2.9 Провода и кабели

AWG (American Wire Gauge) является американским стандартом для калибровки электрических проводов (кабелей) и широко используется во всём мире. Каждый номер AWG, базирующийся на измерениях в дюймах, однозначно определяет диаметр и сечение провода, по аналогии с метрической системой в мм и мм2. Чем больше число AWG, тем меньше физические размеры провода (диаметр и сечение) и больше величина электрического сопротивления на единицу длины. В таблице 2.38 приведены размеры AWG и для каждого размера даны значения диаметра провода (в дюймах и мм), площадь сечения в мм2, сопротивление в Ом/1000 футов и Ом/км. Данные в таблице относятся к медным одиночным (сплошным) проводам (Solid Conductor).

ОДИНОЧНЫЕ ПРОВОДА (SOLID CONDUCTOR)

Табл. 2.38

AWG

Диаметр, дюймы

Диаметр, мм

Площадь, мм2

Сопротивление, Ом/1000 футов

Сопротивление, Ом/км

1

0.2893

7.34822

42.4

0.1239

0.40639

2

0.2576

6.54304

33.6

0.1563

0.51266

3

0.2294

5.82676

26.7

0.1970

0.64616

4

0.2043

5.18922

21.2

0.2485

0.81508

5

0.1819

4.62026

16.8

0.3133

1.02762

6

0.1620

4.11480

13.3

0.3951

1.29593

7

0.1443

3.66522

10.5

0.4982

1.63410

8

0.1285

3.26390

8.37

0.6282

2.06050

9

0.1144

2.90576

6.63

0.7921

2.59809

10

0.1019

2.58826

5.26

0.9989

3.27639

11

0.0907

2.30378

4.17

1.260

4.13280

12

0.0808

2.05232

3.31

1.588

5.20864

13

0.0720

1.82880

2.62

2.003

6.56984

14

0.0641

1.62814

2.08

2.525

8.2820

15

0.0571

1.45034

1.65

3.184

10.4435

16

0.0508

1.29032

1.31

4.016

13.1725

17

0.0453

1.15062

1.04

5.064

16.6099

18

0.0403

1.02362

0.823

6.385

20.9428

19

0.0359

0.91186

0.653

8.051

26.4073

20

0.0320

0.81280

0.518

10.15

33.2920

21

0.0285

0.72390

0.410

12.80

41.9840

22

0.0254

0.64516

0.326

16.14

52.9392

23

0.0226

0.57404

0.258

20.36

66.7808

24

0.0201

0.51054

0.205

25.67

84.1976

25

0.0179

0.45466

0.1620

32.37

106.174

26

0.0159

0.40386

0.1290

40.81

133.857

27

0.0142

0.36068

0.1020

51.47

168.822

28

0.0126

0.32004

0.0810

64.90

212.872

29

0.0113

0.28702

0.0642

81.83

268.402

30

0.0100

0.25400

0.0509

103.2

338.496

31

0.0089

0.22606

0.0404

130.1

426.728

32

0.0080

0.20320

0.0320

164.1

538.248

33

0.0071

0.18034

0.0254

206.9

678.632

34

0.0063

0.16002

0.0201

260.9

855.752

35

0.0056

0.14224

0.0160

329.0

1079.12

36

0.0050

0.12700

0.0127

414.8

1360

37

0.0045

0.11430

0.0100

523.1

1715

38

0.0040

0.10160

0.00797

659.6

2163

39

0.0035

0.08890

0.00632

831.8

2728

40

0.0031

0.07874

0.00501

1049.0

3440

Скрученный провод (Stranded Conductor) состоит из нескольких проводников меньшего диаметра и, с тем же размером AWG, является более гибким, но имеет увеличенный внешний диаметр. Скрученный провод может состоять из различных комбинаций проводников по их числу и диаметру, например: 24 AWG (7 × 32 AWG), 24 AWG (10 × 34 AWG), 24 AWG (19 × 36 AWG) и 24 AWG (41 × 40 AWG).

Гибкость провода (кабеля) определяется не только его размером, но и количеством проводников в каждом проводе (жиле), улучшаясь с увеличением их числа.

