Как можно узнать сечение кабеля по диаметру жилы
Каждый из нас хоть раз в жизни прошел через ремонт. В процессе ремонта приходится делать монтаж и замену электропроводки, ведь она приходит в негодность при длительной эксплуатации. К сожалению, на рынке сегодня можно встретить очень много некачественной кабельно-проводниковой продукции. За счет различных способов удешевления товара страдает его качество. Заводы-изготовители занижают толщину изоляции и сечение кабеля в процессе производства.
Один из способов удешевления − использование для изготовления токопроводящей жилы материалов низкого качества. Некоторые производители добавляют дешевые примеси при изготовлении проводов. За счет этого токопроводность провода снижается, а, значит, качество продукции оставляет желать лучшего.
Кроме того, заявленные характеристики проводов (кабелей) уменьшаются из-за заниженного сечения. Все уловки изготовителя приводят к тому, что в продаже появляется все больше некачественной продукции.
Цена качественного кабеля – это единственный, и, пожалуй, главный недостаток, который перечеркивает массу достоинств этого изделия. Медное кабельно-проводниковое изделие, которое выпущено по ГОСТу, имеет заявленное сечение проводника, требуемые по ГОСТу состав и толщину оболочки и медной жилы, произведено с соблюдением всех технологий, будет стоить дороже той продукции, которая выпускалась в кустарных условиях. Как правило, в последнем варианте можно найти массу недостатков: заниженное сечение в 1,3-1,5 раза, придание жилам цвета за счет стальки с добавлением меди.
Покупатели опираются на цену при выборе товара. На поиске низкой цены сконцентрировано основное внимание. И многие из нас даже не в силах назвать производителя, не говоря уже о качестве кабеля. Нам важнее, что мы нашли кабель с нужной маркировкой, например, ВВГп3х1,5, а качество изделия нас не интересует.
Поэтому чтобы не попасть на брак в данной статье рассмотрим несколько способов, как можно определить сечение кабеля по диаметру жилы. В сегодняшнем мануале я покажу, как такие расчеты можно произвести и с помощью высокоточных измерительных инструментов, так и без них.
Проводим расчет сечения провода по диаметру
В последнее десятилетие особенно заметно снизилось качество выпускаемой кабельной продукции. Больше всего страдает сопротивление — сечения провода. На форуме я часто замечал, что народ недоволен подобными изменениями. И продолжаться это будет до тех пор, пока на это наглое воровство изготовителя не начнут реагировать.
Со мной произошел аналогичный случай. Мною было куплено метра два провода маркировки ВВГнг 3х2,5 кв. миллиметра. Первое что мне бросилось в глаза, это очень тонкий диаметр. Я подумал, что, скорее всего, мне подсунули провод меньшего сечения. Еще больше удивился, когда увидел надпись на изоляции ВВГнг 3х2.5 кв.мм.
Опытному электрику, ежедневно сталкивающемуся с проводами, легко определить «на глаз» сечение кабеля или провода. Но порой даже профессионал делает это с трудом, не говоря уже о новичках. Сделать расчет сечения провода по диаметру – это важная задача, которую нужно решить прямо в магазине. Поверьте, эта минимальная проверка обойдется вам дешевле и проще, чем восстановление ущерба от возгорания, которое может возникнуть из-за короткого замыкания.
Вы наверное спросите зачем необходимо проводить расчет сечения кабеля по диаметру? Ведь в магазине любой продавец подскажет, какой провод вы должны купить под вашу нагрузку, тем более на проводах есть надписи, на которых указано количество жил и сечение. Что тут сложного рассчитал нагрузку, купил провод, сделал электромонтаж. Однако не все так просто.
Порой на бухте провода или кабеля и вовсе нет бирки, на которой указаны технические характеристики. Скорее всего, эта та ситуация, о которой я рассказывал выше, − несоответствие проводниковой и кабельной продукции требованиям современных ГОСТов.
Чтобы никогда не становиться жертвой обмана, настоятельно рекомендую вам научиться определять сечение провода по диаметру самостоятельно.
Заниженное сечение провода — в чем опасность?
Итак, рассмотрим опасности, которые поджидают нас при использовании в быту проводов низкого качества. Понятно, что токовые характеристики токоведущих жил снижаются прямо пропорционально уменьшению их сечения. Нагрузочная способность провода из-за заниженного сечения падает. Согласно стандартам рассчитан ток, который может пропустить через себя провод. Он не разрушится, если по нему пройдет меньший ток.
Сопротивление между жилами уменьшается, если слой изоляции более тонкий, чем требуется. Тогда в аварийной ситуации при повышении питающего напряжения в изоляции может возникнуть пробой. Если наряду с этим сама жила имеет заниженное сечение, то есть не может пропустить тот ток, который по стандартам она должна пропускать, тонкая изоляция начинает постепенно расплавляться. Все эти факторы неизбежно приведут к короткому замыканию, а потом и к пожару. Пожар возникает от искр, появляющихся в момент короткого замыкания.
