Вітчизняна та світова промисловість пропонує споживачам силу-силенну різноманітних електричних провідників, передбачаючи всеможливі галузі їх застосування. Якщо спробувати розібратися зі всім цим розмаїттям, то нам забракне не лише часу, але й терпіння та знань. Тому ми не будемо намагатися розповісти тут про всі види та призначення кабелів та проводів, а розглянемо лише ті, які застосовуються в домашній електромережі.

Жила, провід, шнур, кабель...

Для початку розберемося з термінологією.

Жила – в загальному випадку це окремий металевий провідник. Жила може бути виконана лише з одного дроту (тоді її називають "моножила"), або з кількох дротів, прямих або переплетених (таку жилу називають багатодротовою). Багатодротові жили гнучкі, а моножили – жорсткі.
Провід – це одна неізольована (гола) жила, або одна чи кілька ізольованих жил. В залежності від умов прокладання та експлуатації проводів, жили можуть бути заключені в спільну легку захисну оболонку. Провід з однієї жили називається одножильним, а з кількох жил – багатожильним. Проводи призначенні для стаціонарного монтажу електричних пристроїв, виконання з'єднань в розподільчих щитах (РЩ), прокладання внутрішніх електричних мереж в спеціальних каналах (трубах, коробах, порожнинах будівельних конструкцій тощо). Голі проводи застосовують для повітряних ліній електропередач (повітряних ЛЕП).
Шнур – це гнучкий багатожильний (переважно двох- або трьохжильний) провід в еластичній захисній оболонці. Шнури призначені для підключення до електричної мережі (в розетку) окремих побутових пристроїв. Зовнішня оболонка шнура може виконувати додаткові захисні функції, як от термозахисну функцію в прасці, або протидіяти розтріскуванню ізоляції та забезпечувати гнучкість підключення при низьких температурах (важливо для будівельних електроінструментів).
Кабель – це один або кілька проводів, заключених в одну або кілька захисних оболонок. Захисні оболонки можуть підвищувати механічну міцність проводів, захищати їх від перегинів та перетискань, впливу ультрафіолетовго опромінення чи агресивних середовищ, та інших руйнуючих факторів. Висока захищеність кабелів допускає їх експлуатацію без застосування додаткових заходів захисту. Кабелі призначені для передачі та розподілення електроенергії між ввідними та розподільчими щитами, для підключення споживачів до загальної електричної мережі тощо.

Жили в кабелях, шнурах та проводах із захисною оболонкою як правило мають різнокольорову ізоляцію, щоб їх легше можна було ідентифікувати на віддалених кінцях. Так, наприклад, в трьохжильних кабелях „фазний” провід – коричневий або червоний, „нульовий” – синій або чорний, а провід для підключення заземлення – жовто-зелений (або просто зелений).

Алюміній чи мідь?

Електричні провідники (жили) виготовляють переважно з алюмінію або міді. Ці два метали володіють найкращою електропровідністю при відносно невисокій вартості. Щоправда срібло має ще кращу провідність, однак дозволити собі таку срібну електропроводку може не кожен арабський шейх, і навіть не всі народні депутати. ;-)

Мідь має ряд переваг перед алюмінієм. Передусім, електропровідність міді в півтора рази вища, ніж алюмінію. Відповідно і теплові втрати (і втрати напруги) в мідних провідниках будуть в півтора рази меншими, ніж в алюмінієвих такого ж поперечного січення.
Крім того, алюміній при взаємодії з повітрям дуже швидко окислюється, і на його поверхні утворюється окисна плівка, яка підвищує опір контактів у з'єднаннях. Такі контакти можуть сильно нагріватися, висока температура прискорюватиме корозійні процеси, і надійність контактів буде дедалі погіршуватися, що врешті може призвести й до пожежі. Тому такі контакти з алюмінієвими провідниками необхідно періодично контролювати, очищувати їх та „підтягувати”. Необхідність такої періодичної підтяжки контактів зумовлена ще однією особливістю алюмінію – низькою межею текучості. З часом алюмінієвий дріт під дією затискачів „розпливається” – втрачає пружність та початкову форму, ослаблюючи контакт (що знову ж таки веде до нагрівання та прискорення корозійних процесів і т.д.).
Алюмінієвий дріт порівняно з мідним має значно меншу стійкість до згинання, і після кількох значних перегинів може просто зламатися. Хоча для стаціонарних електричних проводок це й не надто критичний недолік, бо після монтажу алюмінієвий кабель ніхто вже не буде рухати.
Також необхідно пам'ятати, що алюмінієві та мідні провідники не можна з'єднувати безпосередньо один з одним, бо мідь та алюміній утворюють гальванічну пару. В такій гальванічній парі алюміній внаслідок електрокорозії дуже швидко руйнується, що погіршує електричний контакт, зі всіма наслідками, про які ми вже говорили вище. Тому при потребі з'єднання мідного та алюмінієвого дротів використовують стальні клеми, з'єднувачі та перехідники, які запобігають безпосередньому контакту алюмінію та міді.