В приведенном выше примере для провода 24 AWG наиболее гибким является провод, состоящий из 41 проводника с сечением 40 AWG.

В таблицах 2.39 и 2.40 приведены основные технические данные для скрученных медных проводов (Stranded Copper Conductor).

STRANDED COPPER CONDUCTOR

Табл. 2.39

AWG

Stranding

Nominal O.D. of Strand

Approximate O.D. of0Conductor

дюймы

мм

дюймы

мм

36

7/44

0.0020

0.0508

0.0060

0.152

34

7/42

0.0025

0.0635

0.0075

0.191

32

7/40

0.0031

0.0787

0.008

0.203

32

19/44

0.0020

0.0508

0.009

0.229

30

7/38

0.0040

0.1016

0.012

0.305

30

19/42

0.0025

0.0635

0.012

0.305

28

7/36

0.0050

0.1270

0.015

0.381

28

19/40

0.0031

0.0787

0.016

0.406

27

7/35

0.0056

0.1422

0.018

0.457

26

7/34

0.0063

0.1600

0.019

0.483

26

10/36

0.0050

0.1270

0.021

0.533

26

19/38

0.0040

0.1016

0.020

0.508

24

7/32

0.0080

0.2032

0.024

0.610

24

10/34

0.0063

0.1600

0.023

0.584

24

19/36

0.0050

0.1270

0.024

0.610

24

41/40

0.0031

0.0787

0.023

0.584

22

7/30

0.0100

0.2540

0.030

0.762

22

19/34

0.0063

0.1600

0.031

0.787

22

26/36

0.0050

0.1270

0.030

0.762

20

10/30

0.0100

0.2540

0.036

0.914

20

19/32

0.0080

0.2032

0.037

0.940

20

26/34

0.0063

0.1600

0.036

0.914

20

41/36

0.0050

0.1270

0.036

0.914

18

7/26

0.0159

0.4039

0.048

1.219

18

16/30

0.0100

0.2540

0.047

1.194

18

19/30

0.0100

0.2540

0.049

1.245

18

41/34

0.0063

0.1600

0.047

1.194

18

65/36

0.0050

0.1270

0.047

1.194

16

7/24

0.0201

0.5105

0.060

1.524

16

19/29

0.0113

0.2870

0.058

1.473

16

26/30

0.0100

0.2540

0.059

1.499

16

65/34

0.0063

0.1600

0.059

1.499

16

105/36

0.0050

0.1270

0.059

1.499

14

7/22

0.0253

0.6426

0.073

1.854

14

19/27

0.0142

0.3607

0.073

1.854

14

41/30

0.0100

0.2540

0.073

1.854

14

105/34

0.0063

0.1600

0.073

1.854

12

7/20

0.0320

0.8128

0.096

2.438

12

19/25

0.0179

0.4547

0.093

2.362

12

65/30

0.0100

0.2540

0.095

2.413

12

165/34

0.0063

0.1600

0.095

2.413

Табл. 2.40

AWG

Stranding

DC Resistance @ 20 °C

Ом/1000
футов

Ом/1000 м

36

7/44

401.6

1318

34

7/42

252.6

828.7

32

7/40

158.8

521.0

32

19/44

150.9

495.1

30

7/38

99.90

327.8

30

19/42

94.93

311.5

28

7/36

62.82

206.1

28

19/40

59.70

195.9

27

7/35

49.82

163.5

26

7/34

39.51

129.6

26

10/36

43.98

144.3

26

19/38

37.55

123.2

24

7/32

24.85

81.53

24

10/34

27.66

90.75

24

19/36

23.61

77.46

24

41/40

28.84

94.62

22

7/30

15.63

51.28

22

19/34

14.85

48.72

22

26/36

17.62

57.81

20

10/30

10.94

35.89

20

19/32

9.340

30.64

20

26/34

11.08

36.35

20

41/36

11.41

37.43

18

7/26

6.181

20.28

18

16/30

6.908

22.66

18

19/30

5.874

19.27

18

41/34

7.173

23.53

18

65/36

7.194

23.60

16

7/24

3.887

12.75

16

19/29

4.658

15.28

16

26/30

4.384

14.38

16

65/34

4.524

14.84

16

105/36

4.453

14.61

14

7/22

2.445

8.022

14

19/27

2.930

9.613

14

41/30

2.837

9.308

14

105/34

2.801

9.190

12

7/20

1.538

5.046

12

19/25

1.842

6.043

12

65/30

1.789

5.869

12

165/34

1.799

5.902

Максимально допустимый ток провода (кабеля) ограничивается его нагревом в зависимости от следующих основных факторов:

  • размер сечения проводника;
  • окружающая температура;
  • максимально допустимая температура нагрева материала изоляции;
  • число проводников, связанных вместе в кабеле.

