Провід широко застосовуються в сфері електричних мереж самого різного призначення. Транспортування енергії за допомогою кабельно-провідникових виробів на перший погляд здається простою і зрозумілою.
Однак для забезпечення безпечної експлуатації електропроводки, необхідно врахувати ряд важливих нюансів при проектуванні та облаштуванні електричних мереж. Одна з таких деталей - вміння правильно розрахувати перетин дроту по діаметру, адже від точності визначення залежить межа допустимого струму, що йде через провідник.
Як визначити перетин або діаметр, чи є різниця між цими параметрами? Постараємося розібратися в статті. Крім того, ми підготували зведені таблиці, які допоможуть вибрати провідник в залежності від умов монтажу електромережі, матеріалу виготовлення кабельної жили і потужних характеристик підключаються агрегатів.
Необхідність і порядок проведення розрахунку
Електричним струмом живиться саме різне обладнання, що володіє різною потужністю. І діапазон потужностей доволі різноманітний.
Кожен окремо взятий електричний апарат являє собою навантаження, в залежності від величини якої потрібно підведення струму певної сили.
За «замовчуванням» або банального незнання основ електрики провідники нескладно підключити, ігноруючи всі існуючі вимоги до діаметрам і перетинах. Інше питання - що може вийти з такої практики в процесі експлуатації
Необхідна кількість струму під необхідне навантаження можна пропустити через дроти різного діаметра (перетину).
Але в умовах недостатнього перетину провідника для проходження заданого обсягу струму виникає ефект збільшеного опору. Як наслідок - наголошується нагрів проводу (кабелю).
Якщо ігнорувати подібне явище і продовжувати пропускати струм, створюється реальна небезпека нагріву аж до моменту загоряння. Така ситуація загрожує серйозною аварійною ситуацією. Ось чому розрахунками і підбору ланцюгів передачі струму до навантаження потрібно приділяти підвищену увагу.
Наслідки неточних розрахунків електричних провідників по перетину (діаметром) можуть супроводжуватися явищами від незначної деформації ізолюючого матеріалу до реального загоряння і великої пожежі
Правильний розрахунок, грамотний підбір кабелів і проводів позитивно позначається і на роботі обладнання, що виступає в якості навантаження.
Так що, крім фактора безпеки, розрахунок перетинів електричного кабелю по діаметру або навпаки, є обов'язковим дією з точки зору забезпечення ефективної експлуатації електричних машин.
Визначення діаметра жили провідника
Власне, виконати цю операцію можна простим лінійним виміром. Для точного виміру рекомендується використовувати точковий інструмент, наприклад, штангенциркуль, а ще краще - мікрометр.
Відносно низький по точності результат, але цілком прийнятний для багатьох варіантів застосування проводів дає завмер діаметра звичайною лінійкою.
Замір і визначення діаметра жили точковим інструментом, в якості якого виступає штангенциркуль. Цей спосіб лінійного вимірювання дає результат, досить точний для подальшого розрахунку перетину провідника
Звичайно ж, вимірювання слід проводити в стані оголеного провідника, тобто попередньо знімається ізоляційне покриття.
До речі, ізоляційним покриттям, наприклад, мідного дроту, вважається також тонкий шар напилення лаку, яке також необхідно знімати, коли потрібно дуже точний розрахунок.
Існує «побутової» спосіб вимірювання діаметра, придатний в тих випадках, коли під руками немає точкові вимірювальні інструменти. Для застосування способу потрібна викрутка електрика і шкільна лінійка.
Провідник під вимір попередньо зачищається від ізоляції, після чого намотується щільно виток до витка на штанзі викрутки. Зазвичай мотають десяток витків - зручне число для математичних розрахунків.
Лінійне вимір діаметра - ще один широко поширений спосіб визначення параметра провідника для розрахунку потужності (пропускної спроможності). Застосовується з використанням звичайної лінійки і будь-якого підстави, куди допустимо намотати провідник (+)
Далі намотану на штанзі викрутки котушку вимірюють лінійкою від першого до останнього витка. Отримане значення на лінійці необхідно розділити на число витків (в даному випадку на 6). Результатом такого нехитрого розрахунку буде діаметр жили проводу.