Однак і алюміній теж має свої переваги, які деколи вагоміші за його недоліки. По-перше, алюміній в кілька разів дешевший за мідь. І по-друге, він більш ніж втричі легший за мідь. Сукупно ці два фактори настільки важливі, що алюмінієві проводи та кабелі повсюдно застосовуються для передачі електроенергії на великі відстані (між станціями та підстанціями, для підключення кінцевих споживачів до загальних електричних мереж тощо). Завдяки низькій вазі алюмінієвих дротів зменшується навантаження на електричні опори та ізолятори. Ну а яку роль відіграє низька вартість, ви й самі розумієте... :-)

В деяких сферах застосування електричних провідників від них вимагається не лише висока електропровідність, але й підвищена механічна міцність чи корозійна стійкість. Тоді чисті метали (мідь чи алюміній) легують певними домішками (оловом, цинком, кремнієм, залізом та іншими елементами). Однак домішки зменшують провідність отриманих сплавів порівняно з провідністю чистих металів.

Деякі виробники для зменшення собівартості своєї продукції застосовують мідь, отриману з переробки різноманітних відходів. Така мідь як правило містить домішки, що зменшують її провідність. Однак не можна однозначно вважати це негативним явищем, бо ж переробка відходів позитивно впливає на екологію. Просто провідники з такої "переробленої" міді слід обирати з дещо збільшеним січенням для компенсації зменшення провідності мідних сплавів.

Також у виробництві кабельно-провідникової продукції широко застосовують композиції різних металів – мідь з залізом (сталлю) чи з алюмінієм, та інші поєднання різноманітних металів та сплавів. Композиції з двох різних металів називають біметалами. Біметалевий дріт являє собою основу (переважно стальну або алюмінієву), покриту шаром міді – "оміднену". Існують і мідні дроти, покриті шаром срібла – "посріблені". Однак з очевидних міркувань посріблені провідники в електричних мережах не застосовуються. Та й застосування оміднених дротів для електропроводок не виправдане, оскільки електрична провідність таких дротів гірша, ніж мідних, а вартість вища, ніж у алюмінієвих. Тому якщо стоїть завдання зменшення вартості електричної проводки, то вибирають алюмінієві провідники з січенням, відповідним до струмового навантаження.
Однак застосування біметалевих провідників виправдане в системах зв'язку, бо завдяки скін-ефекту, при передачі високочастотних сигналів параметри оміднених чи посріблених сигнальних проводів такі ж, як і в проводів з чистих металів (міді чи срібла), а вартість значно нижча. В сигнальних біметалевих провідниках основа служить ще й для збільшення механічної міцності (стальна), або для зниження ваги (алюмінієва).

Кабельно-провідникову продукцію з мідних сплавів та оміднених стальних чи алюмінієвих дротів полюбляють різноманітні фальсифікатори та аферисти, продаючи її під виглядом "чесної міді". Оміднений дріт легко визначити по зрізах жил – під шаром міді видно метал основи іншого кольору (світлого). А от візуально відрізнити мідь від сплавів доволі тяжко. Тому будьте пильні, закуповуйте проводи та кабелі в перевірених постачальників.

Товстий чи тонкий?

