Przewody są szeroko stosowane w dziedzinie sieci elektrycznych o różnych celach. Na pierwszy rzut oka transport energii przez produkty przewodników kablowych wydaje się prosty i prosty.
Jednak, aby zapewnić bezpieczne działanie instalacji elektrycznej, konieczne jest uwzględnienie wielu ważnych niuansów w projektowaniu i budowie sieci elektrycznych. Jednym z takich szczegółów jest umiejętność prawidłowego obliczenia przekroju drutu o średnicę, ponieważ granica dopuszczalnego prądu przez przewodnik zależy od dokładności wyznaczania.
Jak określić przekrój lub średnicę, czy istnieje różnica między tymi parametrami? Spróbujemy zrozumieć artykuł. Ponadto przygotowaliśmy tabele podsumowujące, które pomogą Ci wybrać przewodnik w zależności od warunków instalacji sieci elektrycznej, materiału produkcji rdzenia kabla i charakterystyki mocy podłączonych urządzeń.
Potrzeba i procedura obliczania
Prąd elektryczny jest zasilany przez różne urządzenia o różnych pojemnościach. A zakres mocy jest bardzo szeroki.
Każde oddzielnie pobierane urządzenie elektryczne jest obciążeniem, w zależności od wielkości, której wymagane jest zasilanie prądem o określonej mocy.
Przez „domyślne” lub powszechne ignorowanie podstaw, elektrycy przewodzą się łatwo, ignorując wszystkie istniejące wymagania dotyczące średnic i przekrojów. Kolejne pytanie dotyczy tego, co można uzyskać dzięki takim praktykom podczas operacji.
Wymagana ilość prądu pod wymaganym obciążeniem może być przepuszczona przez przewody o różnej średnicy (przekrój poprzeczny).
Ale w warunkach niedostatecznego przekroju przewodnika dla przejścia określonej ilości prądu występuje efekt zwiększonej rezystancji. W wyniku tego odnotowuje się ogrzewanie drutu (kabla).
Jeśli zignorujesz to zjawisko i nadal będziesz przepuszczał prąd, istnieje realne niebezpieczeństwo nagrzania się do momentu pożaru. Ta sytuacja grozi poważną awarią. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na obliczenia i wybór obwodów transferu prądu do obciążenia.
Konsekwencjom niedokładnych obliczeń przewodników elektrycznych w przekroju (średnicy) mogą towarzyszyć zjawiska, począwszy od lekkiego odkształcenia materiału izolacyjnego po prawdziwy pożar i poważny pożar.
Prawidłowe obliczenie, właściwy dobór kabli i przewodów ma pozytywny wpływ na działanie urządzeń działających jako obciążenie.
Tak więc, oprócz współczynnika bezpieczeństwa, obliczenie przekroju poprzecznego kabla elektrycznego według średnicy lub odwrotnie jest obowiązkowym działaniem z punktu widzenia zapewnienia sprawnego działania maszyn elektrycznych.
Określenie średnicy rdzenia przewodu
W rzeczywistości można wykonać tę operację za pomocą prostego pomiaru liniowego. Aby uzyskać dokładny pomiar, zaleca się użycie narzędzia punktowego, na przykład zacisku, a jeszcze lepiej - mikrometru.
Wynik, stosunkowo niska dokładność, ale całkiem akceptowalny dla wielu zastosowań drutowych, daje pomiar średnicy za pomocą konwencjonalnej linijki.
Pomiar i określenie średnicy rdzenia za pomocą narzędzia punktowego, jakim jest zacisk. Ta metoda pomiaru liniowego daje wynik wystarczająco dokładny do późniejszego obliczenia przekroju przewodu
Oczywiście pomiar powinien być przeprowadzony w stanie nieosłoniętego przewodnika, tzn. Powłoka izolacyjna jest wcześniej usuwana.
Nawiasem mówiąc, powłoka izolacyjna, na przykład drut miedziany, jest również uważana za cienką warstwę natryskiwanego lakieru, która również musi zostać usunięta, gdy wymagane jest bardzo dokładne obliczenie.
Istnieje „domowa” metoda pomiaru średnicy, odpowiednia w przypadkach, gdy nie ma pod ręką żadnych przyrządów do pomiaru punktowego. Aby zastosować tę metodę, potrzebny jest śrubokręt elektryk i linijka szkolna.
Przewód pod pomiarem jest wstępnie pozbawiony izolacji, po czym cewka jest ciasno nawinięta na cewkę na pręcie śrubokręta. Zwykle zwija się tuzin zwojów - wygodny numer do obliczeń matematycznych.
Pomiar średnicy liniowej to kolejny powszechny sposób określania parametru przewodnika do obliczania mocy (przepustowości). Nakłada się ją za pomocą konwencjonalnej linijki i dowolnej podstawy, na której można nawijać przewodnika (+)
Następnie cewka nawinięta na pręt śrubokręta jest mierzona linijką od pierwszego do ostatniego obrotu. Wynikowa wartość na linijce musi być podzielona przez liczbę tur (w tym przypadku 6). Wynikiem tego prostego obliczenia będzie średnica drutu przewodnika.
