Kabely a vodiče patří do základního sortimentu každé elektroinstalace. Vodič je elektrický prvek určený k přenášení výkonu nebo informace a představuje širší pojem než kabel. Každý vodič má jádro a izolaci, které dohromady tvoří tzv. žílu. Podle toho, zda je izolace pevná, či ji tvoří pouze vzduch, můžeme vodiče dělit na izolované a holé.
Základní pojmy a konstrukce kabelů
Kabel je soustava dvou nebo více vodičů, které slouží k rozvodu elektrické sítě a přenosu elektrické energie nebo optických, datových a jiných signálů. Kabel se skládá z více žil, které mají ještě další společnou izolační vrstvu. Základním materiálem pro jádra elektrických kabelů jsou elektrovodná měď nebo hliník. Měď je nejčastěji používaný materiál pro vodiče všech průřezů díky své výborné vodivosti, flexibilitě a odolnosti. Hliník má sice nižší vodivost než měď, a proto pro stejné proudy musí mít větší průřez, ale přesto je výsledný kabel lehčí než měděný. Hliníkové vodiče se používají méně často, především v průmyslu a starších instalacích, často pro větší průřezy a pro lana AlFe.
Typy jader vodičů
- Plné jádro "drát" (RE, SE): Cu (měděné) nebo Al (hliníkové). Pro pevné uložení v elektroinstalaci. Po ohnutí drží tvar. Typicky menší až střední průřezy - do 16 mm² (Cu) nebo 35 mm² (Al). Jádro odpovídá třídě 1 dle ČSN EN 60228.
- Mnohodrátové "laněné" jádro (RM, SM): Cu nebo Al pro větší průřezy než RE. Pevné uložení, často větší průřezy. Jádro odpovídá třídě 2 dle ČSN EN 60228.
- Mnohodrátové "jemně laněné" jádro "licna" (CYA, CYSY, CGSG): Cu nebo pocínované Cu, ohebné a flexibilní. Pro pohyblivé uložení a přívody. Používá se tam, kde se s kabelem počítá do ohybu. Jádro odpovídá třídě 5 nebo 6 dle ČSN EN 60228 (třída 6 je jemnější a ohebnější).
- Sektorové jednodrátové jádro (SE): Al větších průřezů než RM. Pro pevné uložení, obvykle v zemi. Jádra jednotlivých žil mají tvar kruhových výsečí pro lepší vyplnění prostoru kabelu.
- Sektorové mnohodrátové jádro (SM): Cu nebo Al komprimované větších průřezů než RM. Pro pevné uložení, obvykle v zemi.
Žíly silnoproudých kabelů už od průřezu 25 mm² jsou složené z jednotlivých tenčích drátů. Žíly je tak možné zformovat a dosáhnout kruhového průřezu výsledného kabelu. Mluvíme potom o sektorovaném vodiči.
Materiál izolace a pláště
Materiál izolace a pláště rozhoduje o odolnosti kabelu v prostředí. Měkčený PVC je nejčastěji používaný materiál pro kabely nízkého napětí s teplotní odolností 70ºC.
- Y (PVC): Nejčastější izolace a plášť pro pevné uložení v interiéru, do zdi, trubek, lišt. Dobře odolává vlhku. Není vhodné pro nízké teploty.
- R (kaučuk), SG (pryž): "Střední guma", nejčastější izolace a plášť pro venkovní podmínky (krátkodobě), na zahradu. Lehké mechanické namáhání, v suchu i vlhku a normálních teplotách.
- N (kaučuk), TG (pryž): Plášť "těžká guma" pro venkovní podmínky (dlouhodobě), zemědělství a průmysl. Střední mechanické namáhání, v suchu i mokru a normálních teplotách.
- S (silikonový kaučuk): Silikonový plášť je odolnější vůči extrémním teplotám nízkým i vysokým. Pro přívod k topným zařízením, saunovým kamnům.
- Q (zesíťovaný polyetylén): Izolace pro vodiče vysokého nebo velmi vysokého napětí.
- V3V3 (polyvinylchlorid/polyuretan): Oděruodolný staveništní kabel, často jako náhrada gumových; PVC izolace i plášť, vysoká mechanická odolnost. Pro venkovní podmínky, staveniště a průmysl. Střední mechanické namáhání, v suchu i mokru a nízkých i vyšších teplotách.