Згадаємо тепер трохи шкільний курс фізики. Пам'ятаєте? Електричний опір провідника обернено пропорційний площі його поперечного перерізу. Іншими словами, чим товстіший дріт, тим краще він пропускає електричний струм. Краще – значить менше нагрівається і менша напруга на ньому втрачається. Здавалося б, в чому тоді проблема? Можна ж взяти найгрубший дріт, який буде, і ним виконати всю проводку та з'єднання. Однак, чим грубший дріт, тим він дорожчий. І крім того товсті дроти менш гнучкі, і тому їх важче монтувати. Постає дилема – наскільки грубий дріт вибирати, щоб він не перегорів, але й щоб не був задорогий і легше монтувався?..

Щоб споживачам (проектувальникам) було простіше вибрати оптимальне січення провідників для конкретних струмових навантажень, умов прокладки та експлуатації, розроблені стандартні правила і таблиці. В Україні головним регламентуючим документом є "Правила улаштування електричних установок. 2010" – ПУЕ-2010. Проблемі вибору січення провідників в ПУЕ присвячена ціла Глава 1.3., і ми не будемо тут її передруковувати. Наведемо лише таблиці 1.3.4, 1.3.5 та 1.3.8, і ті в скороченому вигляді (лише ті їх частини, які будуть корисні при виборі провідників для домашніх електромереж).

Таблиця 1.3.4. Допустимий тривалий струм для проводів та шнурів з гумовою і полівінілхлоридною ізоляцією з мідними жилами

Таблиця 1.3.5. Допустимий тривалий струм для проводів з гумовою і полівінілхлоридною ізоляцією з алюмінієвими жилами

Таблиця 1.3.8. Допустимий тривалий струм для переносних шлангових легких та середніх шнурів, переносних шлангових важких кабелів, шахтних гнучких шлангових, прожекторних кабелів та переносних проводів з мідними жилами

Значення, подані в табл. 1.3.4 и 1.3.5, потрібно застосовувати незалежно від кількості труб та місця їх прокладки (в повітрі, перекриттях, фундаментах тощо).
Допустимі тривалі струми для проводів та кабелів, прокладених в коробах, а також в лотках пучками, повинні прийматися: для проводів – за таблицями 1.3.4 та 1.3.5 як для проводів, прокладених в трубах, для кабелів – за таблицею 1.3.8 як для кабелів, прокладених у повітрі. При кількості одночасно навантажених проводів більше чотирьох, прокладених в трубах, коробах, а також в лотках пучками, струми для цих проводів повинні прийматися за табл. 1.3.4 та 1.3.5 як для проводів, прокладених відкрито (в повітрі), із застосуванням понижуючих коефіцієнтів: 0,68 для 5 чи 6 проводів, 0,63 для 7-9, і 0,6 для 10-12 проводів. При цьому для проводів вторинних кіл понижуючі коефіцієнти не застосовуються.

Деколи зустрічаються провідники іноземного виробництва, промарковані за американською системою оцінки кабелів – AWG (American Wire Gauge System). В таблиці нижче подані найбільш поширені "калібри" AWG та їх значення в кв.мм. Чим менший номер AWG, тим грубший провідник.

Таблиця переведення AWG в метричну систему

Ну й на завершення знову хочемо попередити, що в продажу часто трапляється фальсифікована кабельно-провідникова продукція (переважно азійського походження, або ж "саморобна" вітчизняна), в якій реальне січення провідників значно менше від вказаного на маркуванні. Деколи таке заниження досягає 30%! І якщо Ви не впевнені в якості певної кабельно-провідникової продукції, то краще відмовтеся від її покупки. Або в крайньому випадку беріть дроти з запасом по січенню на один ступінь (наприклад, замість негарантованих 4 кв.мм краще взяти 6 кв.мм, і тоді ймовірніше за все необхідні Вам чотири квадрати в тому дроті таки точно будуть).

Ось поки і все. В наступній частині статті ми розглянемо найбільш поширені марки кабельно-провідникової продукції, сфери її застосування у внутрішніх електричних мережах, а також загальні правила монтажу електропроводки.