При устройстве электропроводки необходимо заранее определить мощности потребителей. Это поможет в оптимальном выборе кабелей. Такой выбор позволит долго и безопасно эксплуатировать проводку без ремонта.
Кабельная и проводниковая продукция весьма разнообразна по своим свойствам и целевому назначению, а также имеет большой разброс в ценах. Статья рассказывает о важнейшем параметре проводки – сечении провода или кабеля по току и мощности, и как определить диаметр – рассчитать по формуле или выбрать с помощью таблицы.
Общая информация для потребителя
Токонесущая часть кабеля выполняется из металла. Часть плоскости, проходящей под прямым углом к проводу, ограниченная металлом, называется сечением провода. В качестве единицы измерения используют квадратные миллиметры.
Сечение определяет допустимые токи, проходящие в проводе и кабеле. Этот ток, по закону Джоуля-Ленца, приводит к выделению тепла (пропорционально сопротивлению и квадрату тока), которое и ограничивает ток.
Условно можно выделить три области температур:
- изоляция остается целой;
- изоляция обгорает, но металл остается целым;
- металл плавится от высокой температуры.
Из них только первая является допустимой температурой эксплуатации. Кроме того, с уменьшением сечения возрастает его электрическое сопротивление, что приводит к увеличению падения напряжения в проводах.
Однако, увеличение сечения приводит к увеличению массы и особенно стоимости или кабеля.
Из материалов для промышленного изготовления кабельной продукции используют чистую медь или алюминий. Эти металлы имеют различные физические свойства, в частности, удельное сопротивление, поэтому и сечения, выбираемые под заданный ток, могут оказаться различными.
Узнайте из этого видео, как правильно подобрать сечение провода или кабеля по мощности для домашней проводки:
Определение и расчет жил по формуле
Теперь разберемся, как правильно рассчитать сечение провода по мощности зная формулу. Здесь мы решим задачу определения сечения. Именно сечение является стандартным параметром, по причине того, что номенклатура включает как одножильный вариант, так и многожильные. Преимущество многожильных кабелей в их большей гибкости и стойкости к изломам при монтаже. Как правило, многожильные изготавливают из меди.
Проще всего определяется сечение круглого одножильного провода, d – диаметр, мм; S – площадь в квадратных миллиметрах:
Многожильные рассчитываются более общей формулой: n – число жил, d – диаметр жилы, S – площадь:
Диаметр жилы можно определить, сняв изоляцию и замерив диаметр по голому металлу штангенциркулем или микрометром.
Допустимая плотность электротока
Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение. Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар.
Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.
Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.
Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:
В таблице 1 приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной. Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C. Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.
Теперь о том, что считать открытой и что закрытой проводкой. Открытой является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, каналах, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в распределительных коробках или щитках. Закрытая охлаждается хуже.
Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент. Ответ:
Пример подсчета участка проводки и нагрузки
Пусть подвесной потолок освещается шестью светильниками мощностью по 80 Вт каждый и они уже соединены между собой. Нам требуется подвести к ним питание, используя алюминиевый кабель. Будем считать проводку закрытой, помещение сухим, а температуру комнатной. Теперь узнаем, как посчитать силу тока сечения провода по мощности медного и алюминиевого кабелей, для этого используем уравнение, определяющее мощность (сетевое напряжение по новым стандартам считаем равным 230 В):
Используя соответствующую плотность тока для алюминия из таблицы 1, найдем сечение, необходимое для работы линии без перегрева:
Если нам нужно найти диаметр провода, используем формулу:
Подходящим будет кабель АППВ2х1.5 (сечение 1.5 мм.кв). Это, пожалуй, самый тонкий кабель, какой можно найти на рынке (и один из наиболее дешевых). В приведенном случае он обеспечивает двухкратный запас по мощности, т. е. на данной линии может быть установлен потребитель с допустимой мощностью нагрузки до 500 Вт, например, вентилятор, сушилка или дополнительные светильники.
Розетки на эту линию устанавливать недопустимо, так как в них может быть включен (а, скорее всего, и будет) мощный потребитель и это приведет к перегрузке участка линии.