Обчислення січення електричного дроту
Для визначення значення перетину жили провідника доведеться вже користуватися математичної формулюванням.
По суті, перетином жили провідника є площа поперечного зрізу - тобто, площа кола. Діаметр якого визначається методикою, описаною вище.
Перетин жили - фактично площа кола. Відповідно обчислення цього сегмента геометричній математики допустимо виконати за допомогою традиційної формули за умови відомого значення діаметра або радіуса
Спираючись на значення діаметра, нескладно отримати значення радіусу, розділивши діаметр навпіл.
Власне, потрібно до отриманих даних додати константу «π» (3, 14), після чого можна обчислити значення перетину по одній з формул:
S = π * R 2 або S = π / 4 * D 2,
де:
- D - діаметр;
- R - радіус;
- S - поперечний переріз;
- π - константа, відповідна 3, 14.
Зазначені класичні формули використовуються і для визначення перетину багатожильних провідників. Стратегія розрахунку залишається практично незмінною, за винятком деяких деталей.
Зокрема, спочатку обчислюється перетин однієї жили з пучка, після чого отриманий результат множиться на загальну кількість жив.
Розрахувати переріз багатожильного провідника допустимо за допомогою того ж математичного способу, що застосовується до одинарному проводу, але додатково враховується число існуючих жив в якості множника
Чому слід вважати важливим фактором визначення перетину? Очевидний момент, пов'язаний безпосередньо законом Джоуля-Ленца, - тому що параметром перетину провідника визначається межа допустимого струму, поточного через цей провідник.
Визначення діаметра по перетину
Математичним розрахунком допустимо визначити діаметр жили провідника, коли відомий параметр перетину.
Це, звичайно, не самий практичний варіант, враховуючи наявність більш простих способів визначення діаметра, але використання такого варіанту не виключається.
Вимірювання діаметра з високою точністю за допомогою слюсарного інструменту - мікрометра, дає практично аналогічний результат, коли розрахунки проводять за допомогою формули
Для виконання розрахунку будуть потрібні фактично ті ж самі числові відомості, що використовувалися при розрахунках перетину за допомогою математичної формули.
Тобто, константа «π» і значення площі круга (перетину).
Застосовуючи ці значення формули нижче, отримують значення діаметра:
D = √4S / π,
де:
- D - діаметр;
- S - поперечний переріз;
- π - константа, відповідна 3, 14.
Застосування цієї формули може бути актуальним, коли відомий параметр перетину і під руками немає ніяких відповідних інструментів для вимірювання діаметра.
Параметр перетину допустимо отримати, наприклад, з документації на провідник або з таблиці для розрахунків, де представлені найбільш часто використовувані класичні варіанти.
Таблиці для вибору підходящого провідника
Зручним і практичним варіантом підбору потрібного проводу (кабелю) є користування спеціальними таблицями, де позначені діаметри і перетину щодо потужностей і / або проводяться струмів.
Наявність такої таблиці під рукою - легкий і простий спосіб швидко визначитися з провідником під необхідну електричну установку.
Визначення потрібних значень за допомогою класичної таблиці - один з найбільш зручних способів вибору необхідного провідника при виробництві монтажних робіт
З огляду на, що традиційними провідниками електротехнічного монтажу виступають продукти з мідними або алюмінієвими жилами, існують таблиці для обох видів металів.
Також табличними даними часто представлені значення для напруги 220 вольт і 380 вольт. Плюс, враховуються значення умов монтажу - закрита або открития проводка.
Фактично виходить, що на одному аркуші паперу або на картинці, завантаженої в смартфон, міститься об'ємна технічна інформація, яка дозволяє обійтися без зазначених вище математичних (лінійні) розрахунків.
Більш того, багато виробників кабельної продукції, щоб спростити покупцеві вибір потрібного провідника, наприклад, під установку розеток, пропонують таблицю, в якій внесені всі необхідні значення.