- Z2Z2 (zesítěný bezhalogenový polyolefin/kopolymer): Používaný pro solární kabely H1Z2Z2-K a další.
- HX (bezhalogenový s nízkým vývinem kouře): Bezhalogenový plášť, s nízkým vývinem kouře při hoření (LSOH = „low smoke zero halogen“). Vhodné pro vyšší ochranou osob, školy, nemocnice, veřejné prostory.
- B2ca (oheň retardující, nekorozivní, bezhalogenový): Oheň retardující "nehořlavý", nekorozivní, bezhalogenový plášť strukturované kabeláže a silových kabelů, s nízkým vývinem kouře při hoření, s třídou reakce na oheň B2ca.
Izolaci tvoří obvykle několik vrstev, např. izolace každé žíly, vrstva výplně (guma nebo plastová páska), izolace společná, stínění, plášť, venkovní plášť. Kabely pro vysoké teploty se silikonovou izolací i kabely nehořlavé, které si uchovávají funkčnost po určitou dobu i v ohni. Sdělovací kabely jsou často stíněné, aby vyhověly požadavkům na EMC. Izolované vodiče jsou nejdříve společně obaleny vodivou fólií nebo pletivem, potom teprve společným izolačním pláštěm.
Čtěte také: Designový stolek z cívky a pryskyřice – návod
Druhy vodičů a jejich barevné značení
Barevné provedení žil v kabelu má jasně daný význam a je důležité pro bezpečnost. Barvy izolace jednotlivých vodičů uvnitř kabelu mají jasně daný význam.
- Fázový vodič (L): Přenáší elektrickou energii do spínače nebo do zásuvky. Barva izolace je černá, hnědá nebo šedá. Připojuje se na svorku označenou „L“ (live).
- Střední pracovní vodič (N): Označovaný jako "nulový vodič" nebo také "nulák", vrací proud do sítě. Označuje se modrou barvou izolace a připojuje se na svorku "N" (neutral). Modrá nesmí být použita k identifikaci jakéhokoliv jiného vodiče, kde by tím mohlo dojít k záměně.
- Ochranný neboli zemnicí vodič (PE): Vyrovnává potenciál země. Má-li spotřebič svorku na zemnicí vodič, pak na něj musí být připojen. Barva izolace je žlutozelená. Dvoubarevná kombinace ZELENÁ-ŽLUTÁ je jediná barevná kombinace uznaná pouze pro identifikaci ochranného vodiče.
Důležité je, aby byla instalace konzistentní a vodiče byly jednoznačně označené i v rozvaděči. Barvy jsou podle normy jasně dané, ale u starších instalací nebo po neodborných zásazích se nedá spoléhat jen na ně - vždy je potřeba funkci vodiče ověřit.
Značení kabelů
Základní rozlišení kabelů se odvíjí od normovaného označení. To v sobě ukrývá materiál kabelu, druh, počet vodičů i materiál izolace. Kabely jsou označeny kombinací písmen a čísel, které popisují jejich vlastnosti. Fakticky u nás existují dva způsoby značení: starší - národní a novější - evropský.
Evropský systém značení
Řekněme si stručně zásady evropského systému značení:
- Vztah k normám:
- H - znamená, že kabely a vodiče odpovídají harmonizovaným normám.
- A - uznaný národní typ kabelu nebo vodiče.
- CC-N - národní typ kabelu nebo vodiče.
- Jmenovité napětí: 03, 05, 07 (03 udává 300/300 V, 05 udává 300/500 V, 07 udává 450/750 V; přitom prvá hodnota je pro napětí fázové, druhá pro sdružené). Uvádí se též možnost napětí 00, 01 do 100 a 300 V a dále pak 1, 3, 6, 10 pro napětí nad 1 kV.
- Materiál izolace:
- V - PVC.
- R - kaučuk.
- S - silikonový kaučuk.
- Materiál pláště: Stejné značení jako u izolace, navíc mohou být kovové materiály.
- Zvláštní provedení: Označuje se od H - pro ploché až po H8 - pro spirálový přívod.
