВГ | Кабель с медными жилами, ПВХ изоляцией, ПВХ оболочкой. Небронированный. | Внутренняя стационарная прокладка по стенам, в кабель-каналах, лотках, трубах. Основная марка для групповых осветительных сетей внутри зданий. |
| ВВГнг(А)-LS | То же, что ВВГ, но с пониженным дымовыделением и газовыделением (нг-LS), нераспространяющий горение по категории А. | Прокладка в общественных зданиях, торговых центрах, офисах, на путях эвакуации. Обязателен при групповой прокладке. |
| NYM | Аналог ВВГ с дополнительным заполнением мелонаполненной резиной между жилами. Имеет круглую форму. | Внутренний монтаж. Часто используется для окончательного подключения светильников, прокладки в жилых помещениях. Не рекомендуется для прокладки в земле и на открытом воздухе. |
| ПВС | Провод соединительный, гибкий, с ПВХ изоляцией и оболочкой. | Подключение переносных светильников, бытовых люстр, торшеров. Не для стационарной прокладки по конструкциям. |
| КГ | Кабель гибкий с резиновой изоляцией и оболочкой. | Подключение переносных прожекторов на строительных площадках, временное освещение мероприятий, питание светильников в условиях низких температур. |
| АВБШв | Кабель с алюминиевыми жилами, броней из стальных лент, ПВХ шлангом. | Прокладка в земле для магистральных линий уличного и ландшафтного освещения. Экономичное решение для больших протяженностей. |
| ВБШв | Аналог АВБШв, но с медными жилами. | То же, что и АВБШв, но для случаев, где требуется высокая надежность, стойкость к коррозии или меньший диаметр при том же сечении. |
| SiHF | Кабель с кремнийорганической (силиконовой) резиновой изоляцией. | Освещение в условиях высоких температур (котельные, сушильные камеры, около печей), а также для сложных условий с высокой гибкостью. |
Расчет и выбор сечения кабеля для осветительных сетей
Выбор сечения является фундаментальным этапом проектирования. Он производится по двум основным критериям с последующим выбором большего результата.
1. По допустимому длительному току (нагреву)
Ток нагрузки не должен превышать допустимый ток для выбранного кабеля при конкретных условиях прокладки. Ток нагрузки для группы светильников рассчитывается по формуле: I = P / (U
Далее необходимо применить поправочные коэффициенты:
Итоговый допустимый ток: Iдоп.скор. = Iдоп.табл. K1 K2
2. По потере напряжения
Особенно критично для длинных линий уличного освещения и линий питания светодиодных светильников, чувствительных к снижению напряжения. Потеря напряжения не должна превышать значений, указанных в ПУЭ (например, для внутренних осветительных сетей – 3%, для наружных – 5-6% от номинального). Расчет производится по формуле: ΔU = (2 I L (Rcosφ + X*sinφ)) / U, где I – ток нагрузки, L – длина линии, R, X – активное и индуктивное сопротивление кабеля на 1 км, U – номинальное напряжение. Для медных кабелей с сечением до 16 мм² на переменном токе 50 Гц индуктивным сопротивлением часто пренебрегают.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Суммарная мощность светильников (P) | 3500 Вт | Группа из 35 LED светильников по 100Вт |
| Коэффициент мощности (cosφ) | 0.95 | Для современных LED драйверов |
| Расчетный ток (I = P / (220В | ≈ 16.7 А | |
| Способ прокладки | В лотке, 5 кабелей в одном пучке | |
| Температура среды | +35°C | |
| Длина линии (L) | 50 м | |
| Допустимая потеря напряжения (ΔUдоп) | 3% (6.6 В) | Для внутренних сетей |
| Выбор по току: Iдоп.табл. для ВВГ 3×1.5 | 19 А | Прокладка в воздухе |
| Коэффициент K1 (для +35°C) | 0.96 | |
| Коэффициент K2 (для 5 кабелей) | 0.68 | |
| Iдоп.скор. = 19А 0.96 0.68 | ≈ 12.4 А | Меньше расчетного тока 16.7А – не подходит |
| Проверка ВВГ 3×2.5: Iдоп.табл.= 27А | ||
| Iдоп.скор. = 27А 0.96 0.68 | ≈ 17.6 А | Больше 16.7А – по току подходит |
| Проверка по потере напряжения для 3×2.5: | R ≈ 7.98 Ом/км (для меди 2.5 мм²) | |
| ΔU = (2 16.7А 0.05км 7.98 Ом/км 0.95) / 220В | ≈ 0.58% | Значительно меньше 3% – условие выполняется |
| Итоговое сечение | 3×2.5 мм² | Определено по критерию нагрева |
Особенности применения для различных типов освещения
1. Внутреннее освещение (офисы, торговые центры, промышленные цеха)
Обязательно применение кабелей с индексом «нг-LS» или «нг-HF» при групповой прокладке. Для подключения светильников типа «Армстронг» или встраиваемых спотов часто используются гибкие провода (например, ПуГВ) в гофротрубе. В цехах с высокой температурой применяются термостойкие кабели (РКГМ, SiHF).