Быстрый подбор: полезные стандарты и соотношение
Для экономии времени, расчеты обычно сводят в таблицы, тем более, что номенклатура кабельных изделий довольно ограничена. В следующей таблице приводится расчет сечения медного и алюминиевого проводов по потребляемой мощности и силе тока в зависимости от предназначения — для открытой и закрытой проводки. Диаметр получается как функция от мощности нагрузки, металла и типа проводки. Напряжение сети считается равным 230 В.
Таблица дает возможность быстро выбрать сечение или диаметр, если известна мощность нагрузки. Найденное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения из номенклатурного ряда.
В следующей таблице сведены данные допустимых токов по сечениям и мощности материалов кабелей и проводов для расчета и быстрого выбора наиболее подходящих:
Рекомендации по устройству
Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.
Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.
Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.
Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.
Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.
В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.
В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.
Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.
Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего . Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.
Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:
Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.
Выбор сечения кабелей и проводов является обязательным и очень важным пунктом при монтаже и проектировании схемы любой электрической установки.
Для правильного выбора сечения силового провода необходимо учитывать величину максимально потребляемого нагрузкой тока.
В общем виде порядок выбора сечения силовой линии питания можно определить следующим образом:
При монтаже капитальных строений для прокладки внутренних силовых сетей допускается использование только кабелей с медными жилами (ПУЭ п. 7.1.34).
Питание электроприемников от сети 380/220 В должно выполняться с системой заземления TN-S или TN-C-S (ПУЭ п. 7.1.13), поэтому все кабели питающие однофазные потребители должны содержать три проводника:
— фазный проводник
— нулевой рабочий проводник
— защитный (заземляющий проводник)
Кабели, питающие трехфазные потребители должны содержать пять проводников:
— фазные проводники (три штуки)
— нулевой рабочий проводник
— защитный (заземляющий проводник)
Исключением являются кабели, питающие трехфазные потребители без вывода для нулевого рабочего проводника (например асинхронный двигатель с к. з. ротором). В таких кабелях нулевой рабочий проводник может отсутствовать.
Из всего многообразия кабельной продукции, представленной на современном рынке, жестким требованиям электро и пожаробезопасности соответствуют только два типа кабелей: ВВГ и NYM.
Внутренние силовые сети должны быть выполнены кабелем не распространяющим горение, то есть с индексом «НГ» (СП–110–2003 п. 14.5). Кроме того, электропроводки в полостях над подвесными потолками и в пустотах перегородок, должны быть с пониженным дымовыделением, на что указывает индекс «LS».
Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы. То есть для расчета мощности групповой линии освещения или групповой розеточной линии необходимо просто сложить все мощности потребителей данной группы.
Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220.
1. Для определения сечения вводного силового кабеля необходимо подсчитать суммарную мощность всех планируемых к использованию энергопотребителей и умножить ее на коэффициент 1,5. Еще лучше – на 2, чтобы создать запас прочности.
2. Как известно, проходящий через проводник электрический ток (а он тем больше, чем больше мощность питаемого электроприбора) вызывает нагрев этого проводника. Допустимый для наиболее распространенных изолированных проводов и кабелей нагрев составляет 55-75°С. Исходя из этого и выбирается сечение жил вводного кабеля. Если подсчитанная общая мощность будущей нагрузки не превышает 10 — 15 кВт, достаточно использовать медный кабель с сечением жилы 6 мм2, алюминиевый – 10 мм2. При увеличении мощности нагрузки вдвое сечение увеличивается втрое.
3. Приведенные цифры справедливы для однофазной открытой прокладки силового кабеля. Если он прокладывается скрыто, сечение увеличивается в полтора раза. При трехфазной проводке мощность потребителей может быть увеличена вдвое, если прокладка открытая, и в 1,5 раза при скрытой прокладке.
4. Для электропроводки розеточных и осветительных групп традиционно используют провода, имеющие сечение 2,5 мм2 (розетки) и 1,5 мм2 (освещение). Поскольку многие кухонные приборы, электроинструменты и отопительные приборы являются очень мощными потребителями электроэнергии, их положено запитывать отдельными линиями. Здесь руководствуются следующими цифрами: провод, обладающий сечением 1,5 мм2, способен «потянуть» нагрузку в 3 кВт, сечением 2,5 мм2 – 4,5 кВт, для 4 мм2 допустимая мощность нагрузки уже 6 кВт, а для 6 мм2 – 8 кВт.