Obliczanie przekroju przewodu elektrycznego
Aby określić wartość przekroju przewodu przewodnika, należy użyć formuły matematycznej.
W rzeczywistości sekcja rdzenia przewodnika jest obszarem przekroju - czyli obszarem okręgu. Jego średnica jest określona metodą opisaną powyżej.
Przekrój rdzenia jest w rzeczywistości obszarem okręgu. W związku z tym obliczenia tego segmentu matematyki geometrycznej są dopuszczalne przy użyciu tradycyjnej formuły, pod warunkiem, że znana jest średnica lub promień
Na podstawie wartości średnicy łatwo jest uzyskać wartość promienia, dzieląc średnicę na pół.
W rzeczywistości konieczne będzie dodanie stałej „π” (3.14) do uzyskanych danych, po czym można obliczyć wartość przekroju za pomocą jednej z formuł:
S = π * R 2 lub S = π / 4 * D 2,
gdzie:
- D oznacza średnicę;
- R oznacza promień;
- S to przekrój;
- π jest stałą odpowiadającą 3, 14.
Te klasyczne wzory służą do określania przekroju żył linowych. Strategia obliczeń pozostaje prawie niezmieniona, z wyjątkiem niektórych szczegółów.
W szczególności obliczany jest początkowo przekrój pojedynczego rdzenia wiązki, po czym wynik jest mnożony przez całkowitą liczbę rdzeni.
Oblicz przekrój poprzeczny wielożyłowego przewodnika jest dopuszczalny przy użyciu tej samej metody matematycznej, która ma zastosowanie do pojedynczego drutu, ale dodatkowo bierze pod uwagę liczbę istniejących żył jako mnożnika
Dlaczego definicja przekroju ma być ważnym czynnikiem? Oczywistym punktem, bezpośrednio związanym z prawem Joule'a-Lenza, jest fakt, że parametr przekroju przewodnika określa granicę dopuszczalnego prądu płynącego przez ten przewodnik.
Określenie średnicy przekroju
Dzięki obliczeniom matematycznym dopuszczalne jest określenie średnicy rdzenia przewodu, gdy parametr przekroju jest znany.
To oczywiście nie jest najbardziej praktyczna opcja, biorąc pod uwagę dostępność prostszych metod określania średnicy, ale użycie tej opcji nie jest wykluczone.
Pomiar średnicy z dużą precyzją za pomocą narzędzia hydraulicznego - mikrometru, daje prawie taki sam wynik, gdy obliczenia są wykonywane za pomocą wzoru
Aby wykonać obliczenie, będziesz potrzebował tych samych informacji liczbowych, które zostały użyte do obliczenia przekroju za pomocą wzoru matematycznego.
Oznacza to, że stała „π” i wartość obszaru okręgu (przekrój).
Korzystając z tych wartości wzoru poniżej, uzyskujemy wartość średnicy:
D = √4S / π,
gdzie:
- D oznacza średnicę;
- S to przekrój;
- π jest stałą odpowiadającą 3, 14.
Zastosowanie tego wzoru może być istotne, gdy parametr przekroju jest znany i nie ma odpowiednich narzędzi do pomiaru podanej średnicy.
Parametr przekroju jest możliwy do uzyskania, na przykład, z dokumentacji przewodnika lub z tabeli do obliczeń, gdzie prezentowane są najczęściej używane warianty klasyczne.
Tabele do wyboru odpowiedniego przewodnika
Wygodną i praktyczną opcją wyboru pożądanego drutu (kabla) jest użycie specjalnych stołów, w których średnice i przekroje są wskazane w zależności od mocy i / lub prądów.
Obecność takiego stołu pod ręką to łatwy i prosty sposób szybkiego określenia przewodnika dla pożądanej instalacji elektrycznej.
Określenie pożądanych wartości za pomocą klasycznej tabeli jest jednym z najwygodniejszych sposobów wyboru wymaganego przewodnika podczas prac instalacyjnych.
Biorąc pod uwagę, że tradycyjnymi przewodnikami instalacji elektrycznej są produkty z przewodami miedzianymi lub aluminiowymi, istnieją tabele dla obu rodzajów metali.
Dane tabelaryczne często przedstawiają wartości dla 220 woltów i 380 woltów. Dodatkowo uwzględniane są wartości warunków instalacji - okablowanie zamknięte lub otwarte.
W rzeczywistości okazuje się, że na jednym arkuszu papieru lub na obrazie załadowanym do smartfona znajduje się obszerna informacja techniczna, która pozwala na obejście wyżej wymienionych obliczeń matematycznych (liniowych).
