Kaapelin valinta on kriittinen vaihe sähkösuunnittelussa ja -asennuksessa. Väärä valinta voi johtaa turvallisuusriskeihin (kuten ylikuumenemiseen tai tulipaloon), liialliseen jännitehäviöön, laitevaurioihin tai alhaiseen järjestelmän hyötysuhteeseen. Alla on lueteltu tärkeimmät tekijät, jotka on otettava huomioon kaapelia valittaessa:
1. Ydinsähköparametrit
(1) Johtimen poikkileikkauspinta-ala:
Virrankantokyky: Tämä on tärkein parametri. Kaapelin on kyettävä kuljettamaan piirin suurin jatkuva käyttövirta ylittämättä sen sallittua käyttölämpötilaa. Katso ampeerimäärätaulukot asiaankuuluvista standardeista (kuten IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Jännitehäviö: Kaapelin läpi kulkeva virta aiheuttaa jännitehäviön. Liian pitkä tai riittämätön poikkileikkaus voi johtaa alhaiseen jännitteeseen kuorman päässä, mikä vaikuttaa laitteen toimintaan (erityisesti moottorin käynnistymiseen). Laske kokonaisjännitehäviö virtalähteestä kuormaan ja varmista, että se on sallitulla alueella (tyypillisesti ≤3 % valaistukselle, ≤5 % teholle).
Oikosulunkesto: Kaapelin on kestettävä järjestelmässä mahdollinen suurin oikosulkuvirta ilman lämpövaurioita ennen kuin suojalaite toimii (lämpöstabiilisuuden tarkistus). Suuremmilla poikkileikkausalueilla on suurempi kestokyky.
(2) Nimellisjännite:
Kaapelin nimellisjännite (esim. 0,6/1 kV, 8,7/15 kV) ei saa olla järjestelmän nimellisjännitettä (esim. 380 V, 10 kV) ja mahdollista suurinta käyttöjännitettä pienempi. Ota huomioon järjestelmän jännitevaihtelut ja ylijänniteolosuhteet.
(3) Johdinmateriaali:
Kupari: Korkea johtavuus (~58 MS/m), vahva virranjohtavuus, hyvä mekaaninen lujuus, erinomainen korroosionkestävyys, helppo käsitellä liitoksia, korkeampi hinta. Yleisimmin käytetty.
Alumiini: Alhaisempi johtavuus (~35 MS/m), vaatii suuremman poikkileikkauksen saman ampeerimäärän saavuttamiseksi, kevyempi, halvempi, mutta mekaaninen lujuus on alhaisempi, altis hapettumiselle, vaatii erikoistyökaluja ja antioksidanttiyhdistettä liitoksiin. Käytetään usein suuripoikkileikkauksisissa ilmajohdoissa tai erityissovelluksissa.
2. Asennusympäristö ja -olosuhteet
(1) Asennusmenetelmä:
Ilmassa: Kaapelihyllyt, tikkaat, kanavat, suojaputket, seinien vierelle pinta-asennetut laitteet jne. Erilaiset lämmönhukkaolosuhteet vaikuttavat virrankestoon (tiheissä asennuksissa vaaditaan tehon alentamista).
Maanalainen: Suoraan haudattuna tai kanavaan asennettuna. Ota huomioon maaperän lämmönkestävyys, hautaussyvyys ja läheisyys muihin lämmönlähteisiin (esim. höyryputkiin). Maaperän kosteus ja syövyttävyys vaikuttavat vaipan valintaan.
Vedenalainen: Vaatii erityisiä vedenpitäviä rakenteita (esim. lyijysuojus, integroitu vedenpitävä kerros) ja mekaanista suojausta.
Erikoisasennus: Pystysuorat putket (ota huomioon oma paino), kaapelikaivannot/tunnelit jne.
(2) Ympäristön lämpötila:
Ympäristön lämpötila vaikuttaa suoraan kaapelin lämmönhukkamäärään. Vakioarvotaulukot perustuvat vertailulämpötiloihin (esim. 30 °C ilmassa, 20 °C maaperässä). Jos todellinen lämpötila ylittää vertailulämpötilan, virrankesto on korjattava (alennettava). Kiinnitä erityistä huomiota korkeissa lämpötiloissa (esim. kattilahuoneissa, trooppisessa ilmastossa).
(3) Etäisyys muihin kaapeleihin:
Tiheät kaapeliasennukset aiheuttavat keskinäistä lämpenemistä ja lämpötilan nousua. Useiden rinnakkain asennettujen kaapeleiden (erityisesti ilman etäisyyksiä tai samassa putkessa) mitoitusta on alennettava lukumäärän ja järjestelyn (koskettavat / ei-koskettavat) perusteella.
(4) Mekaaninen rasitus:
Vetokuorma: Pystysuuntaisissa asennuksissa tai pitkillä vetomatkoilla on otettava huomioon kaapelin omapaino ja vetojännitys; valitse riittävän vetolujuiset kaapelit (esim. teräslankavahvistetut kaapelit).