Приведу пример: трехжильный медный провод (например, сечением 2,5 кв. мм.) согласно нормативной документации может длительно пропускать через себя 27А, обычно, считают 25А.
Но попадающиеся мне в руки провода, выпущенные согласно ТУ, на самом деле имеют сечение от 1,8 кв. мм. до 2 кв. мм. (это при заявленном 2.5 кв.мм.). Исходя из нормативной документации провод сечением 2 кв. мм. может длительно пропускать ток 19А.
Поэтому случись такая ситуация, что по выбранному вами проводу, который якобы имеет сечение 2,5 кв. мм., потечет рассчитанный на такое сечение ток, провод перегреется. А при длительном воздействии произойдет оплавление изоляции, затем и короткое замыкание. Контактные соединения (например, в розетке) очень быстро разрушаться, если такие перегрузки будут происходить регулярно. Поэтому сама розетка, а также вилки бытовых приборов также могут подвергнуться оплавлению.
А теперь представьте последствия всего этого! Особенно обидно, когда сделан красивый ремонт, установлена новая техника, например, кондиционер, электрический духовой шкаф, варочная панель, стиральная машинка, электрический чайник, микроволновка. И вот вы поставили печься булочки в духовку, запустили стиральную машину, включили чайник, да еще и кондиционер, так как стало жарко. Этих включенных приборов достаточно, чтобы пошел дым из распределительных коробок и розеток.
Потом вы услышите хлопок, который сопровождается вспышкой. А после этого пропадет электричество. Все еще хорошо закончится, если у вас имеются защитные автоматы. А если они низкого качества? Тогда хлопком и вспышкой вы не отделаетесь. Начнется пожар, который сопровождается искрами от проводки, горящей в стене. Проводка будет гореть в любом случае, даже если она замурована наглухо под плиткой.
Описанная мной картина дает ясно понять, насколько ответственно нужно выбирать провода. Ведь вы будете использовать их в своем жилище. Вот что значит, следовать не ГОСТам, а ТУ.
Формула сечения провода по диаметру
Итак, хотелось бы подвести итог всему вышесказанному. Если среди вас есть те, кто не читал статью до этого абзаца, а просто перепрыгнул, повторюсь. На кабельной и проводниковой продукции зачастую отсутствует информация о нормах, согласно которым она изготавливалась. Поинтересуйтесь у продавца, по ГОСТ или по ТУ. Продавцы порой и сами не могут ответить на этот вопрос.
Можно смело утверждать, что провода, изготовленные по ТУ, в 99,9 % случаев имеют не только заниженное сечение токоведущих жил (на 10−30%), но и меньший допустимый ток. Также в таких изделиях вы обнаружите тонкую внешнюю и внутреннюю изоляцию.
Если вы обошли все магазины, а проводов, выпущенных по ГОСТ, так и не нашли, то берите провод с запасом +1 (если он выпущен по ТУ). Например, вам нужен провод 1,5 кв. мм., тогда следует брать 2,5 кв. мм. (выпущенный то ТУ). На практике его сечение окажется равным 1,7-2,1 кв. мм.
Благодаря запасу сечения обеспечится запас по току, то есть нагрузка может быть немного превышена. Тем лучше для вас. Если же вам нужен провод сечением 2,5 кв. мм., то возьмите с сечением 4 кв. мм., так как его реальное сечение будет равно 3 кв.
Итак вернемся к нашему вопросу. Проводник имеет поперечное сечение в виде круга. Наверняка, вы помните, что в геометрии площадь круга рассчитывается по конкретной формуле. В эту формулу достаточно подставить полученное значение диаметра. Сделав все расчеты, вы получите сечение провода.
- π — это константа в математике равная 3.14;
- R — радиус круга;
- D — диаметр круга.
Это и есть формула для расчета сечения провода по диаметру, которую многие почему то боятся. К примеру, вы провели измерения диаметра жилы и получили значение 1,8 мм. Подставив это число в формулу, получим следующее выражение: (3.14/4)*(1.8)2=2,54 кв. мм. Значит, провод, диаметр жилы которого вы измеряли, имеет сечение 2,5 кв.мм.
Расчет монолитной жилы
Когда вы идете в магазин за проводом, возьмите с собой микрометр или штангенциркуль. Последний более распространен в качестве измерительного прибора сечения провода.
Скажу сразу расчет сечения кабеля по диаметру в данной статье я буду выполнять для кабеля ВВГнг 3*2. 5 мм2 трех разных фирм производителей. То есть суть всей работы будет разбита на три этапа (это только для монолитного провода). Посмотрим что получится.
Чтобы узнать сечение провода (кабеля), состоящего из одной проволоки (монолитная жила), необходимо взять обычный штангенциркуль или микрометр и сделать замер диаметра жилы провода (без изоляции).
Для этого нужно предварительно очистить небольшой участок измеряемого провода от изоляции, а потом уже приступить к измерению токоведущей жилы. Другими словами, берем одну жилу и снимаем изоляцию, а затем измеряем диаметр этой жилы штангенциркулем.