Зная суммарный ток всех потребителей и учитывая соотношения допустимой для провода токовой нагрузки (открытой проводки) на сечение провода:
— для медного провода 10 ампер на миллиметр квадратный,
— для алюминиевого 8 ампер на миллиметр квадратный, можно определить, подойдет ли имеющийся у вас провод или же необходимо использовать другой.
При выполнении скрытой силовой проводки (в трубке или же в стене) приведенные значения уменьшаются умножением на поправочный коэффициент 0,8.
Следует отметить, что открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 мм2 из расчета достаточной механической прочности.
Приведенные выше соотношения легко запоминаются и обеспечивают достаточную точность для использования проводов. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться нижеприведенными таблицами.
В следующей таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых материалов для расчетов и выбора защитных средств, кабельно-проводниковых материалов и электрооборудования.
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров
с резиновой и ПХВ изоляцией с медными жилами
Предельно допустимые значения
(темп-ра жил +65 °С, воздуха +25 °С )
В кабельных коробах
В кабельном коробе двух одножильных
В кабельном коробе четырех одножильных
В кабельном коробе одного трехжильного
Допустимый длительный ток для проводов с резиновой
и ПХВ изоляцией с алюминиевыми жилами
Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами
с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей
с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной,
найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных
Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией
в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
Сводная таблица
сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту
Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях
Рекомендуемое сечение силового кабеля в зависимости от потребляемой мощности:
— Медь, U = 220 B, одна фаза, двухжильный кабель
| Р, кВт |
| I, A |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
| Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м* |
— Медь, U = 380 B, три фазы, трехжильный кабель
| Р, кВт |
| I, A |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
| Макс. допустимая длина кабеля при указанном сечении, м* |
| 1 | КПСЭнг – FRLS 1х2х0.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х0.5 |
120±20 | 100±15 |
| 2 | КПСЭнг – FRLS 1х2х0.75 КПСЭнг – FRHF 1х2х0.75 |
110±15 | 90±10 |
| 3 | КПСЭнг – FRLS 1х2х1.0 КПСЭнг – FRHF 1х2х1.0 |
100±15 | 80±10 |
| 4 | КПСЭнг – FRLS 1х2х1.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х1.5 |
90±10 | 70±10 |
| 5 | КПСЭнг – FRLS 1х2х2.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х2.5 |
80±10 | 60±5 |
| КПСЭнг – FRLS 1х2х0.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х0.5 |
0,12 | 0,39 | 2,3 | 5,8 | 21,4 |
| КПСЭнг – FRLS 1х2х0.75 КПСЭнг – FRHF 1х2х0.75 |
0,09 | 0,28 | 2,2 | 5,1 | 18,9 |
| КПСЭнг – FRLS 1х2х1.0 КПСЭнг – FRHF 1х2х1.0 |
0,08 | 0,24 | 2,1 | 4,9 | 18,0 |
| КПСЭнг – FRLS 1х2х1.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х1.5 |
0,07 | 0,22 | 2,0 | 4,4 | 17,5 |
| КПСЭнг – FRLS 1х2х2.5 КПСЭнг – FRHF 1х2х2.5 |
0,05 | 0,20 | 2,0 | 4,4 | 17,5 |
Общая сравнительная характеристика кабелей для локальной сети
| Тип кабеля (10 Мбит/с = около 1 Мб в сек) |
Скорость передачи данных (мегабит в секунду) | Макс официальная длина сегмента, м | Макс неофициальная длина сегмента, м* | Возможность восстановления при повреждении / наращивание длины | Подверженность помехам | Стоимость |
| Витая пара | ||||||
| Неэкранированная Витая пара | 100/10/1000 Мбит/с | 100/100/100 м | 150/300/100 м | Хорошая | Средняя | Низкая |
| Экранированная витая пара | 100/10/1000 Мбит/с | 100/100/100 м | 150/300/100 м | Хорошая | Низкая | Средняя |
| Кабель полевой П-296 | 100/10 Мбит/с | —— | 300(500)/>500 м | Хорошая | Низкая | Высокая |
| Четырехжильный телефонный кабель | 50/10 Мбит/с | —— | Не более 30 м | Хорошая | Высокая | Очень низкая |
| Коаксиальный кабель | ||||||
| Тонкий коаксиальный кабель | 10 Мбит/с | 185 м | 250(300) м | Плохая Требуется пайка | Высокая | Низкая |
| Толстый коаксиальный кабель | 10 Мбит/с | 500 м | 600(700) | Плохая Требуется пайка | Высокая | Средняя |
| Оптоволокно | ||||||
| Одномодовое оптоволокно |
100-1000 Мбит | До 100 км | —- | Требуется спец оборудование |
Отсутствует | |
| Многомодовое оптоволокно |
1-2 Гбит | До 550 м | —- | Требуется спец оборудование |
Отсутствует | |
*- Передача данных на расстояния, превышающие стандарты, возможна при использовании качественных комплектующих.