- Počet žil, ochranný vodič a průřez: Poslední část označení udává počet žil, zda se jedná o provedení s ochranným (uvádí se písmeno G) nebo bez ochranného (uvádí se písmeno X) vodiče a průřez vodiče. (Např. 3G1,5 udává trojžilový vodič s ochranným vodičem a průřezem 1,5 mm²).
Pomlčka v evropském označení vodičů a kabelů, za níž nenásleduje písmeno A označující hliník, znamená, že materiálem jádra je měď, a to se nevyznačuje.
Čtěte také: Izolace vodiče
Nejčastější typy kabelů v elektroinstalacích
V běžných instalacích se používají nejčastěji 2, 3, 4 a 5 žilové kabely. Počet žil má své místo i v označení kabelu, např. 3x1,5 znamená trojžilový kabel s jednotlivými průřezy 1,5mm².
Níže porovnáváme nejběžnější druhy elektrických kabelů a vodičů. Začínáme přehledovou tabulkou, kde u každého typu uvádíme typickou konstrukci, použití, jmenovité napětí a způsob uložení.
| Typ kabelu | Konstrukce | Použití | Jmenovité napětí | Uložení |
|---|---|---|---|---|
| CYKY | Měděné žíly, PVC izolace, kulatý plášť | Pevné rozvody elektřiny v budovách | 300/500 V, 450/750 V | Zazdění pod omítku, kabelové žlaby, do trubek, lišt |
| CYKYLo | Měděné žíly, PVC izolace, plochý plášť | Pevné rozvody elektřiny ve stísněných prostorách | 300/500 V, 450/750 V | Drážky ve zdi, stropy, podlahy (s malou instalační hloubkou) |
| AYKY | Hliníkové žíly, PVC izolace, kulatý plášť | Přívodní kabely od přípojky, dlouhé vzdálenosti | 300/500 V, 450/750 V | V zemi, ochranné trubky, kabelové kanály |
| CYSY (H05VV-F, H07VV-F) | Měděné lankové žíly, PVC izolace (bílá/černá) | Pohyblivé přívody ke spotřebičům, prodlužovací šňůry | 300/500 V, 450/750 V | Interiér (nízké až střední mechanické namáhání) |
| CGSG (H05RR-F, H07RR-F) | Měděné lankové žíly, gumová izolace (černá) | Pohyblivé přívody pro ruční nářadí, prodlužovací šňůry | 300/500 V, 450/750 V | Interiér i exteriér (střední mechanické namáhání, odolnost UV) |
| CGTG (H07RN-F) | Měděné lankové žíly, neoprenový plášť | Výkonná zařízení, průmysl, zemědělství, venkovní použití | 450/750 V | Mokro, oleje, zředěné zásady/kyseliny, dlouhodobě venku |
| 1-CXKH-R-J | Měděné žíly, XLPE izolace, bezhalogenový plášť | Nehořlavé silové kabely se zachováním funkčnosti při požáru | 450/750 V | Veřejné prostory, únikové trasy, nouzové systémy |
| JYTY | Měděné žíly, PVC izolace, stínění | Řídící, signalizační a automatizační systémy | 300 V | Vnitřní instalace |
| H1Z2Z2-K | Jednožilový, pocínovaná měď, zesítěný bezhalogenový polyolefin | Propojení fotovoltaických panelů a komponentů | 1500 V DC | Venkovní podmínky, odolnost UV, nízké/vysoké teploty |
Kabely CYKY a jejich varianty
Nejpoužívanější standard tzv. silových kabelů v elektroinstalacích budov je CYKY. Jedná se o kabel obsahující měděné žíly obalené PVC izolací. Hodí se pro pevné rozvody elektřiny bez mechanického namáhání, tedy k zazdění pod omítku nebo uložení do kabelových žlabů. Kabely CYKY nejčastěji propojují rozvaděče, elektroinstalační krabice, zásuvky, vypínače či osvětlení. Mezi nejčastěji používané varianty kabelů CYKY patří CYKY-J 3×1,5 a 3×2,5. Pro náročnější spotřebiče, jako jsou bojlery, elektrické sporáky nebo klimatizační jednotky, je potřeba volit kabely s větším průřezem, například CYKY 3×4, které zvládnou vyšší proudové zatížení.
- CYKY-J: Obsahují ochranný zemnící PE (zeleno-žlutý) vodič, který má zemnící funkci. Ostatní vodiče jsou černé, šedé, hnědé nebo modré.