Пример №1. Кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 (производитель неизвестен). Общее впечатление — сечение показалось сразу маловато, поэтому и взял для опыта.
Снимаем изоляцию, меряем штангенциркулем. У меня получилось диаметр жилы равен 1.5 мм. (маловато однако).
Теперь возвращаемся к нашей вышеописанной формуле и подставляем в нее полученные данные.
Имеем:
Получается фактическое сечение составляет 1.76 мм2 вместо заявленного 2.5 мм2.
Пример №2. Кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 (производитель «Азовкабель»). Общее впечатление — сечение вроде бы нормальное, изоляция тоже хорошая, плотная с виду не экономили на материалах.
Делаем все аналогично, снимаем изоляцию, меряем, получаем следующие цифры: диаметр — 1.7 мм.
Подставляем в нашу формулу для расчета сечения по диаметру, получаем:
Фактическое сечение составляет 2.26 мм2.
Пример №3. Итак остался последний пример кабель ВВГ-Пнг 3*2.5 мм2 производитель неизвестен. Общее впечатление — сечение также показалось заниженным, изоляция вообще голыми руками снимается (прочности ни какой).
В этот раз диаметр жилы составил 1.6 мм.
Фактическое сечение составляет 2.00 мм2.
Также хотелось бы добавить в сегодняшний мануал как определить сечение провода по диаметру при помощи штангенциркуля еще один пример, кабель ВВГ 2*1. 5 (как раз завалялся кусок). Просто захотелось сравнить, сечения 1.5-го формата тоже занижают.
Проделываем все тоже самое: снимаем изоляцию, берем штангенциркуль. Получилось диаметр жилы 1.2 мм.
Фактическое сечение составляет 1.13 мм2 (вместо заявленных 1.5 мм2).
Расчет без штангенциркуля
Этот способ расчета применяется для нахождения сечения провода с одной жилой. При этом измерительные инструменты не используются. Бесспорно, применение штангенциркуля или микрометра для этих целей считается самым оптимальным. Но ведь эти инструменты не всегда есть в наличии.
В таком случае найдите предмет цилиндрической формы. Например, обычную отвертку. Берем любую жилу в кабеле, длина произвольная. Снимаем изоляцию, чтобы жила была полностью чистой. Наматываем оголенную жилу провода на отвертку или же карандаш. Измерение будет тем точнее, чем больше витков вы сделаете.
Все витки должны располагаться как можно более плотно друг к другу, чтобы не было зазоров. Подсчитываем, сколько витков получилось. Я насчитал 16 витков. Теперь нужно измерять длину намотки. У меня получилось 25 мм. Делим длину намотки на число витков.
- L — длина намотки, мм;
- N — количество полных витков;
- D — диаметр жилы.
Полученное значение является диаметром провода. Для нахождения сечения пользуемся выше описанной формулой. D = 25/16 = 1.56 мм2. S = (3.14/4)*(1.56)2 = 1.91 мм2. Получается при измерении штангенциркулем сечение составляет 1.76 мм2, а при измерении линейкой 1.91 мм2 — ну погрешность есть погрешность.
Как определить сечение многожильного провода
В основе расчета лежит тот же принцип. Но если вы будете измерять диаметр сразу всех проволочек, из которых состоит жила, то рассчитаете сечение неправильно, ведь между проволочками есть воздушный зазор.
Поэтому сначала нужно распушить жилу провода (кабеля) и посчитать количество проволочек. Теперь по вышеописанному способу необходимо измерять диаметр одной жилки.
К примеру, у нас есть провод, состоящий из 27 жилок. Зная, что диаметр одной жилки составляет 0,2 мм, мы можем определить сечение этой жилки, используя все то же выражение для расчета площади круга. Полученное значение необходимо умножить на количество жилок в пучке. Так можно узнать сечение всего многожильного провода.
В качестве многожильного провода ПВС 3*1.5. В одном проводе 27 отдельных жилок. Берем штангенциркуль меряем диаметр, у меня получилось диаметр составляет 0.2 мм.
Теперь нужно определить поперечное сечение этой жилки, для этого используем все туже формулу. S1 = (3.14/4)*(0.2)2 = 0.0314 мм2 — это сечение одной жилки. Теперь умножаем это число на количество жил в проводе: S = 0.0314*27= 0.85 мм2.
Друзья предлагаю в данной теме «как рассчитать сечение кабеля по диаметру» так сказать хвастаться рекордами у кого какие измерения получились: например у меня максимум что попадалось кабеля ВВГ-Пнг 3х2,5 фактическое сечение 1,7 кв.![]() |
Понравилась статья — поделись с друзьями!
Как узнать сечение провода: по диаметру, формула измерения
Без проводки и кабелей не обходится ни один частный дом, квартира и производственное помещение. Они обеспечивают их электроэнергией и позволяют работать всем стационарным приборам. Электромонтажные работы по прокладке проводки невозможны без четкого плана и согласования типов используемых кабелей. Одной из основных их технических характеристик является сечение. Следует подробнее рассмотреть, что это такое, как узнать сечение провода и чем отличается сечение от диаметра.