Рис. 2.46

В таблице 2.41 приведены значения максимально допустимых токов (А) в зависимости от размера AWG и материала изоляции провода на открытом воздухе для одного провода при температуре +30 °C.

Табл. 2.41*

Таблица взята из технических материалов компании Alpha Wire Company

Conductor Size

Polyethylene
Neoprene
Polyurethane
Polyvinylchloride (Semi Rigid) at 80°C

Polypropylene
Polyethylene
(High Density) at 90°C
Polyvinychloride Pvc (Irradiated) Nylon at 105°C Kynar Polyethylene (Crosslinked)
Thermoplasric Ela
Stomers at 125°C
Kapton
Teflon
Silicone
at 200°C
30 AWG 2 3 3 3 4
28 AWG 3 4 4 5 6
26 AWG 4 5 5 6 7
24 AWG 6 7 7 8 10
22 AWG 8 9 10 11 13
20 AWG 10 12 13 14 17
18 AWG 15 17 18 20 24
16 AWG 19 22 24 26 32
14 AWG 27 30 33 40 45
12 AWG 26 40 45 50 55
10 AWG 47 55 58 70 75
8 AWG 65 70 75 90 100
6 AWG 95 100 105 125 135
4 AWG 125 135 145 170 180
2 AWG 170 180 200 225 240

В кабелях максимально допустимый ток отдельного провода снижается в зависимости от общего количества проводов (жил) в кабеле в соответствии с указанным понижающим коэффициентом (табл. 2.42).

Табл. 2.42. Понижающие коэффициенты для многожильных кабелей

Количество проводов в кабеле

Понижающий коэффициент

2—3

1.0

4—5

0.8

6—15

0.7

16—30

0.5

Максимальное значение электрического тока, который может длительно протекать по проводнику, зависит не только от сечения проводника и количества проводников в кабеле, но и от внешних условий — от окружающей температуры и воздушного потока (см. рис. 2.46).

Приведенная диаграмма представляет зависимость допустимого тока от сечения медного проводника в окружении неподвижного воздуха и температуры +25 °C. Эта диаграмма характеризует общие рекомендации для электронных устройств малой мощности для систем коммуникаций и контроля.

Значения допустимых токов в системах электропитания устанавливаются стандартизирующими организациями (UL, CSA, VDE и др.) для конкретного применения.

