Tipuri de cablu de casă, cablu PVC și Ghid Ethernet vs cablu telefonic

Tipuri de fire de cablu: o prezentare generală funcțională

Produsele de cablu și sârmă acoperă o gamă largă de construcții, fiecare proiectată pentru o combinație specifică de cerințe electrice, mecanice și de mediu. La cel mai larg nivel, cablurile sunt clasificate după funcția lor principală: transmisie de putere, transmisie de semnal, comunicare de date sau control. În cadrul fiecărei categorii, materialul conductorului, tipul de izolație, ecranarea și compusul mantalei sunt specificate pentru a se potrivi cu tensiunea nominală, capacitatea de curent, domeniul de frecvență, mediul de instalare și cerințele de reglementare.

Distincția dintre sârmă şi cablu este un punct de plecare util. Un fir este un singur conductor electric - solid sau torsadat - cu sau fără izolație. Un cablu este un ansamblu de doi sau mai mulți conductori izolați sau un singur conductor izolat cu o manta de protecție exterioară, legați împreună într-o manta comună. În utilizarea de zi cu zi, termenii sunt adesea folosiți în mod interschimbabil, dar în contexte de specificații tehnice și de achiziții, diferența contează.

• Cabluri de alimentare: Transportați energia electrică de la alimentare la sarcină. Gamă de la cabluri rezidențiale de joasă tensiune până la cabluri de transmisie de înaltă tensiune evaluate la zeci de mii de volți.
• Cabluri de date și de rețea: Transportați semnale digitale între dispozitive. Includeți perechi răsucite (Ethernet, telefon), coaxiale și construcții cu fibră optică.
• Cabluri de control și instrumentare: Transportați semnale de nivel scăzut (4–20 mA, 0–10 V) între senzori, controlere și actuatoare în sistemele de automatizare industrială. De obicei multiconductor cu ecranare pereche totală sau individuală.
• Cabluri coaxiale: Un conductor central înconjurat de un dielectric și un scut împletit sau folie, utilizat pentru transmisia semnalului RF în aplicații de transmisie, telecomunicații și antenă.
• Cabluri de fibră optică: Transportați datele ca impulsuri de lumină prin fibre optice din sticlă sau plastic, mai degrabă decât prin curent electric. Folosit acolo unde este necesară o lățime de bşiă mare, distanță lungă sau imunitate la interferențe electromagnetice.
• Cabluri speciale: Includeți construcții rezistente la foc, fără halogeni, blindate, submersibile, la temperatură înaltă și izolate cu minerale pentru cerințe specifice de reglementare sau de mediu.

Tipuri de cabluri pentru casă: Cablajul electric rezidențial explicat

Cablajul electric rezidențial utilizează mai multe tipuri de cabluri standardizate, fiecare atribuit unor tipuri de circuite și locații de instalare specifice prin codurile naționale de cablare. În construcțiile din America de Nurd, NEC (National Electrical Code) guvernează practicile de cablare; Standardele IEC și echivalentele naționale (BS 7671 în Marea Britanie, AS/NZS 3000 în Australia) se aplică în altă parte. Cunoașterea tipului de fir este corect pentru un anumit circuit previne încălcarea codului, riscul de incendiu și repararea costisitoare.

Cablu NM-B (cablu cu manta nemetalica / Romex)

NM-B este cel mai comun cablu de cablare pentru case în construcțiile rezidențiale din America de Nurd. Este format din doi sau trei conductori de cupru izolați individual plus un fir de împământare de cupru, toate închise într-o manta exterioară termoplastică. NM-B este evaluat numai pentru locații interioare uscate - nu este potrivit pentru zone umede, piste subterane sau instalații exterioare expuse. Dimensiunile standard ale circuitului sunt utilizate Cablu de 14 AWG pentru circuite de 15 amperi şi 12 AWG pentru circuite de 20 de amperi . Desemnarea „B” indică o temperatură nominală a conductorului de 90°C.