Что такое сечение кабеля
Сечение кабеля — это площадь среза проводниковой жилы кабеля без учета обмотки и изоляционного слоя. Обычно все кабеля и провода имеют круглый срез и одну жилу. В этом случае площадь сечения можно узнать по формуле площади круга. Если же токоведущих жил несколько, то сечением будет сумма сечений всех проволок и жил.
К сведению! Величина площади сечения во всех странах подлежит стандартизации. Государства бывшего СССР и Европы обладают одними и теми же стандартами. В России в качестве регламентационного документа выступает ПУЭ (Правила устройства электроустановок).
Площадь круга — это и есть сечениеСечение кабеля выбирают исходя из предполагаемой нагрузки сети. Делается это с помощью специальных таблиц — «Допустимые токовые нагрузки на кабель». Если нет ни малейшего желания разбираться с этими цифрами, то просто стоит уяснить, что для обычных домашних розеток подходят кабеля из меди с сечением 1,5-2,5 мм², а для осветительных приборов — 1,0-1,5 мм².
Таблица соотношения диаметра и сеченияВвод однофазной сети для обычной квартиры на две или три комнаты осуществляется магистральным кабелем с сечением 6 мм².
Чем отличается сечение от диаметра
Поперечное сечение в форме круга обязательно должно иметь диаметр. Само по себе сечение — это разрез кабеля или любого другого предмета под прямым углом к продольной оси. Диаметр же представляет собой хорду, то есть отрезок, который соединяет две точки на окружности и проходит точно через ее центр. Диаметр есть не только у окружности или круга, но и у сферы, шара. Общего у этих величин мало, так как одна определяет расстояние, а другая — площадь.
Обратите внимание! Сечение всегда используется на практике для объемных тел, а кабель или провод — объемные предметы, которые чаще всего изготавливают в виде длинного цилиндра (если разделить его на части), который обладает поперечным сечением. Диаметр его также можно определить, но сложилось так, что указывают именно площадь.
Варианты по определению
Способов определить сечение кабеля несколько. Необходимость в этом обычно возникает при проведении электромонтажных работ, когда требуется проверить имеющийся проводник на соответствие стандартам применения к конкретной сфере. Например, человек может делать проводку, для которой нужен кабель с сечением не менее 1,5 мм. Ему необходимо будет проверить свой провод на соответствие этим условиям, так как в противном случае возможны перегрев кабелей и соединений, выход из строя бытовых приборов и даже пожар.
Важно! Если проводник обладает одной жилой, то измерения производятся непосредственно на нем самом. Из бухты провода необходимо выпутать один проводок, очистить его от изоляции и только потом проводить измерения.
Формула площади кругаДля вычисления площади сечения круглого провода через радиус необходимо помножить его квадрат на число Пи. На практике гораздо проще определить диаметр и поделить его на 2. Исходя из способов выполнения замера, можно выделить следующие методы вычисления сечения.
По диаметру с помощью штангенциркуля или микрометра
Самый популярный способ измерения заключается в определении диаметра с помощью штангенциркуля или микрометра. Подобные приборы позволяют максимально точно осуществить замер диаметра, а затем умножить его половину на число Пи.
Для работы нужен только провод и сам прибор. Процесс выглядит следующим образом:
- Переводят фиксатор микрометра в положение «Открыто».
- Откручивают ручку устройства на расстояние, которое будет достаточным для вставки проводника между щупами.
- Вставляют провод в щупы и закручивают его специальной ручной до характерного для прибора треска.
- Фиксируют показания диаметра на соответствующей шкале.
- Раскручивают ручку и вынимают провод.
Существенное преимущество данного метода измерений заключается в том, что он позволяет определить диаметр и, как следствие, сечение любого круглого проводника. При этом он может быть подключен к сети и активно работать в том или ином электрическом приборе.
Использование штангенциркуля очень удобноеОбратите внимание! Минус способа в том, что приборы достаточно дорогие, и покупать их для одного-двух использований нет смысла.
По диаметру с помощью карандаша или ручки
Этот метод основан на использовании любого тонного предмета, на который можно намотать жилу провода. Обычно в качестве такого предмета используется ручка, карандаш или фломастер. Провод наматывается на него в виде спирали с максимально плотно сжатыми кольцами. Для исключения неточностей изоляцию снимают по всей длине исследуемого проводника.
Все обмотки обладают одной шириной и толщиной, поэтому необходимо сжать их как можно сильнее и определить общую длину с помощью линейки или сантиметра. Далее эта величина просто делится на количество колец обмотки. Чем больше будет витков, тем более точный результат получится в итоге.
Преимущество такого подхода в том, что для его применения не нужны вообще никакие специальные измерительные инструменты, кроме обычной линейки. Если говорить о недостатках, то они заключаются в низкой точности измерений и более долгом процессе подготовки к ним.
Обмотка вокруг карандашаВажно! Если в предыдущем случае все можно было сделать за пару секунд, то тут придется обеспечить максимальное прилегание всех витков друг к другу. Также работает это только для тонких проводов из меди. Для алюминия это не подходит.