Выбор кабелей для систем видеонаблюдения
Чаще всего видеосигналы передаются между устройствами по коаксиальному кабелю. Коаксиальный кабель – это не только самый распространенный, но и самый дешевый, самый надежный, самый удобный и самый простой способ передачи электронных изображений в системах телевизионного наблюдения (СТН).
Коаксиальный кабель выпускается многими изготовителями с самыми разнообразными размерами, формами, цветами, характеристиками и параметрами. Чаще всего рекомендуют использовать кабели типа RG59/U, однако фактически это семейство включает кабели с самыми разнообразными электрическими характеристиками. В системах телевизионного наблюдения и в других областях, где применяются телекамеры и видеоустройства, также широко используются похожие на RG59/U кабели RG6/U и RG11/U.
Хотя все эти группы кабелей во многом похожи друг на друга, у каждого кабеля есть свои собственные физические и электрические характеристики, которые необходимо принимать во внимание.
Все три упомянутые группы кабелей относятся к одному и тому же общему семейству коаксиальных кабелей. Буквы RG означают «radio guide» (радиочастотный волновод), а числа обозначают различные виды кабеля. Хотя у каждого кабеля есть свой номер, свои характеристики и размеры, в принципе все эти кабели устроены и работают одинаково.
Устройство коаксиального кабеля
Наиболее распространенные кабели RG59/U, RG6/U и RG11/U имеют круглое сечение. В любом кабеле есть центральная жила, покрытая диэлектрическим изоляционным материалом, который, в свою очередь, покрыт токопроводящей оплеткой или экраном с целью защиты от электромагнитных помех (ЭМП). Наружное защитное покрытие поверх оплетки (экрана) называется оболочкой кабеля.
Два проводника коаксиального кабеля разделены непроводящим диэлектрическим материалом. Внешний проводник (оплетка) экранирует центральный проводник (жилу) от внешних электромагнитных помех. Защитное покрытие поверх оплетки предохраняет проводники от физических повреждений.
Центральная жила
Центральная жила – главное средство передачи видеосигнала. Диаметр центральной жилы обычно находится в пределах от 14 до 22 калибра по американскому сортименту проводов (AWG). Центральная жила либо медная целиком, либо стальная с медным покрытием (сталь, плакированная медью), в последнем случае жилу также называют неизолированным омедненным проводом (BCW, Bare Copper Weld). Центральная жила кабеля для систем СТН должна быть медной. Кабели, центральная жила которых не полностью медная, а только покрыта медью, имеют намного большее сопротивление контура на частотах видеосигнала, поэтому их нельзяприменять в системах СТН. Чтобы определить тип кабеля, посмотрите на сечение его центральной жилы. Если жила является стальной с медным покрытием, то ее центральная часть будет серебристого цвета, а не медного. От диаметра центральной жилы зависит активное сопротивление кабеля, то есть его сопротивление постоянному току. Чем больше диаметр центральной жилы, тем меньше ее сопротивление. Кабель с центральной жилой большого диаметра (а значит с меньшим сопротивлением) может передавать видеосигнал на большее расстояние с меньшими искажениями, но зато более дорог и менее гибок.
Если условия эксплуатации кабеля таковы, что он может часто изгибаться в вертикальном или горизонтальном направлении, выберите кабель с многожильным центральным проводником, который сделан из большого количества проводов малого диаметра. Многожильный кабель более гибкий по сравнению с одножильным и более стойкий с точки зрения усталости метала при изгибе.