2. Уличное и ландшафтное освещение
Для воздушных линий используются самонесущие изолированные провода (СИП). Для подземной прокладки – бронированные кабели (АВБШв, ВБШв) или кабели в HDPE трубах. Важен расчет по потере напряжения. Для питания опор освещения часто применяют кабель ВВГ или АВВГ, проложенный в земле, но в этом случае обязательна защита трубой или коробом на выходе из земли и до ввода в опору.
3. Аварийное и эвакуационное освещение
Питание должно осуществляться по независимым линиям, проложенным кабелями с повышенной огнестойкостью, сохраняющими работоспособность в условиях пожара (кабели с индексом «FR» – огнестойкие). Прокладка должна обеспечивать максимальную защиту от повреждения.
4. Светодиодное освещение
Несмотря на низкую потребляемую мощность, требует внимания к качеству кабеля и монтажа. Из-за низкого коэффициента пусковых токов защита от КЗ становится более чувствительной. Крайне важна правильная фазировка и целостность нулевого и защитного проводников. На длинных линиях питания мощных LED систем необходим расчет по потере напряжения, так как ее превышение может привести к нестабильной работе драйверов.
Требования пожарной безопасности (ПУЭ, СП, ФЗ-123)
При выборе кабеля для групповых сетей освещения внутри зданий необходимо руководствоваться следующими принципами:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Можно ли для стационарной проводки освещения использовать провод ПВС или ШВВП?
Нет, это недопустимо. ПВС и ШВВП являются соединительными проводами и предназначены для подключения электроприборов, но не для стационарной прокладки по строительным конструкциям (стенам, потолкам) согласно ПУЭ. Их изоляция и оболочка не рассчитаны на длительное воздействие агрессивной строительной среды и могут не соответствовать требованиям по нераспространению горения при групповой прокладке. Для стационарного монтажа применяются кабели марок ВВГ, NYM и их модификации.
2. Что лучше для освещения: медь или алюминий?
Для внутренних осветительных сетей, ответвлений к светильникам и щиткам безусловно предпочтительна медь. Медные кабели (ВВГ, NYM) обеспечивают более надежные и долговечные контактные соединения, менее подвержены коррозии, имеют меньшее сопротивление при том же сечении. Алюминиевые кабели (АВВГ) могут рассматриваться для магистральных линий уличного освещения большой протяженности, где основным критерием является стоимость, а соединения выполняются с применением специальной пасты и технологий.
3. Как правильно выбрать сечение кабеля для длинной линии уличного освещения (300-500м)?
Для таких линий критерий потери напряжения становится определяющим, часто отодвигая критерий нагрева на второй план. Необходимо:
Часто экономически целесообразно повышать напряжение питания (например, использовать 380В трехфазную схему) для уменьшения тока и, соответственно, сечения кабеля.
4. Нужно ли заземлять металлический корпус светильника, и какой кабель для этого необходим?
Да, это обязательное требование ПУЭ (Глава 1.7). Все светильники с металлическими корпусами, доступными для прикосновения, должны быть заземлены. Для этого необходимо использовать кабель с отдельным защитным проводником PE (заземляющим). Для однофазной сети это 3-жильный кабель (L, N, PE), например, ВВГнг-LS 3×1.5. Сечение PE проводника должно быть не менее фазного, а для сечений более 16 мм² – не менее половины фазного. Не допускается использовать в качестве PE проводника посторонние проводящие части (трубы, арматуру).
5. В чем разница между кабелями ВВГнг и ВВГнг-LS?
ВВГнг – кабель не распространяющий горение при групповой прокладке. ВВГнг-LS (Low Smoke) – кабель, который дополнительно обладает пониженным дымовыделением и газовыделением при горении и тлении. Кабели «нг-LS» обязательны к применению в общественных зданиях, на путях эвакуации, так как они обеспечивают лучшую видимость и меньшую токсичность при пожаре. Кабель «нг» без индекса LS при горении выделяет плотный черный дым и коррозионно-активные газы.
6. Можно ли прокладывать кабель для освещения в одной гофре с силовым кабелем для розеток?
Не рекомендуется и часто прямо запрещено нормами. ПУЭ (п. 7.1.37) указывает, что линии освещения, как правило, должны быть разделены с линиями розеточных групп и силовых цепей. Совместная прокладка в одной трубе, гофре или канале может привести к электромагнитным помехам, усложняет поиск и устранение неисправностей, а также требует применения кабелей с более высоким индексом нераспространения горения из-за увеличения числа токонесущих жил в общем пучке.
7. Какой кабель выбрать для подключения светильников в подвесном потолке?
Для прокладки в пространстве за подвесным потолком, которое считается зоной повышенной пожарной опасности из-за возможного скопления пыли и наличия горючих конструкций, применяются:
Прокладка должна выполняться в металлических лотках, коробах или трубах, либо кабелем в металлической оболочке. Использование пластиковой гофры в таких пространствах часто недопустимо по нормам пожарной безопасности.