По диаметру с помощью линейки
Данный способ подходит для толстых проводов. Чем тоньше жила, тем меньшей точности результат в итоге получится. Диаметр может быть определен с помощью нити или бумаги. Второй метод более точный.
Пошаговый процесс замера:
- Оторвать небольшой кусок обычной бумаги и загнуть ее с одной стороны. Лучше всего брать тонкую.
- Взять бумажку и приложить ее к проводнику.
- Обернуть его листом по окружности до того, как два конца бумажки не коснутся друг друга.
- Загнуть второй конец в месте соединения.
- Приложить листик к линейке и измерить расстояние от одного загнутого края до другого.
- Высчитать диаметр через полученную длину окружности, разделенную на два числа Пи.
- Применить стандартную формулу.
Метод подходит для алюминиевых жил достаточной толщины, которые проблематично сгибать. Недостаток заключается в очень низкой точности измерений.
По диаметру с помощью таблицы
Некоторые интересуются, как определить сечение кабеля по диаметру с помощью таблицы. Данный подход используется для кабелей и проводов стандартного сечения. Например, человек любым из вышеописанных способов узнал диаметр. Совсем не обязательно пользоваться формулами. Достаточно посмотреть в представленную таблицу и определить сечение без расчетов.
Отношение диаметра и сеченийПо мощности или току
Если человек знает проводящие свойства провода, то с их помощью также можно определить сечение. Для этого необходимо узнать либо силу тока, либо мощность. Далее остается найти значение в таблице и сопоставить ему сечение.
Таблица для определения сечения на основе тока и мощностиВажно! Стоит помнить, что для медных и алюминиевых жил результат будет разным.
По формулам
Как уже было сказано, есть ряд простых формул, позволяющих определить сечение проводника. Точнее это одна формула, но в одном случае используется радиус круглого провода, а во втором — диаметр. Для определения необходимо:
- Измерить диаметр провода (его толщину) любым из описанных выше способов. Рекомендуется использовать штангенциркуль.
- Записать полученное значение диаметра.
- Высчитать площадь сечения с помощью формулы: S = π × R², где R — это радиус (половина диаметра), π — это число Пи, которое приблизительно равно 3,1415.
Важно! Можно воспользоваться и другой формулой, где вместо радиуса фигурирует половина диаметра (D/2), которую возводят в квадрат. Результат будет аналогичен, поэтому лучше заранее разделить диаметр на 2.
Как определить на глаз
Опытные электрики могут определять сечение кабеля на глаз. Каждый проводник ими может быть легко идентифицирован по своему виду и соответствующим этому виду характеристикам. Понятно, что, например, ВВГ провода могут быть только определенных сечений, которые отличаются друг от друга с некоторым шагом. Это регламентируется техническими условиями изготовления или государственным стандартом.
Если же опыта и подобных знаний у человека нет, то определить сечение на глаз помогут точный и развитый глазомер и память. Если мастер хоть раз видел кабель с площадью сечения 1 мм², то, запомнив его размеры, он может мысленно или физически сравнивать другие проводники с ним и делать выводы о том, насколько сильно он отличается в большую или меньшую сторону. Помогает это тогда, когда провода приблизительно одинаковы.
Обратите внимание! Если имеется проводник с сечением 0,5 мм² и толстый кабель размерами площади 5 мм², то определить размеры будет тяжело. Кроме того, профессионалы так не работают. Это опасно и чревато негативными последствиями, связанными с неправильным выбором.
Измерять сечение на глаз — не самая лучшая затеяВ материале было рассмотрено, как проверить сечение кабеля штангенциркулем и некоторыми другими способами. Мерить эту величину с помощью специальных приборов — одно из самых правильных решений, так как только они дают возможность определять показатель максимально точно.
Перевести мм2 в мм онлайн калькулятор (сечение в диаметр)
Как узнать сечение кабеля по внешнему виду
Определить сечение кабеля можно и без расчетов. Кабель в заводском исполнении обязательно маркируется: на его внешней оболочке штампуется с определенным шагом завод-изготовитель, вид кабеля, количество жил и площадь поперечного сечения токопроводящей жилы.
Например, если на кабеле имеется обозначение ВВГ-нг-LS 3х2,5, то это означает, что кабель имеет внешнюю оболочку и изоляцию жил из негорючего ПВХ с отсутствием при горении выделения опасных газов, также такой кабель имеет 3 токопроводящих жилы с площадью поперечного сечения каждого проводника 2,5 мм2.
Маркировка не всегда указывает правдивое значение площади жилы, так как соблюдение данного параметра остается на совести производителей. Это связано с тем, что большинство изготовителей не придерживается ГОСТ при производстве, а руководствуется собственными ТУ при производстве кабельной продукции, что приводит к вольной интерпретации методик расчета поперечного сечения и не регулируется должным образом. Поэтому лучше всего перед использованием кабеля по назначению проверить соответствие его поперечного сечения заявленному в маркировке.
Сечение сегментного кабеля
При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.
Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой. Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).
