Проводниците се използват широко в областта на електрическите мрежи за различни цели. На пръв поглед транспортирането на енергия чрез кабелни и телени продукти изглежда просто и ясно.
Въпреки това, за да се гарантира безопасната работа на електрическото окабеляване, е необходимо да се вземат предвид редица важни нюанси при проектирането и изграждането на електрически мрежи. Една от тези подробности е способността за правилно изчисляване на напречното сечение на проводника по диаметър, тъй като границата на допустимия ток, преминаващ през проводника, зависи от точността на определянето.
Как да определим напречното сечение или диаметър, има ли разлика между тези параметри? Ще се опитаме да разберем статията. В допълнение, ние сме подготвили обобщени таблици, които ще ви помогнат да изберете проводник в зависимост от условията на монтаж на електрическата мрежа, материала за производство на кабелното ядро и мощностните характеристики на свързаните блокове.
Необходимостта и процедурата за изчисляване
Разнообразие от оборудване с различен капацитет се захранва от електрически ток. И обхвата на капацитета е много обширен.
Всеки отделен електрически апарат представлява натоварване в зависимост от величината, от която се изисква захранване с определена сила.
По „подразбиране“ или банално непознаване на основите на електротехниците, проводниците са лесни за свързване, игнорирайки всички съществуващи изисквания за диаметри и напречни сечения. Друг въпрос е какво може да се получи от такава практика по време на работа.
Необходимото количество ток за необходимия товар може да бъде предадено през проводници с различен диаметър (напречни сечения).
Но в условия на недостатъчно напречно сечение на проводника за преминаване на даден обем ток възниква ефектът на повишено съпротивление. В резултат на това се отбелязва загряване на жицата (кабела).
Ако пренебрегнете това явление и продължите да предавате ток, съществува реална опасност от нагряване до момента на пожара. Тази ситуация заплашва със сериозна спешност. Ето защо изчисленията и подборът на токовите предавателни вериги към товара изискват специално внимание.
Последиците от неточните изчисления на електрическите проводници по напречното сечение (диаметър) могат да бъдат придружени от явления от лека деформация на изолационния материал до истински пожар и голям пожар
Правилният изчисление, правилният избор на кабели и проводници се отразява положително върху работата на оборудването, действащо като товар.
Така че, в допълнение към коефициента на безопасност, изчисляването на напречните сечения на електрическия кабел по диаметър или обратно е задължително действие от гледна точка на осигуряване на ефективната работа на електрическите машини.
Определяне на диаметъра на сърцевината на проводника
Всъщност можете да извършите тази операция с обикновено линейно измерване. За точно измерване се препоръчва да се използва точков инструмент, например, шублер или още по-добре микрометър.
Резултатът от сравнително ниска точност, но доста приемлив за много приложения на проводниците, дава измерване на диаметъра с обикновен владетел.
Измерване и определяне на диаметъра на сърцевината с точков инструмент, който е шублер на верни. Този метод на линейно измерване дава резултат достатъчно точен за последващо изчисляване на напречното сечение на проводника
Разбира се, измерването трябва да се извърши в състояние на гол проводник, тоест първо се отстранява изолационното покритие.
Между другото, изолиращо покритие, например, от медна тел, също се счита за тънък слой лаково пръскане, който също трябва да бъде отстранен, когато се изисква много точно изчисление.
Съществува „домакински“ метод за измерване на диаметър, подходящ в случаите, когато няма под ръка точкови измервателни уреди. За да използвате метода, ще ви трябва електрическа отвертка и училищен владетел.
Проводникът за измерване е предварително лишен от изолация, след което се навива плътно до кръг на отвертката. Обикновено се навиват дузина завои - удобно число за математически изчисления.
Линейното измерване на диаметъра е друг често срещан начин за определяне на параметъра на проводника за изчисляване на мощността (пропускателната способност). Използва се с помощта на обикновен владетел и всяка основа, където е допустимо да се навие проводникът (+)
След това намотката на намотката на пружината на отвертката се измерва с линийка от първия до последния завой. Получената стойност на линията трябва да бъде разделена на броя завои (в случая 6). Резултатът от такова просто изчисление ще бъде диаметърът на жицата.
Изчисляване на напречното сечение на електрическия проводник
За да определите стойността на напречното сечение на проводниковата сърцевина, ще трябва да използвате математическата формулировка.
Всъщност напречното сечение на проводниковата сърцевина е площта на напречното сечение - тоест площта на кръга. Диаметърът на който се определя по описания по-горе метод.
Основната секция всъщност е областта на кръг. Съответно изчисляването на този сегмент от геометрична математика може да се извърши по традиционна формула, при условие че известният диаметър или радиус
Въз основа на стойността на диаметъра е лесно да се получи стойността на радиуса, като се раздели диаметърът наполовина.