Диэлектрический изоляционный материал
Центральная жила равномерно окружена диэлектрическим изоляционным материалом, обычно это полиуретан или полиэтилен. Толщина слоя этого диэлектрического изолятора одинакова по всей длине коаксиального кабеля, благодаря чему эксплуатационные характеристики кабеля по всей его длине одинаковы. Диэлектрики из пористого или вспененного полиуретана меньше ослабляют видеосигнал, чем диэлектрики из твердого полиэтилена. При расчете потерь по длине для любого кабеля желательны меньшие потери по длине. Кроме того, вспененный диэлектрик придает кабелю большую гибкость, которая облегчает работу монтажников. Но хотя электрические характеристики кабеля с вспененным диэлектрическим материалом более высоки, такой материал может поглощать влагу, которая ухудшает эти характеристики.
Твердый полиэтилен жестче и лучше сохраняет свою форму, чем вспененный полимер, более устойчив к защемлению и сдавливанию, но прокладывать такой жесткий кабель несколько труднее. Кроме того, потери сигнала на единицу длины у него больше, чем у кабеля с вспененным диэлектриком, и это нужно учитывать, если длина кабеля должна быть большой.
Оплетка, или экран
Снаружи диэлектрический материал покрыт медной оплеткой (экраном), которая является вторым (обычно заземленным) проводником сигналов между телекамерой и монитором. Оплетка служит экраном от нежелательных внешних сигналов, или наводок, которые обычно называют электромагнитными помехами (ЭМП) и которые могут неблагоприятно влиять на видеосигнал.
Качество экранирования от электромагнитных помех зависит от содержания меди в оплетке. Коаксиальные кабели рыночного качества содержат неплотную медную оплетку с экранирующим эффектом приблизительно 80%. Такие кабели пригодны для обычных случаев применения, когда электромагнитные помехи малы. Эти кабели хороши в тех случаях, когда они проложены в металлическом кабелепроводе или металлической трубе, которые служат дополнительным экраном.
Если условия эксплуатации не очень хорошо известны и кабель прокладывается не в металлической трубе, которая может служить дополнительной защитой от ЭМП, то лучше выбрать кабель с максимальной защитой от помех или кабель с плотной оплеткой, содержащей больше меди по сравнению с коаксиальными кабелями рыночного качества. Повышение содержания меди обеспечивает лучшее экранирование за счет большего содержания экранирующего материала в более плотной оплетке. Для систем СТН требуются медные проводники.
Кабели, в которых экраном служит алюминиевая фольга или оберточный фольговый материал, не пригодны для систем телевизионного наблюдения (СТН). Такие кабели обычно применяются для передачи радиочастотных сигналов в передающих системах и в системах распределения сигнала с коллективной антенны.
Кабели, в которых экран сделан из алюминия или фольги, могут искажать видеосигналы настолько сильно, что качество изображения упадет ниже уровня, требуемого в системах наблюдения, особенно в том случае, когда длина кабеля велика, поэтому такие кабели не рекомендуется применять в системах СТН.
Внешняя оболочка
Последним компонентом коаксиального кабеля является внешняя оболочка. Для ее изготовления используются различные материалы, но чаще всего поливинилхлорид (ПВХ). Поставляются кабели с оболочкой различных цветов (черные, белые, желтовато-коричневые, серые) – как для наружной установки, так и для установки в помещениях.
Выбор кабеля определяется также следующими двумя факторами: расположение кабеля (внутри помещения или снаружи) и его максимальная длина.
Коаксиальный видеокабель предназначен для передачи сигнала с минимальной потерей от источника с волновым сопротивлением 75 Ом к нагрузке с волновым сопротивлением 75 Ом. Если используется кабель с другим волновым сопротивлением (не 75 Ом), то возникают дополнительные потери и отражения сигналов. Характеристики кабеля определяются рядом факторов (материал центральной жилы, диэлектрический материал, конструкция оплетки и др.), которые следует тщательно учитывать при выборе кабеля для конкретного применения. Кроме того, характеристики передачи сигнала по кабелю зависят от физических условий вокруг кабеля и от метода прокладки кабеля.
Используйте только кабель высокого качества, выбирайте его, внимательно учитывая среду, в которой он будет работать (в помещении или снаружи). Для передачи видеосигналов лучше всего подходит кабель с медной однопроводной жилой, за исключением случая, когда требуется повышенная гибкость кабеля. Если условия эксплуатация таковы, что кабель часто изгибается (например, если кабель подсоединен к сканирующему устройству или камере, которая поворачивается по горизонтали и по вертикали), требуется специальный кабель. Центральный проводник в таком кабеле многожильный (скручен из тонких жил). Проводники кабеля должны быть сделаны из чистой меди. Не применяйте кабель, проводники которого сделаны из стали, плакированной медью, потому что такой кабель плохо передает сигнал на тех частотах, которые используется в системах СТН.