- CYKY-O: Neobsahují zemnící PE vodič, jedná se o tzv. vypínačový kabel, používá se např. u dvoupáčkových (schodišťových) vypínačů osvětlení.
- CYKYLo: Jsou ploché a mají vodiče uspořádány v řadě vedle sebe. Slouží pro využití ve stísněných prostorách, kde se lépe pracuje s plochým než kulatým kabelem, např. v drážkách ve zdi, ve stropech nebo podlahách. Jednotlivé vodiče lze také snadněji oddělit. Existují ve variantách CYKYLo-J a CYKYLo-O.
Kabely AYKY
Silové kabely s pevným hliníkovým jádrem nesou označení AYKY a jsou ideální pro uložení v zemi, do ochranných trubek (chrániček) nebo kabelových kanálů. Většinou se používají na dlouhé vzdálenosti, typicky jako přívodní kabel od elektrické přípojky k hlavnímu elektroměrovému rozvaděči. Kabely AYKY jsou levnější alternativou kabelů CYKY, avšak je nutné používat větší průřez žil. Jsou vhodné pro uložení v zemi, jsou levnější než CYKY, ale nutná je větší tloušťka žil.
Kabely CYSY (ohebné PVC kabely)
Kabely CYSY s mezinárodním značením H05VV-F a H07VV-F jsou ohebné kabely, jejichž jádro je tvořeno měděnými lankovými vodiči a vnější izolace je PVC bílé a černé barvy. Používají se pro pohyblivé přívody, přívodní kabely ke spotřebičům a na prodlužovacích šňůrách. Přednostně jsou určeny pro použití v interiéru, jelikož PVC izolace se může při nižších teplotách lámat. Jsou vhodné pro nízké až střední mechanické namáhání. Ohebné kabely CYSY s PVC pláštěm výborně vyhovují použití v suchu a normálních podmínkách. Dělí se podle napětí a výkonu. Šňůra pro běžné domácí spotřebiče na 230 V nebo prodlužovací zásuvky jsou určeny kabely H05VV-F, se starším názvem CYSY.
Kabely CGSG (ohebné gumové kabely)
Kabely CGSG s mezinárodním značením H05RR-F a H07RR-F jsou ohebné kabely s jádrem z měděných lankových vodičů. Vnější izolací kabelu je černá guma se zvýšenou odolností při střední a středně těžké mechanické zátěži. Je vhodný i pro použití v exteriéru - gumová izolace odolává i vnějším vlivům, UV záření a nízkým teplotám. Gumové kabely se většinou používají pro pohyblivou montáž, jako pohyblivý přívod pro ruční pracovní nástroje v dílnách, ohřívače, případně prodlužovací šňůry s větší odolností - všude tam, kde je nutná zvýšená izolace a zároveň vysoká ohebnost. Pro běžné spotřebiče a zařízení v dílně a krátkodobě i na zahradu se hodí gumový kabel H05RR-F, známější jako CGSG "střední guma". Je určen pro lehké mechanické namáhání, v suchu až vlhku.
Nehořlavé kabely
Nehořlavé silové kabely 1-CXKH-R-J s izolací vodičů XLPE, bezhalogenovou výplní i pláštěm. Kabel při požáru neuvolňuje jedovaté halogeny a lépe odolává ohni. Oproti standardnímu CYKY, které při požáru rychle ztrácí vlastnosti a produkuje hustý kouř, se často setkáte se dvěma skupinami: oranžové kabely "R" (oheň retardující, oheň nešířící - typicky pro veřejné prostory a únikové trasy, kde je cílem omezit šíření požáru a kouře) a hnědé kabely "V" (se zachováním funkčnosti při požáru - pro napájení nouzových a požárně bezpečnostních systémů). Pro nehořlavé kabely je důležitá třída reakce na oheň B2ca. Tyto kabely jsou bezpečnější, protože neobsahují halogenové prvky (chlór a další) a tím u nich nehrozí negativní působení na zdraví při požáru. Při vysokých teplotách jsou vhodnější silikonové kabely, které se používají jako přívod k topným zařízením, sporáku nebo saunovým kamnům. Výhodou je odolnost proti extrémním teplotám, chemicky agresivním látkám i UV záření. Jsou bezhalogenové a velmi flexibilní, ale jejich nevýhodou je nízká mechanická odolnost, nesmí být mechanicky zatěžované.