Paine/Isku: Suoraan maahan kaivettujen kaapelien on kestettävä pintaliikenteen kuormitusta ja kaivamisen riskejä; hyllylle asennetut kaapelit voivat puristua. Panssarointi (teräsnauha, teräslanka) tarjoaa vahvan mekaanisen suojan.
Taivutussäde: Asennuksen ja käännön aikana kaapelin taivutussäteen ei tule olla sallittua vähimmäismäärää pienempi, jotta eristys ja vaippa eivät vahingoitu.
(5) Ympäristövaarat:
Kemiallinen korroosio: Kemiantehtaat, jätevedenpuhdistamot ja rannikkoalueiden suolasumualueet vaativat korroosionkestäviä vaippoja (esim. PVC, LSZH, PE) ja/tai ulkokerroksia. Muusta kuin metallista valmistettua panssaria (esim. lasikuitua) voidaan tarvita.
Öljykontaminaatio: Öljyvarastot ja konepajat vaativat öljynkestäviä suojuksia (esim. erikois-PVC, CPE, CSP).
UV-altistus: Ulkona olevat kaapelit vaativat UV-säteilyä kestävät vaipat (esim. musta PE, erityinen PVC).
Jyrsijät/termiitit: Joillakin alueilla vaaditaan jyrsijöiltä/termiiteiltä suojattuja kaapeleita (karkotteilla varustettuja vaippoja, kovia vaippoja, metallipanssaria).
Kosteus/upotus: Kosteat tai upotetut ympäristöt vaativat hyvät kosteus-/vesitiiviit rakenteet (esim. säteittäinen vesitiiviys, metallivaippa).
Räjähdysvaaralliset tilat: Täytyy täyttää räjähdysvaarallisten alueiden räjähdysturvallisuutta koskevat vaatimukset (esim. palonestoaineella, LSZH:lla, mineraalieristeisillä kaapeleilla).
3. Kaapelin rakenne ja materiaalivalinta
(1) Eristysmateriaalit:
Ristisilloitettu polyeteeni (XLPE)Erinomainen korkeiden lämpötilojen suorituskyky (90 °C), suuri virrankesto, hyvät dielektriset ominaisuudet, kemikaalien kestävyys, hyvä mekaaninen lujuus. Käytetään laajalti keski- ja matalajännitteisissä kaapeleissa. Ensisijainen valinta.
Polyvinyylikloridi (PVC): Edullinen, kypsä prosessi, hyvä palonestokyky, alhaisempi käyttölämpötila (70 °C), hauras matalassa lämpötilassa, vapauttaa palaessaan myrkyllisiä halogeenikaasuja ja tiheää savua. Käytetään edelleen laajalti, mutta käyttö on yhä rajoitetumpaa.
Etyleenipropeenikumi (EPR): Hyvä joustavuus, sään, otsonin ja kemikaalien kestävyys, korkea käyttölämpötila (90 °C), käytetään liikkuvissa laitteissa, meri- ja kaivoskaapeleissa. Korkeammat kustannukset.
Muut: Silikonikumi (>180 °C), mineraalieristeinen (MI – kuparijohdin magnesiumoksidieristyksellä, erinomainen palokestävyys) erikoissovelluksiin.
(2) Vaippamateriaalit:
PVC: Hyvä mekaaninen suoja, palonestoaine, edullinen, laajalti käytetty. Sisältää halogeenia, palaessaan muodostuu myrkyllistä savua.
PE: Erinomainen kosteuden- ja kemikaalienkestävyys, yleinen suoraan maahan upotettujen kaapelien ulkovaipoissa. Huono palonestokyky.
Vähäinen savu, nollahalogeeninen (LSZH / LS0H / LSF)Vähäinen savu, myrkytön (ei halogeenihappokaasuja), korkea valonläpäisykyky palamisen aikana. Pakollinen julkisissa tiloissa (metroissa, ostoskeskuksissa, sairaaloissa, korkeissa rakennuksissa).
Palosuojattu polyolefiini: Täyttää tietyt palonsuoja-ainevaatimukset.
Valinnassa on otettava huomioon ympäristönkestävyys (öljy, sää, UV) ja mekaanisen suojauksen tarpeet.
(3) Suojakerrokset:
Johtimen suojaus: Vaaditaan keski-/korkeajännitteisille (>3,6/6 kV) kaapeleille, tasaa johtimen pinnan sähkökentän.
Eristyssuoja: Vaaditaan keski- ja suurjännitekaapeleille, toimii yhdessä johtimen suojan kanssa täydellisen kenttäohjauksen takaamiseksi.