В качестве диэлектрика между центральной жилой и оплеткой лучше всего подходит вспененный полиэтилен. Электрические характеристики вспененного полиэтилена лучше, чем у сплошного (твердого) полиэтилена, но он больше подвержен отрицательному воздействию влаги. Поэтому в условиях повышенной влажности предпочтительнее твердый полиэтилен.
В типовой системе СТН применяются кабели длиной не более 200м, желательно кабели RG59/U. Если внешний диаметр кабеля около 0,25 дюйм. (6,35 мм), то он поставляется в катушках по 500 и 1000 фут. Если нужен более короткий кабель, используйте кабель RG59/U с центральной жилой калибра 22, активное сопротивление которого составляет около 16 Ом на 300 м. Если нужен более длинный кабель, то подойдет кабель с центральной жилой калибра 20, сопротивление которого по постоянному току равно приблизительно 10 Ом на 300м. В любом случае можно легко приобрести кабель, в котором диэлектрическим материалом является полиуретан или полиэтилен. Если требуется кабель длиной от 200 до 1500 фут. (457 м), лучше всего подойдет кабель RG6/U. При тех же электрических характеристиках, что у кабеля RG59/U, его наружный диаметр также примерно равен диаметру кабеля RG59/U. Кабель RG6/U поставляется в катушках длиной 500 фут. (152 м), 1000 фут. (304 м) и 2000 фут.(609 м) и изготавливается из различных диэлектрических материалов и различных материалов для внешней оболочки. Но диаметр центральной жилы кабеля RG6/U больше (калибр 18), поэтому его сопротивление постоянному току меньше, оно равно приблизительно 8 Ом на 1000 фут. (304 м), а это означает, что сигнал по этому кабелю можно передавать на большие расстояния, чем по кабелю RG59/U.
Параметры кабеля RG11/U выше параметров кабеля RG6/U. В то же время электрические характеристики этого кабеля в основном такие же, как у других кабелей. Можно заказать кабель с центральной жилой калибра 14 или 18 с сопротивлением постоянному току 3-8 Ом на 300м). Поскольку этот кабель из всех трех кабелей имеет наибольший диаметр (0,405 дюйм. (10,3 мм)), то работы по его прокладке выполнять труднее. Кабель RG11/U обычно поставляется в катушках по длиной 500 фут. (152 м), 1000 фут. (304 м) и 2000 фут. (609 м). Для применения в особых условиях производители часто изготавливают модификации кабелей RG59/U, RG6/U и RG11/U.
В результате изменений правил пожарной безопасности и техники безопасности в различных странах все большую популярность в качестве материала для диэлектрика и оболочки приобретает фторопласт (тефлон, или Teflon®) и другие огнестойкие материалы. В отличие от ПВХ эти материалы не выделяют ядовитых веществ при пожаре и поэтому считаются более безопасными.
Для прокладки под землей рекомендуется специальный кабель, укладываемый непосредственно в грунт. Внешняя оболочка такого кабеля содержит влагостойкие и другие защитные материалы, поэтому его можно укладывать прямо в траншею. О способх подземной прогладки кабелей читайте здесь — Прокладка кабеля в земле.
При большом разнообразии видеокабелей для камер можно легко подобрать наиболее подходящий для конкретных условий. После того как определитесь с тем, какой должна быть ваша система, ознакомьтесь с техническими характеристиками оборудования и выполните соответствующие расчеты.
Длина кабеля
Сигнал ослабляется в каждом коаксиальном кабеле, и это ослабление тем больше, чем кабель длиннее и тоньше. Кроме того, ослабление сигнала увеличивается с ростом частоты передаваемого сигнала. Это одна из типичных проблем охранных систем телевизионного наблюдения (СТН) в целом.