Solární kabely
Solární kabely (typicky H1Z2Z2-K) se používají k propojení fotovoltaických panelů a komponentů. Jde o jednožilové kabely větších průřezů pro vyšší napětí 1500 V DC a venkovní podmínky, odolávají nízkým i vysokým teplotám a UV záření.
Datové a sdělovací kabely
Sdělovací vodiče jsou určené k přenosu dat a informací. Vzhledem k tomu, že tyto vodiče přenášejí pouze malé výkony, lze je provádět v malých průřezech. Nejběžnějším typem sdělovacích kabelů pro přenos signálu je tzv. kroucená dvojlinka. Dalším často používaným typem sdělovacího vodiče je koaxiální kabel. Anténní či koaxiální kabel (zkráceně koax) je souosý elektrický kabel s jedním drátem a jednou či více vrstvami stínění. Má velmi široké použití nejčastěji ve vysokofrekvenční technice (VF) a telekomunikaci: svod od parabolické antény, televizní rozvody, připojení set-top boxu, dříve počítačové sítě a telefony. Zde je důležitý útlum signálu a čistota mědi, rozlišuje se koaxiální kabel s jádrem průměru 1,00 nebo 1,13 mm. Ve slaboproudé technice se k ovládání či napájení velmi často používá dvojlinka. Jde o plochý kabel se dvojicí jemně laněných žil a izolací s označením polarity. Díky tomu je vhodný i pro stejnosměrné obvody DC. Používá se také jako audio kabel pro připojení reproduktorů v AV technice. Pro přenos signálů na větší vzdálenosti se ve sdělovací technice nebo telefonních sítích používají sdělovací a telefonní kabely. Kabely SYKFY jsou určené také pro instalaci vnitřních sdělovacích rozvodů, obsahují 2 až 20 párů žil a stínění, jsou dimenzované pro napětí do 100 V. Datové kabely je označení pro vedení strukturované kabeláže a ethernetových rozvodů s připojením síťových prvků konektorem RJ-45. Primární rozdělení strukturované kabeláže je podle kategorie udávající rychlost přenosu a šířku pásma: základní CAT5E je dostatečná pro domácí ethernet. Rychlejší a dnes doporučovaná je kategorie CAT6, profesionální je CAT6A a pro datová centra CAT7, CAT7A nebo CAT8. Důležitý parametr je stínění: UTP bez stínění, FTP jednoduché celkové stínění, STP stínění párů, SSTP stínění párů i celkové. Stínění zvyšuje kvalitu a rychlost přenosu dat. Platí, že celkové stínění chrání datový kabel vůči vnějšímu elektromagnetickému rušení například od souběžně uložených silových a řídících kabelů. Stínění párů naopak chrání proti vnitřnímu rušení mezi páry žil, takzvaně "cross-talk".
Optické kabely
Vedle elektrických kabelů se využívají také optické kabely, zejména jako strukturovaná kabeláž pro rychlé a spolehlivé přenosy dat. Optické kabely nepracují s elektrickým proudem. Fungují na principu totálního odrazu světla uvnitř skleněného vlákna. Optický kabel obsahuje mnoho tenkých skleněných optických vláken průměru obvykle 9 nebo 50 mikronů.
Počet žil a průřez vodiče
Počet žil v kabelu souvisí hlavně s tím, kolik vodičů potřebujete pro daný obvod.
- Dvoužilový kabel: Používá se ve vypínačích, k přerušení obvodu fázového vodiče k žárovce, ventilátoru, případně ovládání jednofázového spotřebiče.
- Třížilový kabel: V typické jednofázové instalaci (230 V) jsou nejčastější 3žilové kabely - fáze (L), nulový/střední vodič (N) a ochranný vodič (PE) (platí pro verzi -J); nebo obsahuje pouze fázové vodiče (platí pro verzi -O).
- Čtyřžilový kabel: Obsahuje třífázové vodiče, v této soustavě chybí modrý pracovní nulový vodič (podle normy TNC). Někdy se používá i tam, kde se používá kombinovaný vodič PEN.