Залишиться тільки визначити, яке навантаження планується на конкретну електроточки і яким чином буде виконано монтаж, і на підставі цієї інформації підібрати правильний дріт з мідними або алюмінієвими жилами.
Приклади таких варіантів розрахунку діаметра дроту по перетину наведені в таблиці, де розглянуті варіанти для мідних і алюмінієвих жил, а також способи укладання проводки - відкритий або прихований тип. З першої таблиці можна визначити показник перетину по потужності і струму.
Таблиця відповідності перерізу діаметром мідних і алюмінієвих жил в залежності від умов монтажу
| Потужність, Вт | Струм, А | Мідна жила провідника | Алюмінієва жила провідника | ||||||
| відкритий тип | закритий тип | відкритий тип | закритий тип | ||||||
| S, мм 2 | D, мм | S, мм 2 | D, мм | S, мм 2 | D, мм | S, мм 2 | D, мм | ||
| 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 |
Крім того, існує стандарт перетинів і діаметрів, розповсюджуваний на круглі (фасонні) неущільнений і ущільнені струмопровідні жили кабелів, проводів, шнурів. Ці параметри регламентує ГОСТ 22483-2012.
Під стандарт підпадають кабелі з мідною (мідної лудженої), алюмінієвого дроту без металевого покриття або з металевим покриттям.
Мідні і алюмінієві жили кабелів і проводів стаціонарної укладання поділяють за класами 1 і 2. Провід, шнури, кабелі нестаціонарної та стаціонарної укладання, де потрібна підвищена ступінь гнучкості на монтажі, поділяються на класи від 3 до 6.
Таблиця відповідності за класами для кабельних (проводових) мідних жил
| Номінальна перетин жили, мм 2 | Максимально допустимий діаметр мідних жил, мм | ||||
| однодротових
(Клас 1) | багатодротяних
(Клас 2) | багатодротяних
(Клас 3) | багатодротяних
(Клас 4) | гнучких
(Класи 5 і 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 | - | - | - |
Для алюмінієвих провідників і кабелів ГОСТом 22483-2012 також передбачені параметри номінального перетину жили, які відповідають відповідному діаметру, залежному від класу жили.
Більш того, згідно з цим же ГОСТу, зазначені діаметри можна використовувати для мідного провідника класу 1, якщо потрібно обчислити його мінімальний діаметр.
Таблиця відповідності за класами для кабельних (проводових) алюмінієвих жив
| Номінальна перетин жили, мм 2 | Діаметр круглих жив (алюмінієвих), мм | |||
| клас 1 | клас 2 | |||
| мінімальний | максимальний | мінімальний | максимальний | |
| 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 |
Додаткові рекомендації по вибору типу проводів і кабелів для облаштування електричних мереж в квартирі та будинку наведені в статтях:
- Який провід використовувати для проводки в будинку: рекомендації по вибору
- Яким кабелем робити проводку в дерев'яному будинку: види негорючого кабелю і його безпечна укладання
- Який кабель використовувати для проводки в квартирі: огляд проводів і вибір кращого варіанта
Висновки і корисне відео по темі
Відеороликом нижче демонструється практичний приклад визначення перетину провідника простими методами.
Перегляд ролика рекомендується, так як наочно представлена інформація сприяє збільшенню обсягу знань:
Робота з електричними проводами завжди вимагає відповідального ставлення з точки зору розрахунку.
Тому електрик будь-якого рангу повинен знати методику розрахунку і вміти користуватися існуючими технічними таблицями. Тим самим досягається не тільки істотна економія коштів на монтажі за рахунок точного розрахунку, але головне - гарантується безпека експлуатації вводиться лінії.
Є, що доповнити, або виникли питання щодо визначення перетину дроту? Чекаю на ваші коментарі публікації, брати участь в обговореннях і ділитися власним досвідом підбору проводів для облаштування електричної мережі в будинку або квартирі. Форма для зв'язку знаходиться в нижньому блоці.