Házi vezetékek típusai, PVC-kábel és Ethernet vs. telefonkábel útmutató

Kábelvezetékek fajtái: A funkcionális áttekintés

A kábel- és huzaltermékek a szerkezetek széles skáláját ölelik fel, és mindegyiket az elektromos, mechanikai és környezeti követelmények meghatározott kombinációjára tervezték. A legtágabb szinten a kábeleket elsődleges funkciójuk szerint osztályozzák: energiaátvitel, jelátvitel, adatkommunikáció vagy vezérlés. Az egyes kategóriákon belül a vezeték anyaga, a szigetelés típusa, az árnyékolás és a köpeny keveréke úgy van meghatározva, hogy megfeleljen a névleges feszültségnek, az áramkapacitásnak, a frekvenciatartománynak, a telepítési környezetnek és a szabályozási követelményeknek.

A különbség a között vezeték és kábelt hasznos kiindulópont. A huzal egyetlen elektromos vezető – tömör vagy sodrott – szigeteléssel vagy anélkül. A kábel két vagy több szigetelt vezetőből álló szerelvény, vagy egyetlen szigetelt vezető külső védőköpennyel, közös köpenybe kötve. A mindennapi használatban a kifejezéseket gyakran felcserélhetően használják, de a műszaki specifikáció és a beszerzési összefüggésekben a különbség számít.

• Tápkábelek: Vigye az elektromos energiát a betáplálástól a terhelésig. A kisfeszültségű lakossági vezetékektől a több tízezer voltos névleges nagyfeszültségű átviteli kábelekig terjed.
• Adat- és hálózati kábelek: Digitális jelek átvitele az eszközök között. Tartalmazza a csavart érpárt (Ethernet, telefon), koaxiális és száloptikai konstrukciókat.
• Vezérlő és műszer kábelek: Alacsony szintű jeleket (4-20 mA, 0-10 V) hordozhat az ipari automatizálási rendszerek érzékelői, vezérlői és működtetői között. Jellemzően többvezetős, teljes vagy egyedi páros árnyékolással.
• Koaxiális kábelek: Dielektrikummal és fonott vagy fóliaárnyékolással körülvett központi vezető, amelyet rádiófrekvenciás jelátvitelre használnak műsorszórási, távközlési és antenna alkalmazásokban.
• Száloptikai kábelek: Az adatokat fényimpulzusok formájában vigye át üvegen vagy műanyag optikai szálakon, ne pedig elektromos áramon. Ott használatos, ahol nagy sávszélességre, nagy távolságra vagy elektromágneses interferencia elleni védelemre van szükség.
• Speciális kábelek: Tartalmazza a tűzálló, halogénmentes, páncélozott, merülő, magas hőmérsékletű és ásványi szigetelésű konstrukciókat a speciális szabályozási vagy környezetvédelmi követelményeknek megfelelően.

Házi vezetékek típusai: Lakossági elektromos vezetékek magyarázata

A lakossági elektromos vezetékek több szabványos kábeltípust használnak, amelyek mindegyike meghatározott áramkörtípusokhoz és telepítési helyekhez van hozzárendelve a nemzeti huzalozási kódokkal. Az észak-amerikai építkezésben a NEC (National Electrical Code) szabályozza a vezetékezési gyakorlatot; Az IEC szabványok és nemzeti megfelelői (BS 7671 az Egyesült Királyságban, AS/NZS 3000 Ausztráliában) máshol is érvényesek. Az adott áramkörhöz megfelelő vezetéktípus ismerete megakadályozza a kódsértéseket, a tűzveszélyt és a költséges utómunkálatokat.

NM-B kábel (nem fém burkolatú kábel / Romex)

Az NM-B a legelterjedtebb házkábel az észak-amerikai lakóépületekben. Két vagy három egyedileg szigetelt rézvezetőből és egy csupasz réz földelő vezetékből áll, mindezt hőre lágyuló külső köpenybe zárva. Az NM-B csak száraz belső helyekre van besorolva – nem alkalmas nedves területekre, földalatti lejtőkhöz vagy szabadon álló külső telepítésekhez. Szabványos áramkörméretek használatosak 14 AWG vezeték 15 amperes áramkörökhöz és 12 AWG 20 amperes áramkörökhöz . A "B" jelölés 90°C-os vezetékhőmérsékletet jelöl.

