Výběr kabelu je klíčovým krokem v elektrotechnickém návrhu a instalaci. Nesprávný výběr může vést k bezpečnostním rizikům (jako je přehřátí nebo požár), nadměrnému poklesu napětí, poškození zařízení nebo nízké účinnosti systému. Níže jsou uvedeny klíčové faktory, které je třeba při výběru kabelu zvážit:
1. Základní elektrické parametry
(1) Průřez vodiče:
Proudová zatížitelnost: Toto je nejdůležitější parametr. Kabel musí být schopen nést maximální trvalý provozní proud obvodu, aniž by překročil svou přípustnou provozní teplotu. Viz tabulky proudové zatížitelnosti v příslušných normách (například IEC 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Pokles napětí: Proud protékající kabelem způsobuje pokles napětí. Nadměrná délka nebo nedostatečný průřez může vést k nízkému napětí na straně zátěže, což ovlivňuje provoz zařízení (zejména spouštění motoru). Vypočítejte celkový pokles napětí od zdroje napájení k zátěži a ujistěte se, že je v povoleném rozsahu (obvykle ≤3 % pro osvětlení, ≤5 % pro napájení).
Zkratová odolnost: Kabel musí před aktivací ochranného zařízení odolat maximálnímu možnému zkratovému proudu v systému bez tepelného poškození (kontrola tepelné stability). Větší průřezy mají vyšší odolnost.
(2) Jmenovité napětí:
Jmenovité napětí kabelu (např. 0,6/1 kV, 8,7/15 kV) nesmí být nižší než jmenovité napětí systému (např. 380 V, 10 kV) a jakékoli možné maximální provozní napětí. Zohledněte kolísání napětí systému a podmínky přepětí.
(3) Materiál vodiče:
Měď: Vysoká vodivost (~58 MS/m), vysoká vodivost proudu, dobrá mechanická pevnost, vynikající odolnost proti korozi, snadno ovladatelné spoje, vyšší cena. Nejčastěji používaná.
Hliník: Nižší vodivost (~35 MS/m), vyžaduje větší průřez pro dosažení stejné proudové zatížitelnosti, nižší hmotnost, nižší náklady, ale nižší mechanickou pevnost, náchylný k oxidaci, vyžaduje speciální nástroje a antioxidační směs pro spoje. Často se používá pro nadzemní vedení s velkým průřezem nebo pro specifické aplikace.
2. Instalační prostředí a podmínky
(1) Způsob instalace:
Ve vzduchu: Kabelové žlaby, žebříky, potrubí, trubky, povrchová montáž podél stěn atd. Různé podmínky odvodu tepla ovlivňují proudovou zatížitelnost (u hustých instalací je nutné snížit výkon).
Podzemní: Přímo zakopané nebo vedené do potrubí. Zvažte tepelný odpor půdy, hloubku zakopání a blízkost jiných zdrojů tepla (např. parovodů). Vlhkost půdy a její korozivní vlastnosti ovlivňují výběr pláště.
Pod vodou: Vyžaduje speciální vodotěsné konstrukce (např. olověný plášť, integrovanou vrstvu blokující vodu) a mechanickou ochranu.
Speciální instalace: Svislé trasy (s ohledem na vlastní hmotnost), kabelové výkopy/tunely atd.
(2) Okolní teplota:
Okolní teplota přímo ovlivňuje odvod tepla kabelem. Standardní tabulky proudové zatížitelnosti jsou založeny na referenčních teplotách (např. 30 °C ve vzduchu, 20 °C v půdě). Pokud skutečná teplota překročí referenční hodnotu, je nutné proudovou zatížitelnost upravit (snížit její hodnotu). Zvláštní pozornost věnujte prostředí s vysokými teplotami (např. kotelny, tropické podnebí).
(3) Blízkost k ostatním kabelům:
Husté instalace kabelů způsobují vzájemné zahřívání a zvyšování teploty. Více kabelů instalovaných paralelně (zejména bez odstupů nebo ve stejném kabelovém kanálu) musí být odlehčeno na základě počtu a uspořádání (dotýkající se / nedotýkající se).
(4) Mechanické namáhání:
Tahové zatížení: U svislých instalací nebo dlouhých tahových vzdáleností zvažte vlastní hmotnost kabelu a tažné napětí; vyberte kabely s dostatečnou pevností v tahu (např. z ocelového drátu s pancéřováním).