- Pětižilový kabel: Kromě třífázových vodičů obsahuje i modrý (pracovní nulový) vodič a zelenožlutý (zemnící ochranný) vodič (platí pro verzi -J), používá se v instalacích podle normy TNC-S. U třífázových obvodů (400 V) se často používá 5žilový kabel (L1, L2, L3, N, PE).
Průřez vodiče se uvádí v mm² a je zásadní pro to, jaký proud může vedení dlouhodobě bezpečně přenášet a jaké budou ztráty a úbytek napětí. V běžných domovních instalacích se používají především kabely s průřezem od 1,5 mm² do 6 mm².
- Kabely s průřezem 1,5 mm²: Pro elektrické rozvody s menším odběrem elektřiny, např. zapojení svítidel a vypínačů. Pokud je okruh s měděnými vodiči jištěn jističem do 13 A (včetně), lze v něm použít vodiče průřezu 1,5mm².
- Kabely s průřezem 2,5 mm²: Pro rozvody s vyšším odběrem elektřiny (zásuvkové rozvody), kde jsou napájeny spotřebiče. V okruhu s měděnými vodiči jištěném jističem 16 A a více, musí být použity vodiče průřezu minimálně 2,5mm².
- Kabely většího průřezu: Používány např. pro napájení míst s vysokým odběrem elektrické energie, případně na delší vzdálenosti (kvůli úbytku napětí) odběrného místa od bodu připojení do soustavy (přípojka).
Průřezy vodičů nejsou nahodilé. V praxi se používá standardizovaná řada jmenovitých průřezů (dle ČSN EN IEC 60228). Proto se nejčastěji setkáte s hodnotami jako 0,5 / 0,75 / 1 / 1,5 / 2,5 / 4 / 6 / 10 / 16 / 25 / 35 / 50 / 70 / 95 / 120 / 150 / 185 / 240 mm².
Mezní podmínky pro provoz a montáž vodičů a kabelů
Pro provoz vodičů a kabelů je nutné respektovat mezní podmínky. Důležitější je uvědomit si, pro jaké tepelné podmínky je vodič nebo kabel navržen a vyroben. Proudové zatížení, jak je uvedeno v ČSN 33 2000-5-523, platí pro teplotu okolí 30 °C. Pro vyšší teplotu je nutno zatížení přepočítat.
- U vodičů a kabelů s PVC izolací je nutné pamatovat na to, že vodiče a kabely H05V a H07V mají maximální provozní teplotu 70 °C a maximální teplotu při zkratu 160 °C.
- Zvýšenou provozní teplotu mají vodiče a kabely H05V2 a H07V2, a to 90 °C.
- Skutečně odolné proti vysoké teplotě jsou vodiče a kabely s izolací ze silikonové pryže (označení H05S). Jejich maximální provozní teplota je 180 °C a maximální teplota při zkratu 350 °C.
Mezi mezní podmínky nepatří jenom podmínky provozní, ale i montážní a manipulační. I když obecně nijak neprohloupíme, budeme-li pro kladení vodičů a kabelů dodržovat minimální teplotu +5 °C, můžeme vodiče a kabely s izolací S i G (tj. vodiče a kabely H05S nebo H07G) klást již od teploty -25 °C.
Ani minimální dovolené poloměry ohybu již nejsou tak jednoznačně uváděny, jako tomu bylo v ČSN 34 1050. Záleží na materiálu a průměru kabelu, a nově pak také na tom, zda se jedná o kabel pevně nebo pohyblivě uložený, zda je kabel v ohybu mechanicky namáhaný, zda se jedná o ohyb pro opakované navíjení (např. u jeřábů), ohyb při vedení přes kladky apod. Oproti požadavku ČSN 34 1050 jsou upraveny i vzdálenosti příchytek zhruba na polovinu.
V instalačních trubkách vedených na povrchu nebo zapuštěných a též jako vhodné pro pevné uložení světelných nebo ovládacích instalací se používají vodiče CY (podle nového označení H07V-U nebo H07V-R). Především je třeba dbát na dostatečné vzájemné prostorové oddělení jednotlivých přívodů, aby se usnadnil odvod tepla. Je třeba omezit obsah skříní, kanálů a trubek. To je důležité, aby nebyla překročena mezní provozní teplota vedení.
tags: #co #jsou #pvc #civky #na #vodice