ТЕРМИНОЛОГИЯ ПО ПРОВОДАМ И КАБЕЛЯМ

  • AWG
    Аббревиатура от American Wire Gauge (Американский калибр проводов). Это стандартная система, которая используется для обозначения диаметров проводов. Размер провода определяется измерением диаметра проводника оголённого провода (без изоляции). Чем меньше число AWG, тем больше диаметр провода.
  • Ampacity — допустимая токовая нагрузка кабеля
    Допустимая нагрузка по току, выраженная в амперах. Это максимальное значение тока, который протекает по проводнику без превышения допустимой температуры.
  • Balanced Line — симметричный кабель
    Кабель, состоящий из двух идентичных проводников, которые находятся под напряжениями, противоположными по полярности, но равными по значению относительно заземления, и поддерживающий передачу дифференциальных сигналов.
  • Bandwidth — диапазон частот
    Разница между верхним и нижним пределом заданного диапазона частот. Выражается в герцах. Это диапазон частот, в котором система может функционировать.
  • Bend Radius — радиус изгиба кабеля
    Радиус или кривизна, которые допускаются для плоского, круглого оптоволоконного или металлического кабеля без повреждений.
  • Binder — закрепление
    Лента или нить, которая используется для фиксирования смонтиро ванных конструктивных элементов кабеля.
  • Braid — оплётка
    Группа текстильных или металлических волокон, которые переплетены между собой, создавая цилиндрическую гибкую конструкцию, которая может обмотаться вокруг одного или более проводов или же сплюснута в шину.
  • Bus-bar Wire — общая шина
    Неизолированный лужёный медный провод, который используется в качестве общего проводника.
  • Cable — кабель
    Пучок индивидуально изолированных проводников.
  • Cabling — кабельная обвязка
    Группирование или свивание двух или более изолированных проводников для получения кабеля.
  • Category — категория
    Класс кабеля локальной сети, который указывает на уровень электрических характеристик. Обычно кабели классифицируются по категориям от 3 до 7, причем к категории 7 относятся кабели связи с наилучшими характеристиками.
  • Coaxial Cable — коаксиальный кабель
    Кабель, который состоит из двух цилиндрических проводников с общей осью, разделенных диэлектриком.
  • Composite Cable — композитный кабель
    Кабель с проводниками, имеющими два или больше размеров AWG, или с различными типами кабельных элементов.
  • Conductor — проводник
    Неизолированный провод, поддерживающий прохождение электрического тока.
  • Cord — шнур
    Очень гибкий изолированный кабель.
  • Crosstalk — помеха
    Тип помехи, вызванной сигналами, переданными из одной цепи в соседние цепи.
  • Derating Factor — понижающий коэффициент
    Коэффициент, который используется для снижения допустимой нагрузки проводника в кабеле при эксплуатации в неблагоприятных условиях, вызванных повышенной окружающей температурой или тепловыделением от соседних проводников.
  • Dielectric — диэлектрик
    Это изоляционный материал между проводниками, которые передают сигнал по кабелю. В коаксиальных кабелях диэлектрик располагается между внутренним и внешним проводником. В кабелях типа «витая пара» это изоляция между проводниками, а также окружающий воздух или другой материал.
  • Dielectric Withstand Voltage — напряжение, выдерживаемое диэлектриком
    Напряжение, которое способен выдержать диэлектрик без пробоя.
  • Drain Wire — провод заземления
    Неизолированный провод, который находится в контакте с частями кабеля, чаще всего с экраном, и используется для подключения этого экрана в качестве заземляющего соединения.
  • Flat Cable (Ribbon Cable) — ленточный кабель
    Кабель с двумя и более параллельными проводниками, расположенными в одной плоскости и заключёнными в изоляционный материал.
  • Ground Conductor — жила заземления
    Заземлённый проводник кабеля или линии передачи.
  • Hook-up Wire — провод
    Одножильный провод с различными типами изоляции, который используется при работе с малыми токами и низким напряжением (ниже 1000 В) в электронном оборудовании.
  • Harness — группа проводов или кабелей
    Провода, кабель или группа кабелей с готовыми к подключению концами проводов, или подсоединённых к разъёмам.
  • Jacket — кожух
    Внешняя защитная оболочка провода или кабеля, которая также может обеспечивать дополнительную изоляцию.
  • Paired Cable — парный кабель
    Кабель из двух свитых вместе проводников.
  • Pitch — шаг
    Номинальное расстояние между центрами соседних проводников плоского кабеля.
  • Planar Cable — плоский кабель
    То же, что и Flat Cable.
  • Sheath — оболочка
    Внешний кожух многожильного кабеля.
  • Shield — экран
    Металлический слой (из меди, алюминия или другого электропроводного материала), размещённый вокруг или между электрическими цепями или кабелями во избежание потери или наложения сигналов.
  • Solid Conductor — сплошной провод
    Проводник, состоящий из одного провода.
  • Strand — жила
    Один неизолированный провод.
  • Stranded Conductor — скрученный многожильный провод
    Провод, состоящий из нескольких жил или групп неизолированных сплошных проводов.
  • Strip — зачистка концов провода
    Удаление изоляции с провода.
  • Triad Cable — тройной кабель
    Кабель из трёх скрученных между собой проводников.
  • Wall Thickness — толщина изоляции
    Толщина изоляции или кожуха.

ВЕДУЩИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

Alpha Wire www.alphawire.com

Belden www.belden.com