Tlak/náraz: Kabely uložené přímo do země musí odolat zatížení povrchovou dopravou a rizikům z výkopových prací; kabely montované v lávkách mohou být stlačeny. Armování (ocelový pás, ocelový drát) poskytuje silnou mechanickou ochranu.
Poloměr ohybu: Během instalace a otáčení nesmí být poloměr ohybu kabelu menší než povolené minimum, aby nedošlo k poškození izolace a pláště.
(5) Nebezpečí pro životní prostředí:
Chemická koroze: Chemické závody, čistírny odpadních vod a oblasti se slanou mlhou na pobřeží vyžadují korozivzdorné pláště (např. PVC, LSZH, PE) a/nebo vnější vrstvy. Může být nutné nekovové pancéřování (např. skleněná vlákna).
Kontaminace olejem: Sklady ropy a obráběcí dílny vyžadují pláště odolné vůči oleji (např. speciální PVC, CPE, CSP).
UV záření: Kabely vystavené venkovnímu prostředí vyžadují plášť odolný vůči UV záření (např. černý PE, speciální PVC).
Hlodavci/termiti: V některých oblastech jsou vyžadovány kabely odolné proti hlodavcům/termitům (pláště s repelenty, pevné pláště, kovové pancéřování).
Vlhkost/ponoření: Vlhké nebo ponořené prostředí vyžaduje dobré struktury blokující vlhkost/vodu (např. radiální hydroizolaci, kovový plášť).
Výbušné prostředí: Musí splňovat požadavky na ochranu proti výbuchu v nebezpečných prostorách (např. kabely s nehořlavou úpravou, LSZH, minerálně izolované kabely).
3. Struktura kabelu a výběr materiálu
(1) Izolační materiály:
Zesítěný polyethylen (XLPE)Vynikající výkon při vysokých teplotách (90 °C), vysoká proudová zatížitelnost, dobré dielektrické vlastnosti, chemická odolnost, dobrá mechanická pevnost. Široce používané pro středně/nízkonapěťové silové kabely. První volba.
Polyvinylchlorid (PVC): Nízké náklady, vyzrálý proces, dobrá nehořlavost, nižší provozní teplota (70 °C), křehký při nízkých teplotách, při hoření uvolňuje toxické halogenové plyny a hustý kouř. Stále široce používaný, ale stále omezovanější.
Etylenpropylenový kaučuk (EPR): Dobrá flexibilita, odolnost vůči povětrnostním vlivům, ozonu, chemikáliím, vysoká provozní teplota (90 °C), používá se pro mobilní zařízení, námořní dopravu a důlní kabely. Vyšší cena.
Ostatní: Silikonová pryž (>180 °C), minerální izolace (MI – měděný vodič s izolací z oxidu hořečnatého, vynikající požární odolnost) pro speciální aplikace.
(2) Materiály pláště:
PVC: Dobrá mechanická ochrana, nehořlavý, nízký poměr ceny a kvality, široce používaný. Obsahuje halogeny, při hoření se kouří toxickým způsobem.
PE: Vynikající odolnost proti vlhkosti a chemikáliím, běžná pro vnější pláště kabelů uložených přímo v zemi. Nízká nehořlavost.
Nízký kouř bez halogenů (LSZH / LS0H / LSF)Nízká kouřivost, netoxický (bez halogenových kyselých plynů), vysoká propustnost světla během hoření. Povinné ve veřejných prostorách (metro, obchodní centra, nemocnice, výškové budovy).
Polyolefin s nehořlavou úpravou: Splňuje specifické požadavky na nehořlavost.
Při výběru je třeba zohlednit odolnost vůči vlivům prostředí (olej, povětrnostní podmínky, UV záření) a mechanickou ochranu.
(3) Ochranné vrstvy:
Stínění vodiče: Vyžadováno pro kabely středního/vysokého napětí (>3,6/6 kV), vyrovnává elektrické pole na povrchu vodiče.
Izolační stínění: Vyžadováno pro kabely středního/vysokého napětí, funguje se stíněním vodiče pro úplnou kontrolu pole.