Co więcej, wielu producentów produktów kablowych, w celu uproszczenia wyboru pożądanego przewodnika dla nabywcy, na przykład do instalacji gniazd, oferuje stół, w którym wprowadzane są wszystkie niezbędne wartości.
Konieczne będzie jedynie określenie, jakie obciążenie jest planowane dla konkretnego punktu elektrycznego i jak zostanie przeprowadzona instalacja, a na podstawie tych informacji wybierz odpowiedni przewód z przewodami miedzianymi lub aluminiowymi.
Przykłady takich opcji do obliczania średnicy drutu w przekroju poprzecznym podano w tabeli, gdzie rozważane są opcje dla przewodów miedzianych i aluminiowych, a także sposoby układania przewodów - typu otwartego lub ukrytego. Z pierwszej tabeli można określić wskaźnik przekroju dla mocy i prądu.
Tabela korespondencyjna średnicy przewodów miedzianych i aluminiowych w zależności od warunków instalacji
| Moc W | Prąd, A | Przewód miedziany | Przewód aluminiowy | ||||||
| Typ otwarty | Typ zamknięty | Typ otwarty | Typ zamknięty | ||||||
| S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | D, mm | S, mm 2 | 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 |
| 10 000 | 43, 48 | 8.70 | 3.33 | 10, 87 | 3.72 | 12, 42 | 3, 98 | 14, 49 | 4.30 |
Ponadto istnieje norma dotycząca przekrojów i średnic, która jest rozłożona na okrągłe (ukształtowane) nieskonsolidowane i zagęszczone przewodzące przewody kabli, przewodów, przewodów. Parametry te są regulowane przez GOST 22483-2012 .
Standard obejmuje kable wykonane z miedzi (ocynowanej miedzi), drutu aluminiowego bez powłoki metalicznej lub z powłoką metaliczną.
Przewody miedziane i aluminiowe kabli i przewodów stacjonarnych są podzielone na klasy 1 i 2. Przewody, przewody, kable niestacjonarne i stacjonarne, gdzie wymagana jest większa elastyczność instalacji, są podzielone na klasy od 3 do 6.
Tabela klasyfikacji dla przewodów miedzianych kabli (drutowych)
| Nominalny przekrój rdzenia, mm 2 | Maksymalna dopuszczalna średnica drutów miedzianych, mm | ||||
| pojedynczy drut
(klasa 1) | osierocony
(klasa 2) | osierocony
(klasa 3) | osierocony
(klasa 4) | elastyczny
(klasy 5 i 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 | - | - | - |
W przypadku przewodów i kabli aluminiowych GOST 22483-2012 zapewnia również parametry nominalnego przekroju rdzenia, które odpowiadają odpowiedniej średnicy, w zależności od klasy rdzenia.
Ponadto, zgodnie z tym samym GOST, średnice te mogą być stosowane dla przewodów miedzianych klasy 1, jeśli konieczne jest obliczenie ich minimalnej średnicy.
Tabela klasyfikacji dla aluminiowych przewodów kablowych (drutowych)
| Nominalny przekrój rdzenia, mm 2 | Średnica okrągłych żył (aluminium), mm | |||
| Klasa 1 | Klasa 2 | |||
| minimalny | maksimum | minimalny | maksimum | |
| 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 |
Dodatkowe zalecenia dotyczące wyboru rodzaju przewodów i kabli do układania sieci elektrycznych w mieszkaniu i domu są podane w następujących artykułach:
- Jakiego drutu użyć do okablowania w domu: zalecenia dotyczące wyboru
- Jakiego rodzaju okablowanie wykonać w domu drewnianym: rodzaje niepalnych kabli i ich bezpieczna instalacja
- Jakiego kabla użyć do okablowania w mieszkaniu: przegląd przewodów i wybór najlepszej opcji
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Poniższy film przedstawia praktyczny przykład definiowania przekroju przewodnika za pomocą prostych metod.
Zalecane jest wyświetlanie wideo, ponieważ jasno przedstawione informacje pomagają zwiększyć ilość wiedzy:
Praca z przewodami elektrycznymi zawsze wymaga odpowiedzialnego podejścia w zakresie obliczeń.
Dlatego elektryk dowolnej rangi musi znać metodę obliczeń i być w stanie korzystać z istniejących tabel technicznych. Dzięki temu dzięki dokładnym obliczeniom uzyskuje się nie tylko znaczne oszczędności kosztów instalacji, ale przede wszystkim gwarantowane jest bezpieczeństwo pracy linii wejściowej .
Czy jest coś do uzupełnienia lub masz pytania dotyczące definicji przekroju drutu? Możesz zostawić komentarze do publikacji, uczestniczyć w dyskusjach i dzielić się własnym doświadczeniem w doborze przewodów do aranżacji sieci elektrycznej w domu lub mieszkaniu. Formularz do komunikacji znajduje się w dolnym bloku.