Например, если монитор находится на расстоянии 300м от телекамеры, то сигнал ослабляется примерно на 37%. Самое плохое в этом то, что потери могут быть неочевидными. Поскольку вы не видите потерянную информацию, то можете даже не догадываться о том, что такая информация вообще была. Во многих видеоохранных системах СТН есть кабели длиной по несколько сотен и тысяч метров, и если потери сигналов в них велики, то изображения на мониторах будут серьезно искажены. Если расстояние между камерой и монитором превышает 200м, необходимо предпринять особые меры для обеспечения хорошей передачи видеосигнала.
Оконечная нагрузка кабеля
В системах телевизионного охранного наблюдения сигнал передается от камеры к монитору. Обычно передача идет по коаксиальному кабелю. Правильная оконечная нагрузка кабеля существенно влияет на качество изображения.
Используя номограмму (Рис. 1) можно определить значение напряжения подаваемого на видеокамеру (только для кабелей с медной жилой) задавшись сечением кабеля, максимальным током и удалением от источника питания.
Полученное значение напряжения нужно сравнить с минимально допустимым значением напряжения, при котором камера может стабильно работать.
Если значение меньше допустимого, то необходимо увеличить сечение используемых кабелей или использовать другую схему электропитания.
Номограмма рассчитана на источник электропитания видеокамер постоянным током с напряжением 12В.
Рис 1. Номограмма для определения напряжения на камере.
Волновое сопротивление (импеданс) коаксиального кабеля находится в диапазоне от 72 до 75 Ом, необходимо, чтобы сигнал передавался по однородной линии в любой точке системы для предотвращения искажения изображения и обеспечения надлежащей передачи сигнала от телекамеры к монитору. Импеданс кабеля должен быть постоянным и равным 75 Ом на всей его длине. Чтобы видеосигнал передавался от одного устройства к другому правильно и с малыми потерями, выходной импеданс телекамеры должен быть равен импедансу (волновому сопротивлению) кабеля, который, в свою очередь, должен быть равен входному импедансу монитора. Оконечная нагрузка любого видеокабеля должна быть равна 75 Ом. Обычно кабель подсоединен к монитору и одно это уже обеспечивает соблюдение указанного выше требования.
Обычно импеданс видеовхода монитора регулируется переключателем, расположенным около сквозных разъемов (вход/ выход), предназначенных для подсоединения дополнительного кабеля к другому устройству. Этот переключатель позволяет включить нагрузку величиной 75 Ом, если монитор является конечной точкой передачи сигнала, или включить высокоомную нагрузку (Hi-Z) и передать сигнал на второй монитор. Ознакомьтесь с техническими характеристиками оборудования и инструкциями к нему, чтобы определить требуемую оконечную нагрузку. Если оконечная нагрузка будет выбрана неверно, изображение обычно бывает слишком контрастным и слегка зернистым. Иногда изображение двоится, бывают и другие искажения.
Характеристика радиочастотных кабелей типа РК — RG
| РК-75-1,5-11 | М | 1*0,24 | 0,24 | 1,5 ПЭ | ОМ | 0,08/60% | ПЭ | 2,4 | 8,4 | 0,32 | 50 | BNC RG-58 пайка |