По таблице с часто встречаемыми диаметрами
Для упрощения расчета удобно воспользоваться готовой таблицей.
Порядок пользования числами из таблицы:
- Выбрать тип провода, который предполагается приобретать, например, ВВГ 3*4.
- Определить диаметр по таблице — сечению 4 мм2 соответствует диаметр 2,26 мм.
- Проверить реальное значение диаметра провода. В случае совпадения продукцию можно приобретать.
Ниже приведена таблица соотношения сечений основных типов медной проводки к диаметрам и току (при напряжении 220 В).
Диаметр жилы провода, мм | Сечение жилы, мм2 | Допустимый ток, А |
1,12 | 1 | 14 |
1,38 | 1,5 | 15 |
1,59 | 2,0 | 19 |
1,78 | 2,5 | 21 |
2,26 | 4,0 | 27 |
2,76 | 6,0 | 34 |
3,57 | 10,0 | 50 |
4,51 | 16,0 | 80 |
5,64 | 25,0 | 100 |
6,68 | 35,0 | 135 |
Дополнительным критерием соответствия сечения диаметру является вес провода. Способ определения диаметра по весу применяется при проверке тонкой проволоки для намотки трансформаторов. Толщина продукции начинается от 0,1 мм, и ее проблематично измерить при помощи микрометра.
Краткая таблица соответствия диаметров жилки по весу приведена ниже. Развернутые данные имеются в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.
Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Вес, гр/км |
0,1 | 0,0079 | 70 |
0,15 | 0,0177 | 158 |
0,2 | 0,0314 | 281 |
0,25 | 0,0491 | 438 |
0,3 | 0,0707 | 631 |
0,35 | 0,0962 | 859 |
0,4 | 0,1257 | 1,122 |
При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал проводника. Краткая таблица соответствия диаметров кабеля из распространенных типов материала и силы тока приведена ниже.
Ток разрыва, А | Медь | Алюминий | Никелин | Железо | Олово | Свинец |
0,5 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,11 | 0,13 |
1 | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,12 | 0,18 | 0,21 |
5 | 0,16 | 0,19 | 0,25 | 0,35 | 0,53 | 0,60 |
10 | 0,25 | 0,31 | 0,39 | 0,55 | 0,85 | 0,95 |
15 | 0,32 | 0,40 | 0,52 | 0,72 | 1,12 | 1,25 |
25 | 0,46 | 0,56 | 0,73 | 1,00 | 1,56 | 1,75 |
50 | 0,73 | 0,89 | 1,15 | 1,60 | 2,45 | 2,78 |
100 | 1,15 | 1,42 | 1,82 | 2,55 | 3,90 | 4,40 |
200 | 1,84 | 2,25 | 2,89 | 4,05 | 6,20 | 7,00 |
300 | 2,40 | 2,95 | 3,78 | 5,30 | 8,20 | 9,20 |
Для многожильного кабеля
Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одного проводника, умноженным на их количество. Основной проблемой является измерение диаметра тонкого провода.
Примером является кабель, состоящий из 25 жил с диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S=(3.14/4)*0.2²=0,0314 мм2. При 25 жилах оно составит: S=0,0314*25=0.8 мм2. Затем по таблицам соответствия определяют — пригоден он для передачи тока требуемой силы или нет.
Еще одним способом приблизительного расчета силы тока является методика умножения диаметра многожильного кабеля на корректировочный показатель 0,91. Коэффициент предусматривает немонолитную структуру провода и воздушные зазоры между витками. Замер наружного диаметра ведется с небольшим усилием, поскольку поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.
При расчете сегментной части кабеля применяются формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.
Площадь сечения, мм2 | 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 160 | 185 | 240 |
Высота/ширина для трехжильного монолитного кабеля, мм | 5,5/9,2 | 6,4/10,5 | 7,6/12,5 | 9/15 | 10,1/16,6 | 11,3/18,4 | 12,5/20,7 | 14,4/23,8 |
Высота/ширина для трехжильного кабеля из тонких жил, мм | 6/10 | 7/12 | 9/14 | 10/16 | 11/18 | 12/20 | 13,2/22 | 15,2/25 |
Высота/ширина для четырехжильного монолитного кабеля, мм | нет | 7/10 | 8,2/12 | 9,6/14,1 | 10,8/16 | 12/18 | 13,2/18 | нет |
Расчет сечения
Если перед вами лежит кабель, сечение которого вы не знаете (нет маркировки), то этот показатель можно самостоятельно рассчитать, используя формулу площади круга:
S=πd²/4=0,8d².
То есть, замеряете своими руками при помощи штангенциркуля диаметр жилы и вставляете данный показатель в формулу. Если маркировка на проводе осталась, к примеру, ВВГ 3х1,5, то это значит, что перед вами трехжильный провод с сечением 1,5 мм².
Но необходимо учитывать и тот факт, что провода бывают разные в плане материала, из которого они изготавливаются. В основе всех электрических кабелей лежит или медь, или алюминий. Так вот медные кабели выдерживают большую токовую нагрузку, чем алюминиевые. К тому же они практически не окисляются, поэтому, когда перед вами стоит выбор, то предпочтение лучше всего отдать медному варианту.