Cablu UF-B (cablu de alimentare subteran)

Cablul UF-B este construit în mod similar cu NM-B, dar cu conductori înveliți direct într-un compus solid din PVC, mai degrabă decât înveliți individual într-o manta exterioară liberă. Această construcție solidă oferă rezistență la umezeală și la lumina soarelui, făcând UF-B potrivit pentru îngropare directă în pământ fără conducte pentru iluminatul exterior, anexe și circuite peisagistice. De asemenea, poate fi instalat în locuri umede sau umede deasupra solului unde NM-B este interzis.

Sârmă THHN/THWN

THHN (Thermoplastic High Heat-resistant Nylon-jacketed) și THWN (Thermoplastic Heat and Water-resistant Nylon-jacketed) sunt fire cu un singur conductor concepute pentru a fi trase prin conducte, mai degrabă decât utilizate ca cabluri autonome. Sunt alegerea standard pentru cablarea conductelor în garaje, subsoluri și orice instalație în care conductoarele rulează în EMT, conducte rigide sau conducte PVC. Conductoarele THHN/THWN sunt disponibile într-o gamă de culori de izolație cu coduri de culori pentru a identifica funcția circuitului. Evaluarea duală THHN/THWN-2 este cea mai comună astăzi, acoperind atât instalațiile de conducte uscate (90°C) cât și umede (75°C).

Cablu blindat (AC) și cablu placat cu metal (MC)

Cablul AC (numit în mod obișnuit BX) și cablul MC folosesc o armătură metalică flexibilă - fie oțel interblocat, fie benzi de aluminiu - ca manta exterioară, mai degrabă decât plastic. Armura oferă protecție mecanică împotriva daunelor fizice și, în cablul MC, servește ca cale de împământare atunci când este combinată cu un fir de împământare intern. Ambele tipuri sunt utilizate în construcții comerciale și în aplicații rezidențiale în care codul necesită protecție suplimentară - cum ar fi pistele expuse în subsoluri sau garaje neterminate.

Cablu de intrare de serviciu (SE și USE)

Cablul SE (Intrarea Serviciului) transportă puterea de la contorul de utilități la panoul de distribuție principal. Folosește conductori de aluminiu sau cupru de grosime mare - de obicei 2 AWG până la 4/0 AWG - cu o manta exterioară rezistentă la umiditate. USE (Underground Service Entrance) este varianta de îngropare directă pentru alimentarea subterană a serviciului de la transformatoare montate pe suport sau conexiuni subterane de utilități.

Sârmă electrică izolată cu PVC: Construcție și proprietăți

Clorura de polivinil (PVC) este cel mai utilizat material de izolație și de înveliș în firele și cablurile electrice la nivel global. Combinația sa de performanță de izolație electrică, duritate mecanică, rezistență chimică, ignifugare și cost scăzut al materiilor prime îl face alegerea implicită în aplicațiile de cablare rezidențiale, comerciale și industriale.

De ce este folosit PVC-ul pentru izolarea firelor

Compusul PVC pentru izolarea firelor este formulat cu plastifianți, stabilizatori și aditivi ignifugă pentru a obține proprietățile electrice și mecanice necesare. Caracteristicile cheie de performanță includ:

• rigiditate dielectrică: Izolația standard din PVC rezistă la intensitatea câmpului electric de 10–20 kV/mm , mai mult decât adecvat pentru puterea nominală de 600 V a majorității cablurilor de clădire.
• Evaluarea temperaturii: PVC standard este evaluat pentru o temperatură a conductorului continuu de 70°C (clasa PVC/A). Pentrumulările de performanță mai înaltă ajung la 90°C (utilizate în conductorii THHN și NM-B). Peste 105°C, polietilena reticulata (XLPE) sau cauciucul siliconic este preferată în locul PVC.
• Ignifugare: Conținutul de clor din PVC suprimă în mod natural propagarea flăcării. Majoritatea compușilor standard de sârmă din PVC se autosting atunci când sursa de aprindere este îndepărtată, îndeplinesc cerințele IEC 60332 sau UL de testare la flacără.
• Rezistenta la ulei si chimic: PVC-ul rezistă la o gamă largă de uleiuri, acizi și substanțe alcaline, făcând cablul izolat cu PVC potrivit pentru mediile industriale în care este de așteptat un contact chimic accidental.
• Rezistenta la umiditate: PVC are o absorbție scăzută de apă, menținându-și proprietățile izolante în locuri umede și umede atunci când este formulat corespunzător.