UF-B kábel (földalatti tápkábel)

Az UF-B kábel az NM-B-hez hasonlóan épül fel, de a vezetőket közvetlenül egy szilárd PVC-keverékbe burkolták, nem pedig külön-külön, egy laza külső köpenyben. Ez a szilárd konstrukció nedvesség- és napfényállóságot biztosít, így az UF-B alkalmas a kültéri világítás, melléképületek és tájáramkörök közvetlen földbe való temetésére, vezeték nélkül. Nedves vagy nyirkos talaj feletti helyekre is telepíthető, ahol az NM-B tilos.

THHN/THWN Vezeték

A THHN (termoplasztikus, magas hőálló nylon köpenyű) és a THWN (hőre lágyuló hő- és vízálló nylon köpenyű) egyvezetős vezetékek, amelyeket úgy terveztek, hogy védőcsöveken keresztül húzzák át, nem pedig önálló kábelként. A szabványos választás garázsokban, pincékben és minden olyan telepítésnél, ahol a vezetékek EMT-ben, merev védőcsövön vagy PVC-csövön belül futnak. A THHN/THWN vezetékek számos színkódolt szigetelési színben kaphatók az áramkör működésének azonosítására. A kettős THHN/THWN-2 besorolás ma a legelterjedtebb, mind a száraz (90°C), mind a nedves (75°C) vezetékrendszerekre vonatkozik.

Páncélozott kábel (AC) és fémbevonatú kábel (MC)

Az AC kábel (általános nevén BX) és az MC kábel egyaránt rugalmas fém páncélt használ – akár egymásba zárt acél- vagy alumíniumcsíkokat – külső burkolatként, mint műanyag. A páncél mechanikai védelmet nyújt a fizikai sérülésekkel szemben, és az MC kábelben földelési útként szolgál, ha belső földelővezetékkel kombinálják. Mindkét típust kereskedelmi építkezésekben és lakossági alkalmazásokban használják, ahol a kód további védelmet igényel – például a nyitott pincékben vagy garázsokban.

Szerviz bejárati kábel (SE és USE)

Az SE (Service Entrance) kábel a közüzemi fogyasztásmérőtől a fő elosztó panelig viszi az áramot. Nagy átmérőjű alumínium vagy réz vezetékeket használ – jellemzően 2 AWG és 4/0 AWG között – nedvességálló külső köpennyel. A USE (Underground Service Entrance) a földalatti szolgáltatási betáplálás közvetlen temetési változata alátétre szerelt transzformátorokból vagy földalatti közműcsatlakozásokból.

PVC szigetelésű elektromos vezeték: felépítés és tulajdonságok

A polivinil-klorid (PVC) világszerte a legszélesebb körben használt szigetelő- és burkolatanyag az elektromos vezetékekben és kábelekben. Az elektromos szigetelési teljesítmény, a mechanikai szívósság, a vegyszerállóság, az égésgátlás és az alacsony nyersanyagköltség kombinációja miatt az alapértelmezett választás a lakossági, kereskedelmi és ipari huzalozási alkalmazásokban.

Miért használják a PVC-t huzalszigetelésre?

A huzalszigeteléshez használt PVC keverék lágyítókkal, stabilizátorokkal és égésgátló adalékokkal van összeállítva a szükséges elektromos és mechanikai tulajdonságok elérése érdekében. A fő teljesítményjellemzők a következők:

• Dielektromos szilárdság: A szabványos PVC szigetelés ellenáll az elektromos térerősségnek 10-20 kV/mm , több mint megfelelő a legtöbb épületvezeték 600 V-os névleges feszültségéhez.
• Hőmérséklet besorolás: A szabványos PVC 70°C-os folyamatos vezetékhőmérsékletre van besorolva (PVC/A fokozat). A nagyobb teljesítményű készítmények elérik a 90°C-ot (THHN és NM-B vezetékekben használják). 105°C felett a térhálósított polietilén (XLPE) vagy szilikongumi előnyösebb a PVC helyett.
• Égésgátlás: A PVC klórtartalma természetesen gátolja a láng terjedését. A legtöbb szabványos PVC-huzalkeverék önkialszik, ha eltávolítják a gyújtóforrást, megfelelve az IEC 60332 vagy az UL lángteszt követelményeinek.
• Olaj- és vegyszerállóság: A PVC számos olajnak, savanak és lúgnak ellenáll, így a PVC-szigetelt huzal alkalmas olyan ipari környezetben, ahol véletlenszerű vegyi érintkezés várható.
• Nedvességállóság: A PVC-nek alacsony a vízfelvétele, megfelelő összetétel esetén megőrzi szigetelő tulajdonságait nedves és nedves helyeken is.