Всъщност ще бъде необходимо да добавите π константата (3.14) към получените данни, след което можете да изчислите стойността на напречното сечение, като използвате една от формулите:
S = π * R2 или S = π / 4 * D2,
Където:
- д - диаметър;
- R - радиус;
- С - напречен разрез;
- π Константа съответства на 3.14.
Тези класически формули се използват и за определяне на напречното сечение на многожилните проводници. Стратегията за изчисляване остава практически непроменена, с изключение на някои подробности.
По-специално първоначално се изчислява напречното сечение на една сърцевина от лъча, след което резултатът се умножава по общия брой на проводниците.
Напречното сечение на многожилен проводник може да бъде изчислено по същия математически метод, който се прилага за единичен проводник, но броят на съществуващите ядра като фактор се взема предвид допълнително
Защо определянето на напречното сечение трябва да се счита за важен фактор? Очевидната точка, свързана директно от закона на Джоул-Ленц, е, че граничният параметър на проводника определя границата на допустимия ток, преминаващ през този проводник.
Определяне на диаметър на секцията
По математически изчисления е допустимо да се определи диаметърът на сърцевината на проводника, когато е известен параметърът на сечението.
Това, разбира се, не е най-практичният вариант, като се има предвид наличието на по-прости методи за определяне на диаметъра, но използването на тази опция не е изключено.
Измерването на диаметъра с висока точност с помощта на инструмент за пейка - микрометър, дава почти същия резултат, когато изчисленията се извършват по формулата
За да извършите изчислението, ще ви е необходима почти същата цифрова информация, която беше използвана за изчисляване на напречното сечение с помощта на математическа формула.
Тоест, константата "π" и стойността на площта на окръжността (секция).
С помощта на тези стойности на формулата по-долу се получава стойността на диаметъра:
D = √4S / π,
Където:
- д - диаметър;
- С - напречен разрез;
- π Константа съответства на 3.14.
Прилагането на тази формула може да бъде уместно, когато параметърът на секцията е известен и няма подходящи инструменти за измерване на диаметъра под ръка.
Параметърът на напречното сечение може да бъде получен например от документацията за проводника или от таблицата за изчисление, която представя най-често използваните класически опции.
Таблици за избор на подходящ проводник
Удобна и практична опция за избор на желания проводник (кабел) е използването на специални таблици, които показват диаметрите и напречните сечения спрямо мощността и / или токовете.
Наличието на такава маса под ръка е лесен и прост начин за бързо определяне на проводника за необходимата електрическа инсталация.
Определянето на желаните стойности с помощта на класическата таблица е един от най-удобните начини за избор на необходимия проводник по време на инсталационните работи
Като се има предвид, че традиционните проводници на електрическата инсталация са продукти с медни или алуминиеви проводници, има таблици и за двата вида метали.
Също така табличните данни често представят стойности за напрежения от 220 волта и 380 волта. Плюс това се вземат предвид стойностите на условията за монтаж - затворено или отворено окабеляване.
Всъщност се оказва, че на един лист хартия или на снимка, изтеглена на смартфон, се съдържа обемна техническа информация, която може да направи без математическите (линейни) изчисления, отбелязани по-горе.
Освен това много производители на кабелни продукти, за да опростят избора на необходимия проводник за купувача, например за инсталиране на търговски обекти, предлагат таблица, в която са въведени всички необходими стойности.
Остава само да определим какво натоварване е планирано за определен електрически пункт и как ще се извърши инсталацията и въз основа на тази информация изберете правилния проводник с медни или алуминиеви проводници.
Примери за такива опции за изчисляване на диаметъра на проводника над напречното сечение са дадени в таблицата, където се разглеждат опциите за медни и алуминиеви проводници, както и начините за полагане на окабеляването - отворен или скрит тип. От първата таблица можете да определите индикатора на напречното сечение за мощност и ток.
Таблица за съответствие за диаметъра на медни и алуминиеви проводници в зависимост от условията на монтаж
Мощност, W | Ток, A | Медно проводниково ядро | Алуминиева проводникова сърцевина | ||||||
Отворен тип | Затворен тип | Отворен тип | Затворен тип | ||||||
S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | ||
100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
200 | 0,87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0,29 | 0,61 |
300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
500 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3,62 | 2,15 |
3000 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2.35 |
3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5,07 | 2,54 |
4000 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
6000 | 26,09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
7000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
8000 | 34,78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
9000 | 39,13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Освен това има стандарт за напречни сечения и диаметри, който се прилага за кръгли (оформени) незапечатани и запечатани проводими проводници на кабели, проводници, шнурове. Тези параметри са регулирани ГОСТ 22483-2012.