Есть еще один момент, который необходимо учитывать. Этот способ проводки схемы электроснабжения. То есть, электрический кабель уложен в штробы и заштукатурен, или проводка была проведена в гофрированном шланге, или была сделана открытая электропроводка. В чем разница?
Все дело в том, что внутренняя проводка (скрытая) создает условия, при которых провод оказывается в замкнутом пространстве. То есть, нагреваясь, он не отдает тепло воздуху, который его окружает. А, значит, перегревается быстрее и больше. А это, в свою очередь, снижает ресурс эксплуатации и создает условия быстрого выхода из строя. То есть, в такой проводке необходимо использовать провода сечением чуть больше, чем по номиналу.
Плотность тока
Постепенно, разбираясь в электрических проводах, а точнее, в выборе сечения кабеля, мы подошли к еще одному не менее важному показателю – плотности тока. Что это такое? По сути, это все та же сила тока, измеряемая в амперах, которая проходит через стандартную величину сечения электрического провода, равную одному миллиметру в квадрате
Скажем так, что это относительная величина, поэтому ее можно использовать в формуле, определяющей диаметр провода:
d=1,1*√I/Ip, где Ip – плотность тока.
Теперь можно вычислить сечение провода, подставляя значение «d» в формулу площади. В конечном итоге получаем, что S=I/Ip.
Но где тогда взять показания «Ip»? Это стандартные величины, зависящте опять-таки от материала, из которого изготавливаются провода, и вида проводки. Нижняя таблица показывает данную зависимость.
Площадь круга
Материал | Медь | Алюминий |
Скрытая проводка | 6 А/мм² | 4 |
Открытая проводка | 10 | 6 |
Как мы и говорили выше, медь в данном случае предпочтительнее.
Давайте рассмотрим один простой пример расчета. Вводные данные:
- Провод медный.
- Открытая проводка.
- Нагрузка на кабель 2,2 кВт.
Сначала находим силу тока в электрической цепи: I=P/U=2200 Вт:220 В= 10 А.
Теперь находим сечение самого провода: S=I/Ip=10:10=1 мм², где второе число «10» выбираем из вышеупомянутой таблицы. Таким образом, можно самостоятельно рассчитать все сечения кабелей на каждом участке электрической сети дома. Главное – правильно рассчитать потребляемую мощность на каждом шлейфе. А это, как вы знаете, суммарная мощность все бытовых приборов и лампочек освещения. К примеру, если рассчитывается участок кухни, то придется сложить мощность всех аппаратов, а это холодильник, микроволновка, кофеварка, электрический чайник, вытяжка, блендер и так далее, плюс освещение. Данный показатель указывается на бирках приборов и стеклянном корпусе ламп.
В принципе, для себя можно такую таблицу сечения проводов собрать самостоятельно, учитывая все раскладки, о которых написано выше. То есть, если знать потребляемую мощность на всех электрических контурах, то можно по участкам разбить кабели в зависимости от их сечения.
Мощность некоторых бытовых электроприборов
- Во-первых, это упростит проведение монтажа. То есть, вы никогда не запутаетесь, где какой кабель должен быть проложен.
- Во-вторых, можно будет подсчитать расходы, связанные с покупкой проводки, и тем самым определить бюджет ремонта.
- В-третьих, таблица поможет в будущем. Если потребляемая мощность не изменится с годами, то вам не надо будет опять проводить все расчеты. Достаточно достать таблицу и вспомнить, какого сечения кабель, где был уложен.
Разные способы: как определить сечение провода
Проводник часто обозначают 2 разными словами – провод и кабель. Такое смешение очень неудобно. В обиходе эти понятия часто смешивают, хотя в работе данных устройств наблюдаются некоторые существенные различия. Чтобы правильно определить и верно узнать площадь сечения, необходимо разобраться в различиях этих проводников и уяснить более-менее точное определение.
Проводник состоит из группы жил, которые заключены в отдельную изоляцию или в общую. Жилы бывают разными, обычно сплетёнными или сплошными, в зависимости от модели провода. Измеряется их диаметр, как обычной линейкой, так и специальным прибором – штангенциркулем. Как правило, проводники делаются из различных цветных металлов.
Обычно материалы следующие:
- Медь;
- Алюминий;
- Алюмомедь – (это специально разработанный учёными сплав алюминия и меди).
Все эти материалы отличает относительно низкая цена, малое электрическое сопротивление, достаточно высокая электропроводность, удобство при сварке и монтаже
Ещё одной важной характеристикой является максимально маленький вес металлической проволоки. Способы нахождения площади сечения у вышеуказанных проводников практически одинаковы, и замерить ее совсем несложно
Как определить
Существует несколько способов определения этого значения электропровода. Есть формулы, по которым можно рассчитать параметр или таблицы, в которых присутствуют все значения распространенных стандартных проводников. Зная какой-то один параметр, к примеру – диаметр жилы, ее токопроводящую способность – можно узнать и сечение. Другие способы определения такие:
- по формуле через диаметр – S=π*R², где R – это ½ диаметра (d), а π=3,14;
- измерительным прибором – микрометром;
- с помощью штангенциркуля;
- при использовании карандаша или ручки;
- линейкой на основании диаметра.