| РК-75-2-11 | М | 1*0,37 | 0,37 | 2,2 ПЭ | ОМ | 0,1/92% | ПЭ | 3,3 | 16 | 0,22 | 300 | BNC RG-58 пайка |
| РК-75-2-11а | М | 1*0,37 | 0,37 | 2,2 ПЭ | ОМ | 0,1/75% | ПЭ | 3,3 | 14 | 0,23 | 200 | BNC RG-58 пайка |
| РК-75-2-13 | ЛМ | 7*0,12 | 0,36 | 2,2 ПЭ | ОМЛ | 0,1/92% | ПЭ | 3,3 | 14,7 | 0,2 | 350 | BNC RG-58 пайка |
| РК-75-3-32 | М | 1*0,6 | 0,6 | 2,7 ВПЭ | ОМ | 0,1/90% | ПВХ | 4,6 | 28,4 | 0,12 | 450 | BNC RG-58, RG-59 |
| РК-75-3,7-322а | М | 1*0,6 | 0,8 | 3,7 ВПЭ | АЛ+ОМЛ | 0,1/лм65% | ПВХ | 6 | 37,3 | 0,085 | 600 | BNC RG-59 |
| РК-75-4-11 | М | 1*0,72 | 0,72 | 4,6 ПЭ | ОМ | 0,15/92% | ПЭ | 7±0,2 | 63 | 0,08 | 600 | BNC RG-6 пайка |
| РК-75-4-11а | М | 1*0,72 | 0,72 | 4,6 ПЭ | ОМ | 0,15/75% | ПЭ | 6,2±0,3 | 40 | 0,13 | 600 | BNC RG-6 пайка |
| РК-75-4-12 | М | 7*0,26 | 0,78 | 4,6 ПЭ | ОМ | 0,15/92% | ПЭ | 7±0,2 | 63 | 0,09 | 600 | BNC RG-6 пайка |
| РК-75-4-15 | М | 1*0,72 | 0,72/td> | 4,6 ПЭ | ОМ | 0,15/92% | ПВХ | 7±0,2 | 72 | 0,08 | 600 | BNC RG-6 пайка |
| РК-75-4-16 | М | 7*0,26 | 0,78 | 4,6 ПЭ | ОМ | 0,15/92% | ПВХ | 7±0,2 | 72 | 0,09 | 600 | BNC RG-6 пайка |
| РК-75-4,9-322а | М | 1*1,1 | 1,1 | 4,9 ПЭ | АЛ+ОМЛ | 0,15/лм65% | ПВХ | 7,15 | 51 | 0,06 | 750 | BNC RG-6 |
| РК-75-9-12 | М | 1*1,35 | 1,35 | 9 ПЭ | ОМ | 0,2/90% | ПВХ | 12,2±0,8 | 189 | 0,06 | Магистральный | — |
| РК-75-9-13 | М | 1*1,35 | 1,35 | 9 ПЭ | ОМ | 0,2/90% | ПЭ | 12,2±0,8 | 169 | 0,06 | Магистральный | — |
| RG-59 | М | 1*0,81 | 0,81 | 3,66 ВПЭ | АЛ+ОМЛ | 0,15/67% | ПВХ, ПЭ | 6 | 31 | 0,085 | 600 | BNC RG-59 |
| RG-6U RG-6WE |
СОЖ М |
1*1,02 1*1,02 |
1,02 1,02 |
4,4 ВПЭ 4,7 ВПЭ |
АЛ+ОМЛ АЛ+ОМЛ |
0,15/32% 0,15/64% |
ПВХ, ПЭ ПВХ, ПЭ |
7 6,9 |
36 45 |
0,09 0,06 |
650 | BNC RG-6 обжим BNC RG-6 |
| RG-11 | СОЖ | 1*1,63 | 1,63 | 7,11 ВПЭ | АЛ+ОМЛ | /60% | ПВХ, ПЭ | 10,3 | 166 | 0,05 | Магистральный | — |
Кабели представляют собой коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 ом и диаметром 2,2 — 4,4 мм и несколько проводов питания сечением 0,35 — 0,75 мм2, объединённые общей оболочкой из поливинилхлоридного пластиката (для внутренней установки), светостабилизированного полиэтилена (для внешней установки) или термопластичной безгалогенной композиции (КВК-П-2 нг(С)-HF 2х0.50).
Для систем видеонаблюдения промышленностью выпускаются несколько типов комбинированных кабелей, специально предназначенных для передачи видеосигнала с одновременным подключением питания видеокамер или сигналов управления, а также микрофонных устройств (ККСЭВ, ККСЭВГ, ККСЭПГ).
Электрическое сопротивление постоянному току при 20°С, не более Ом/км:
— для сечения 0.35 мм2 — 55.5;
— для сечения 0.50 мм2 — 40.5;
— для сечения 0.75 мм2 — 25.5.
Вид климатического исполнения (по ГОСТУ 15150-69):
— УХЛ, категория размещения 1, 2 для кабелей с оболочкой из СПЭ;
— УХЛ, категория размещения 2.1, 3, 4 для кабелей с оболочкой из ПВХ.
Окружающая среда для кабеля:
— с ПВХ оболочкой — от минус 40°С до плюс 70°С;
— с СПЭ оболочкой — от минус 40°С до плюс 80°С.
Срок службы кабелей:
— с ПВХ оболочкой — 12 лет,
— с П/Э оболочкой — 15 лет.
Более подробную информацию по выбору кабеля для СВН читайте здесь (Выбор видеокабеля для СВН),
а также здесь (Коаксиальный кабель в системах видеонаблюдения).