A PVC szigetelés korlátai

A PVC szigetelésnek két jelentős korlátja van a biztonság szempontjából kritikus alkalmazásokban. Először is, amikor ég, a PVC felszabadul hidrogén-klorid gáz és sűrű fekete füst , amelyek erősen mérgezőek és zárt térben maró hatásúak az elektronikára. Ez ösztönözte az LSZH (Low Smoke Zero Halogen) vegyületek alkalmazását alagutakban, repülőtereken, adatközpontokban és középületekben, ahol a tűz kiürítési forgatókönyvében a füst toxicitása az elsődleges szempont. Másodszor, a PVC –15°C és –30°C alatti hőmérsékleten törékennyé válik, a lágyító összetételétől függően, ami korlátozza a kültéri telepítéseknél, nagyon hideg éghajlaton, további védelem nélkül.

Általános PVC-szigetelt huzaltípusok

• H07V-U / H07V-R / H07V-K (IEC): Egyerű PVC szigetelésű épülethuzal tömör (U), sodrott (R) és rugalmas sodrású (K) vezetékes változatban. Névleges feszültség 450/750 V. Az észak-amerikai THHN-nek megfelelő páneurópai szabvány.
• NYM / NYY (német/európai): PVC szigetelésű, PVC köpenyű többeres kábelek fix beépítéshez. A NYY a nehezebb külső burkolatú változat, amelyet közvetlen temetésre engedélyeztek.
• BV / RV (kínai szabvány): Egyeres PVC-szigetelt huzal, amelyet széles körben használnak az ázsiai lakó- és kereskedelmi építkezésekben. A BV tömör vezetőket használ; Az RV rugalmas sodrott vezetékeket használ a panelek vezetékezéséhez és a berendezések csatlakoztatásához.

Ethernet-kábel és telefonkábel: Főbb különbségek

Az Ethernet-kábelek és a telefonkábelek egyaránt csavart érpárú szerkezetek, és kívülről közel azonosnak tűnnek – mindkettő kis átmérőjű rézvezetőt, PVC- vagy LSZH-szigetelést és hasonló teljes átmérőjű köpenyt használ. A különbségek a vezetők számában, a csavarodási sebességben, a csatlakozó típusában, az elektromos specifikációkban és a frekvenciatartományban rejlenek.

Telefonkábel (POTS / strukturált vezetékek)

A hagyományos telefonkábel (más néven állomásvezeték vagy csavart érpárú telefonkábel) nagyon alacsony frekvencián továbbítja az analóg hangjeleket – a szabványos POTS (Plain Old Telephone Service) hangsávot foglalja el. 300 Hz és 3,4 kHz között . Egy tipikus kétvonalas telefonrendszer 4 eres kábelt (két sodrott érpárt) használ, 22–26 AWG tartományba eső vezetékekkel, és RJ11 vagy RJ14 csatlakozókkal végződik. A sodrási sebesség laza az adatminőségű kábelekhez képest, mivel az alacsony frekvenciájú analóg jelekhez nincs szükség szűk csavarási sebességre a jel integritásának megőrzéséhez.

A DSL (Digital Subscriber Line) telefonkábel ugyanennek az alapfelépítésnek egy magasabb specifikációjú változata – továbbra is RJ11 csatlakozókkal végződik, és a meglévő telefonpárt használja –, de úgy tervezték, hogy támogassa a 17 MHz-ig (VDSL2) vagy magasabb frekvenciákat ugyanazon a rézpáron, amelyet hangátvitelre használnak. A nagy sebességű DSL kábelminőségi követelményei jelentős átfedésben vannak az alacsonyabb kategóriájú adatkábelekkel.

Ethernet-kábel (strukturált kábelezés)

Az Ethernet-kábel egy 8 eres (4 csavart érpár) kábel, amelyet úgy terveztek, hogy magas frekvencián, szigorúan ellenőrzött elektromos paraméterekkel továbbítsa az adatokat. A legfontosabb specifikációk a sávszélesség (MHz), a csillapítás, az áthallás (NEXT, FEXT) és az impedancia – ezek mindegyikének meg kell felelnie a meghatározott határértékeknek a kábel névleges frekvenciatartományában. A kategória besorolása határozza meg a támogatott adatsebességet és a maximális frekvenciát:

• Cat5e: 100 MHz sávszélesség, támogatja a Gigabit Ethernetet (1000BASE-T) 100 m-ig. Az új telepítéseknél elfogadható minimális kategória.
• Cat6: 250 MHz sávszélesség, támogatja a 10 Gigabit Ethernetet 55 m-ig. Szigorúbb csavarási sebességet és gyakran központi spline-elválasztót használ a párok közötti áthallás csökkentése érdekében.
• Cat6A: 500 MHz sávszélesség, támogatja a 10 Gigabit Ethernetet a teljes 100 m-es csatornahosszig. Nagyobb átmérőjű kábelt és szigorúbb telepítési gyakorlatot igényel az idegen áthallási teljesítmény eléréséhez.
• Cat8: 2000 MHz sávszélesség, támogatja a 25/40 Gigabit Ethernetet 30 m-ig. Általános vízszintes kábelezés helyett adatközponti rack tetején található kapcsolócsatlakozásokhoz használják.

Az Ethernet kábelek RJ45 csatlakozókkal végződnek – fizikailag szélesebbek, mint az RJ11 telefoncsatlakozók, és 8 érintkezőt hordoznak a 4 vagy 6 telefoncsatlakozó helyett. Az RJ45-ös dugó nem illeszthető be az RJ11-es aljzatba, bár az RJ11-dugót be lehet illeszteni egy RJ45-ös aljzatba – ez gyakori zavart okoz a meglévő strukturált vezetékek újrafelhasználásakor.

Használható a telefonkábel Ethernethez?

A szabványos telefonkábel nem támogatja a modern Ethernetet. Csak 2 pár (4 vezeték) rendelkezik a Gigabit Ethernethez szükséges 4 párral (8 vezetékkel), és elektromos jellemzői – csillapítás, áthallás és impedancia – nincsenek az adatminőségű előírások szerint szabályozva. A régebbi 10BASE-T Ethernet (10 Mbps) műszakilag csak 2 párt használ, és telefonkábellel is futhat rövid távolságokon, de egyetlen jelenlegi hálózati szabvány sem működik olyan praktikus sebességgel, amely indokolná a telefonvezetékek újrahasznosítását a megfelelő strukturált kábelezés helyett.

A megfelelő kábel kiválasztása az alkalmazáshoz

A lakossági és kiskereskedelmi projektekben a leggyakoribb vezetékezési hiba az, hogy a kábelt megjelenés vagy hozzávetőleges hasonlóság alapján határozzák meg, nem pedig az áramkör tényleges elektromos és telepítési követelményei szerint. Előfordulhat, hogy a polcon megfelelőnek tűnő kábel feszültsége alulértékelt, nem megfelelő a telepítési környezethez, vagy nem kompatibilis a lezáró hardverrel – mindez biztonsági és megfelelőségi problémákat okoz, amelyeket a telepítés után költséges kijavítani.

Mert tápkábelezés , a minimális specifikációs követelmények a következők: névleges feszültség, áramterhelhetőség (teljesítmény) a létesítmény környezeti hőmérsékletén, nedves vagy száraz helyre való alkalmasság, valamint az, hogy a beépítési mód vezetékes, közvetlen eltemetés vagy szabad levegő. Az NM-B lefedi az észak-amerikai lakossági belső áramkörök többségét; A vezetékben található THHN garázst, pincét és kereskedelmi alkalmazásokat takar; Az UF-B kezeli a közvetlenül eltemetett kültéri futásokat.

Mert adatkábelezés , a Cat6 minden új strukturált kábelezés gyakorlati alapja – a Cat5e határköltsége minimális, és a jövőbeli hálózatfrissítések mozgástere jelentős. A Cat6A garantált azokban a telepítésekben, ahol a 10 Gigabites csatlakozás teljes 100 méteres csatornahosszon aktuális vagy rövid távú követelmény, például kereskedelmi épületekben, adatintenzív munkahelyeken és szervertermi patch kábelezésben.

Mert PVC vs. LSZH szigetelés kiválasztása , a meghatározó tényező a telepítés helye és az alkalmazandó építési szabályzat. Az LSZH számos joghatóságban kötelező a légkezelő terekben (plénumban), zárt közterekben, közlekedési infrastruktúrában és mindenhol, ahol a tűzesetben a füstmérgezés fokozott kockázatot jelent, telepített kábelekre. A szabványos PVC továbbra is elfogadható és költséghatékony marad az általános ipari és lakossági vezetékek többségénél, amelyekre ezek a követelmények nem vonatkoznak.