Кабели, изработени от мед (калайдисана мед), алуминиева тел без метално покритие или с метално покритие, попадат под стандарта.
Медните и алуминиеви проводници на кабели и проводници на стационарно полагане са разделени на класове 1 и 2. Проводници, кабели, кабели с нестабилно и неподвижно полагане, които изискват повишена степен на гъвкавост при монтажа, се разделят на класове от 3 до 6.
Таблица за класификация на кабелни (телени) медни проводници
Номинално сечение, мм2 | Най-допустимият диаметър на медни вени, мм | ||||
единична жица (клас 1) | многожичен (клас 2) | многожичен (клас 3) | многожичен (клас 4) | гъвкав (класове 5 и 6) | |
0,05 | – | – | – | 0,35 | – |
0,08 | – | – | – | 0,42 | – |
0,12 | – | – | – | 0,55 | – |
0,20 | – | – | – | 0,65 | – |
0,35 | – | – | – | 0,9 | – |
0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
1,2 | – | – | 1,6 | 1,6 | – |
1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
2,0 | – | – | 1,9 | 2,0 | – |
2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
3,0 | – | – | 2,5 | 2,6 | – |
4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
5 | – | – | 3,0 | 3,2 | – |
6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
8 | – | – | 4,0 | 4,2 | – |
10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
185 | – | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
240 | – | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
300 | – | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
400 | – | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
500 | – | 29,2 | 43,5 | – | 35,0 |
625 | – | 33,0 | – | – | – |
630 | – | 33,2 | – | – | 39,0 |
800 | – | 37,6 | – | – | – |
1000 | – | 42,2 | – | – | – |
За алуминиеви проводници и кабели GOST 22483-2012 предлага също параметри за номиналното напречно сечение на сърцевината, които съответстват на съответния диаметър, в зависимост от класа на сърцевината.
Освен това, съгласно същия GOST, посочените диаметри могат да се използват за меден проводник от клас 1, ако е необходимо да се изчисли минималният му диаметър.
Таблица за класификация на кабелни (телени) алуминиеви проводници
Номинално сечение, мм2 | Диаметър на кръгли вени (алуминий), мм | |||
1 клас | Клас 2 | |||
минимум | максимален | минимум | максимален | |
16 | 4,1 | 4,6 | 4,6 | 5,2 |
25 | 5,2 | 5,7 | 5,6 | 6,5 |
35 | 6,1 | 6,7 | 6,6 | 7,5 |
50 | 7,2 | 7,8 | 7,7 | 8,0 |
70 | 8,7 | 9,4 | 9,3 | 10,2 |
95 | 10,3 | 11,0 | 11,0 | 12,0 |
120 | 11,6 | 12,4 | 12,5 | 13,5 |
150 | 12,9 | 13,8 | 13,9 | 15,0 |
185 | 14,5 | 15,4 | 15,5 | 16,8 |
240 | 16,7 | 17,6 | 17,8 | 19,2 |
300 | 18,8 | 19,8 | 20,0 | 21,6 |
400 | – | – | 22,9 | 24,6 |
500 | – | – | 25,7 | 27,6 |
625 | – | – | 29,0 | 32,0 |
630 | – | – | 29,3 | 32,5 |
Допълнителни препоръки относно избора на проводници и кабели за подреждане на електрически мрежи в апартамент и къща са дадени в статиите:
- Кой проводник да използвате за окабеляване в къщата: препоръки за избор
- Какъв кабел да направите окабеляване в дървена къща: видове негорим кабел и неговата безопасна инсталация
- Какъв кабел да използвате за окабеляване в апартамента: преглед на проводниците и избор на най-добрата опция
Видеото по-долу демонстрира практически пример за определяне на напречното сечение на проводник чрез прости методи.
Гледането на видеоклипа се препоръчва, тъй като ясно представената информация спомага за увеличаване на обема на знанията:
Работата с електрически проводници винаги изисква отговорно отношение по отношение на изчислението.
Следователно електротехник от всякакъв ранг трябва да знае методологията на изчисление и да може да използва съществуващите технически таблици. По този начин се постигат не само значителни икономии в разходите за инсталиране поради точно изчисление, но най-важното - безопасността на работа на входната линия е гарантирана.
Има ли нещо за допълване или имате въпроси относно определянето на напречното сечение на жицата? Можете да оставяте коментари относно публикацията, да участвате в дискусии и да споделяте собствения си опит в избора на проводници за подреждане на електрическата мрежа в къща или апартамент. Контактната форма се намира в долния блок.