Kovové stínění/pancéřování: Poskytuje EMC (ochranu proti rušení/snižuje emise) a/nebo ochranu proti zkratu (musí být uzemněno) a mechanickou ochranu. Běžné formy: měděná páska, měděný oplet (stínění + zkratová ochrana), ocelová páska (mechanická ochrana), ocelová drátěná ochrana (ochrana proti tahu + mechanická ochrana), hliníkový plášť (stínění + radiální vodotěsnost + mechanická ochrana).
(4) Typy pancéřování:
Ocelová pancéřovaná drátem (SWA): Vynikající ochrana proti tlaku a celkovému tahu, pro přímé uložení do země nebo pro potřeby mechanické ochrany.
Pozinkovaný drátěný pancíř (GWA): Vysoká pevnost v tahu, pro svislé trasy, velká rozpětí, instalace pod vodou.
Nekovové pancíře: Páska ze skelných vláken, poskytuje mechanickou pevnost a zároveň je nemagnetická, lehká, odolná proti korozi, pro speciální požadavky.
4. Bezpečnostní a regulační požadavky
(1) Odolnost proti hoření:
Vyberte kabely splňující příslušné normy pro zpomalování hoření (např. IEC 60332-1/3 pro zpomalování hoření jednotlivých/svazků, BS 6387 CWZ pro požární odolnost, GB/T 19666) na základě rizika požáru a potřeb evakuace. Ve veřejných a obtížně evakuačních prostorách musí být použity kabely LSZH se zpomalovacím hořením.
(2) Ohnivzdornost:
Pro kritické obvody, které musí zůstat pod napětím během požáru (požární čerpadla, ventilátory pro odvod kouře, nouzové osvětlení, alarmy), použijte nehořlavé kabely (např. kabely MI, slídou potažené organické izolační struktury) testované dle norem (např. BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Bez halogenů a s nízkým obsahem kouře:
Povinné v oblastech s vysokými požadavky na bezpečnost a ochranu zařízení (dopravní uzly, datová centra, nemocnice, velké veřejné budovy).
(4) Soulad s normami a certifikace:
Kabely musí splňovat povinné normy a certifikace v místě projektu (např. CCC v Číně, CE v EU, BS ve Spojeném království, UL v USA).
5. Ekonomika a náklady životního cyklu
Počáteční investiční náklady: Cena kabelu a příslušenství (spojky, koncovky).
Náklady na instalaci: Liší se v závislosti na velikosti kabelu, hmotnosti, flexibilitě a snadnosti instalace.
Provozní náklady na ztráty: Odpor vodiče způsobuje ztráty I²R. Větší vodiče jsou zpočátku dražší, ale snižují dlouhodobé ztráty.
Náklady na údržbu: Spolehlivé a odolné kabely mají nižší náklady na údržbu.
Životnost: Vysoce kvalitní kabely mohou ve vhodném prostředí vydržet 30 a více let. Proveďte komplexní vyhodnocení, abyste se vyhnuli výběru kabelů s nízkými specifikacemi nebo nízkou kvalitou pouze na základě počáteční ceny.
6. Další aspekty
Fázová sekvence a značení: U vícežilových kabelů nebo instalací s oddělenými fázemi zajistěte správnou fázovou sekvenci a barevné kódování (dle místních norem).
Uzemnění a vyrovnání potenciálů: Kovové stínění a pancéřování musí být pro zajištění bezpečnosti a stínění spolehlivě uzemněny (obvykle na obou koncích).
Rezervní rozpětí: Zvažte možný budoucí nárůst zátěže nebo změny trasy, v případě potřeby zvětšete průřez nebo rezervujte náhradní obvody.
Kompatibilita: Kabelové příslušenství (oka, spojky, koncovky) musí odpovídat typu kabelu, napětí a velikosti vodiče.
Kvalifikace a kvalita dodavatelů: Vyberte si renomované výrobce se stabilní kvalitou.
Pro optimální výkon a spolehlivost jde výběr správného kabelu ruku v ruce s výběrem vysoce kvalitních materiálů. Ve společnosti ONE WORLD nabízíme komplexní sortiment surovin pro dráty a kabely – včetně izolačních směsí, plášťových materiálů, pásek, výplní a přízí – přizpůsobených tak, aby splňovaly různé specifikace a normy, a podporují tak bezpečný a efektivní návrh a instalaci kabelů.
Čas zveřejnění: 15. srpna 2025