Limitări ale izolației PVC

Izolația din PVC are două limitări semnificative în aplicațiile critice pentru siguranță. În primul rând, când arde, PVC se eliberează acid clorhidric gazos și fum negru dens , care sunt foarte toxice și corozive pentru electronicele din spații închise. Acest lucru a determinat adoptarea compușilor LSZH (Low Smoke Zero Halogen) în tuneluri, aeroporturi, centre de date și clădiri publice, unde toxicitatea fumului într-un scenariu de evacuare a incendiilor este o preocupare principală. În al doilea rând, PVC-ul devine casant la temperaturi sub -15°C până la -30°C, în funcție de formularea plastifiantului, limitând utilizarea sa în instalații exterioare în climat foarte reci, fără protecție suplimentară.

Tipuri comune de fire izolate cu PVC

• H07V-U / H07V-R / H07V-K (IEC): Sârmă de clădire cu un singur conductor izolată din PVC în variantele de conductor solid (U), cu toroane (R) și flexibile (K). Evaluat 450/750 V. Standardul pan-european echivalent cu THHN nord-american.
• NYM / NYY (germană/europeană): Cabluri multifilare izolate cu PVC, acoperite cu PVC pentru instalare fixă. NYY este versiunea mai grea cu înveliș exterior, aprobată pentru îngropare directă.
• BV / RV (standard chinezesc): Sârmă izolat cu PVC cu un singur miez utilizat pe scară largă în construcțiile rezidențiale și comerciale din Asia. BV folosește conductoare solide; RV folosește conductori flexibili flexibili pentru cablarea panourilor și conexiunile echipamentelor.

Cablul Ethernet vs. Cablul telefonic: Diferențele cheie

Cablurile Ethernet și cablurile telefonice sunt ambele construcții de perechi răsucite și arată aproape identice din exterior - ambele folosesc conductori de cupru cu diametru mic, izolație PVC sau LSZH și diametre generale similare ale mantalei. Diferențele constau în numărul de conductori, rata de răsucire, tipul conectorului, specificațiile electrice și intervalul de frecvență pe care fiecare este proiectat să îl suporte.

Cablu telefonic (POTS / Cablaj structurat)

Cablul telefonic tradițional (numit și fir de stație sau cablu telefonic cu perechi răsucite) transportă semnale vocale analogice la frecvențe foarte joase - banda de voce standard POTS (Serviciul telefonic vechi simplu) ocupă 300 Hz până la 3,4 kHz . O instalație telefonică tipică cu două linii utilizează un cablu cu 4 conductori (două perechi răsucite) cu conductori în intervalul 22–26 AWG, terminați cu conectori RJ11 sau RJ14. Rata de răsucire este slabă în comparație cu cablul de calitate pentru date, deoarece semnalele analogice de joasă frecvență nu necesită viteze de răsucire strânse pentru a menține integritatea semnalului.

Cablul telefonic DSL (Digital Subscriber Line) este o variantă cu specificații mai înalte a aceleiași construcții de bază - încă terminat cu conectori RJ11 și folosind perechea de telefon existentă - dar proiectat pentru a suporta frecvențe de până la 17 MHz (VDSL2) sau mai mari pe aceeași pereche de cupru folosită pentru voce. Cerințele de calitate a cablurilor pentru DSL de mare viteză se suprapun semnificativ cu categoriile inferioare de cablu de date.

Cablu Ethernet (cablare structurată)

Cablul Ethernet este un cablu cu 8 conductori (4 perechi răsucite) conceput pentru a transmite date la frecvențe înalte, cu parametri electrici strâns controlați. Specificațiile cheie sunt lățimea de bandă (MHz), atenuarea, diafonia (NEXT, FEXT) și impedanța - toate acestea trebuie să îndeplinească limite definite în gama de frecvență nominală a cablului. Evaluarea categoriei determină rata de date acceptată și frecvența maximă:

• Cat5e: Lățime de bandă de 100 MHz, acceptă Gigabit Ethernet (1000BASE-T) până la 100 m. Categoria minimă acceptabilă pentru instalații noi.
• Cat6: Lățimea de bandă de 250 MHz, acceptă 10 Gigabit Ethernet până la 55 m. Utilizează viteze de răsucire mai strânse și adesea un separator central cu spline pentru a reduce diafonia între perechi.
• Cat6A: Lățime de bandă de 500 MHz, acceptă 10 Gigabit Ethernet până la lungimea completă a canalului de 100 m. Necesită un cablu cu diametru mai mare și practici de instalare mai stricte pentru a obține performanțe de diafonie extraterestră.
• Cat8: Lățimea de bandă de 2.000 MHz, acceptă 25/40 Gigabit Ethernet până la 30 m. Folosit în conexiunile comutatoarelor din partea de sus a rack-ului centrului de date, mai degrabă decât în ​​cablarea orizontală generală.

Cablurile Ethernet se termină cu conectori RJ45 - fizic mai lați decât conectorii telefonici RJ11 și purtând 8 contacte, mai degrabă decât cele 4 sau 6 ale conectorilor telefonici. O mufă RJ45 nu se va potrivi într-o priză RJ11, deși o mufă RJ11 poate fi introdusă într-o priză RJ45 - o sursă comună de confuzie la reutilizarea cablajului structurat existent.

Cablul telefonic poate fi folosit pentru Ethernet?

Cablul telefonic standard nu poate suporta Ethernet modern. Are doar 2 perechi (4 conductori) față de cele 4 perechi (8 conductori) necesare pentru Gigabit Ethernet, iar caracteristicile sale electrice - atenuare, diafonie și impedanță - nu sunt controlate conform specificațiilor de nivel de date. Legacy 10BASE-T Ethernet (10 Mbps) folosește din punct de vedere tehnic doar 2 perechi și poate rula pe cablu telefonic pe distanțe scurte, dar niciun standard de rețea actual nu funcționează la viteze suficient de practice pentru a justifica reutilizarea cablajului telefonic în loc să instaleze cablare structurată adecvată.

Alegerea cablului potrivit pentru aplicație

Cea mai frecventă greșeală de cablare în proiecte rezidențiale și comerciale ușoare este specificarea cablului după aspect sau asemănarea aproximativă, mai degrabă decât după cerințele electrice și de instalare reale ale circuitului. Un cablu care arată corect pe raft poate fi subevaluat pentru tensiune, nepotrivit pentru mediul de instalare sau incompatibil cu hardware-ul de terminare - toate acestea creează probleme de siguranță și conformitate care sunt costisitoare de corectat după instalare.

Pentru cablarea de alimentare , cerințele minime ale specificațiilor sunt tensiunea nominală, capacitatea de purtare a curentului (ampacitatea) la temperatura ambiantă a instalației, adecvarea pentru locație umedă sau uscată și dacă metoda de instalare este conductă, îngropare directă sau aer liber. NM-B acoperă majoritatea circuitelor interioare rezidențiale nord-americane; THHN în conducte acoperă garaj, subsol și aplicații comerciale; UF-B se descurcă în aer liber direct îngropat.

Pentru cablare de date , Cat6 este linia de bază practică pentru orice nouă instalare de cablare structurată — costul marginal față de Cat5e este minim, iar spațiul liber pentru actualizările viitoare de rețea este semnificativ. Cat6A este garantat în instalațiile în care conectivitatea de 10 Gigabit la lungimea completă a canalului de 100 de metri este o cerință curentă sau pe termen scurt, cum ar fi în clădirile comerciale, locurile de muncă cu consum mare de date și cablarea de corecție a camerei serverelor.

Pentru Selectarea izolației PVC vs. LSZH , factorul determinant este locul de instalare și codul de construcție aplicabil. LSZH este obligatoriu în multe jurisdicții pentru cablurile instalate în spațiile de tratare a aerului (plenum), spațiile publice închise, infrastructura de transport și oriunde toxicitatea fumului în caz de incendiu prezintă un risc crescut. PVC standard rămâne acceptabil și rentabil pentru majoritatea cablajelor industriale și rezidențiale generale care nu fac obiectul acestor cerințe.