Metallinen suojaus/panssari: Tarjoaa EMC-suojauksen (häiriönesto/vähentää päästöjä) ja/tai oikosulkusuojauksen (maadoitettava) ja mekaanisen suojauksen. Yleisiä muotoja: kuparinauha, kuparilankapunos (suojaus + oikosulkusuoja), teräsnauhapanssari (mekaaninen suojaus), teräslankapanssari (vetolujuus + mekaaninen suojaus), alumiinivaippa (suojaus + säteittäinen vesitiiviys + mekaaninen suojaus).
(4) Panssarointityypit:
Teräslankapanssaroitu (SWA): Erinomainen puristus- ja yleinen vetolujuussuojaus suoraan maahan hautaamiseen tai mekaaniseen suojaukseen.
Sinkitty lankasuoja (GWA): Suuri vetolujuus, pystysuoriin putkiin, pitkiin jänneväleihin, vedenalaisiin asennuksiin.
Ei-metallinen suoja: Lasikuituteippi, tarjoaa mekaanista lujuutta ja on samalla ei-magneettinen, kevyt, korroosionkestävä ja sopii erityisvaatimuksiin.
4. Turvallisuus- ja sääntelyvaatimukset
(1) Palonsuojaus:
Valitse kaapelit, jotka täyttävät sovellettavat palonsuoja-aineet (esim. IEC 60332-1/3 yksittäisen/nipun palonsuojaukselle, BS 6387 CWZ palonkestävyydelle, GB/T 19666) paloriskin ja evakuointitarpeiden perusteella. Julkisilla ja vaikeasti poistuttavilla alueilla on käytettävä LSZH-palonsuoja-aineita.
(2) Palonkestävyys:
Kriittisissä piireissä, joiden on pysyttävä jännitteellisinä tulipalon aikana (palopumput, savunpoistopuhaltimet, hätävalaistus, hälyttimet), on käytettävä standardien (esim. BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216) mukaisesti testattuja palonkestäviä kaapeleita (esim. MI-kaapeleita, kiilleteipattuja orgaanisia eristettyjä rakenteita).
(3) Halogeeniton ja vähäsavuinen:
Pakollinen alueilla, joilla on korkeat turvallisuus- ja laitesuojausvaatimukset (liikenteen solmukohdat, datakeskukset, sairaalat, suuret julkiset rakennukset).
(4) Standardien ja sertifiointien noudattaminen:
Kaapeleiden on oltava projektipaikan pakollisten standardien ja sertifiointien mukaisia (esim. CCC Kiinassa, CE EU:ssa, BS Isossa-Britanniassa, UL Yhdysvalloissa).
5. Taloustiede ja elinkaarikustannukset
Alkuinvestointikustannukset: Kaapelin ja lisävarusteiden (jatokset, päätteet) hinta.
Asennuskustannukset: Vaihtelee kaapelin koon, painon, joustavuuden ja asennuksen helppouden mukaan.
Käyttöhäviöiden kustannukset: Johtimen resistanssi aiheuttaa I²R-häviöitä. Suuremmat johtimet maksavat aluksi enemmän, mutta vähentävät pitkän aikavälin häviöitä.
Ylläpitokustannukset: Luotettavilla ja kestävillä kaapeleilla on alhaisemmat ylläpitokustannukset.
Käyttöikä: Korkealaatuiset kaapelit voivat oikeassa ympäristössä kestää yli 30 vuotta. Arvioi perusteellisesti, jotta vältät heikkolaatuisten tai heikkolaatuisten kaapeleiden valitsemisen pelkästään alkuperäisten kustannusten perusteella.
6. Muita huomioitavia asioita
Vaihejärjestys ja merkintä: Varmista monijohtimisissa kaapeleissa tai vaihe-erotelluissa asennuksissa oikea vaihejärjestys ja värikoodaus (paikallisten standardien mukaisesti).
Maadoitus ja potentiaalintasaus: Metalliset suojavaipat ja panssari on maadoitettava luotettavasti (yleensä molemmista päistä) turvallisuuden ja suojaustehon varmistamiseksi.
Varamarginaali: Ota huomioon mahdollinen tuleva kuormituksen kasvu tai reititysmuutokset, suurenna poikkileikkausta tai varaa tarvittaessa varapiirejä.
Yhteensopivuus: Kaapelilisävarusteiden (kaapelikengät, liitokset, päätteet) on vastattava kaapelityyppiä, jännitettä ja johtimen kokoa.
Toimittajien pätevyys ja laatu: Valitse hyvämaineisia valmistajia, joilla on vakaa laatu.
Optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden saavuttamiseksi oikean kaapelin valinta kulkee käsi kädessä korkealaatuisten materiaalien kanssa. ONE WORLD tarjoaa kattavan valikoiman johtojen ja kaapeleiden raaka-aineita – mukaan lukien eristeseokset, vaippamateriaalit, teipit, täyteaineet ja langat – jotka on räätälöity vastaamaan erilaisia spesifikaatioita ja standardeja, tukien turvallista ja tehokasta kaapelien suunnittelua ja asennusta.
Julkaisun aika: 15. elokuuta 2025