Микрометр, а также штангенциркуль помогает определить самый точный диаметр, а после на его основании рассчитать сечение по формуле: S= d*d*d/4, результат будет в мм². При помощи инструментов измеряют токопроводящие элементы круглого сечения, но они достаточно дорогие и поэтом покупать их для одного раза нецелесообразно.
Для определения с помощью ручки или карандаша (подходит маркер, фломастер, другое) сперва срезают изоляцию. Потом жилу плотно наматывают на пишущую принадлежность по всей длине. После измеряют длину намотки линейкой и делят ее на число витков, чтобы узнать диаметр. Чем больше будет сделано витков – тем точнее расчет. Когда диаметр стал известен, высчитывают сечение по специальной формуле.
Можно вычислить этот параметр и при помощи только линейки, но жила обязана быть достаточно толстой. Диаметр определяют ниткой или тонкой бумагой – для большей точности. От листа отрывают полоску и загибают с одной из сторон. После бумагу оборачивают вокруг жилы, до касания полоски. В месте из соединения загибают повторно и прикладывают к линейке для замера. С ниткой действуют аналогично. Рассчитывают диаметр по формуле: d=l/2π, где l – это длина бумаги или нитки. Потом используют стандартный расчет – S=π*R², чтобы определить R, d (диаметр) делят на 2.
Условия работы с таблицей сечений кабеля по диаметру
Таблицы сечения кабеля по некоторым характеристикам разнятся с данными провода, однако основные признаки и понятия всё-таки те же самые – диаметр и площадь. Расчет и его принцип особенно не отличаются. Кроме того, в таблице сечения кабели неизменно присутствуют следующие характеристики, например, такие как мощность, сила тока, сопротивления конкретного материала (меди или алюминия).
Следует также помнить, что с течением времени, нагрузка способна значительно увеличится по различным независящим (в том числе) от собственника квартиры причинам. Чтобы не создать пожароопасную ситуацию в собственной квартире, желательно выбирать провода совместно с квалифицированным специалистом-монтажников, да и устанавливать эти провода/кабели и соединения вместе с ними.
Разумеется, что данные, предоставленные в этой таблице, адекватны действительности только в том случае, если выполняются некоторые условия:
- Температура воздуха немного меньше или равна, например, +30 ᵒС (понятно, что температура разная для каждой таблицы, обычно дополнительные условия прописаны).
- Напряжение в сети равно 220 В.
- Провод трёхжильный, при этом изоляция общая.
- Отдельное заземление.
- Прокладка в закрытом пространстве – в воздухе или коробе.
Существуют также другие условия, которыми желательно не пренебрегать, во избежание опасных и сложных ситуаций, связанных с выходом из строя техники или угрозой для безопасности (жизни и здоровья) людей.
Определяем размер сечения кабеля
Кабели могут быть как одножильными, так и многожильными. Во втором случае лучше всего определиться с диаметром каждой отдельной жилы. Также и жила может быть однопроволочной или же состоять из множества проволок. Вне зависимости от вида кабеля можно определить его сечение по диаметру.
Однако не стоит забывать о том, что «на заборе тоже написано» и лучше всего при выборе провода самостоятельно провести все необходимые измерения. Благо их проведение не так уж и сложно. Определение действительного диаметра провода возможно при использовании доступных инструментов. К таким инструментам относят микрометр и штангенциркуль.
Измерение микрометром
Самым точным методом измерения диаметра является измерение с помощью микрометра. Для подобного измерения необходимо взять проводник и подвести к нему измеряющий винт до появления характерного звука трещетки. Значение точного диаметра складывается из двух значений: на стержне микрометра и на барабане.
Измерение штангенциркулем
Также можно измерить диаметр кабеля с помощью такого распространенного инструмента, как штангенциркуль. Для этого необходимо зажать измеряемый провод между губками измерителя и считать точное значение со специальной шкалы.
Измерение линейкой
Наименее точным типом измерения является замер простой линейкой. Однако в этом случае точности можно добиться при замере большого количества витков. Порядок замера линейкой:
- На некий стержень наматывается проводник на определенное расстояние.
- Линейкой измеряется длина обмотанного участка стержня.
- Полученное значение делится на количество витков.
Этот способ все же имеет определенную точность в силу сокращения погрешности.
Далее можно определить сечение кабеля по диаметру. Это можно сделать по формуле:
S = π*D2/4
где D – измеренный диаметр провода.
По теме:
НАЗАД ВПЕРЕД 1 из 2
Навык самостоятельного расчета сечения проводника поможет избежать всевозможных проблем в будущем, а также обмана со стороны поставщика продукции.
Таблицы и нормы
Еще одним очень распространенным методом определить сечение провода по диаметру представляется использование стандартизированных таблиц, в которых перечислены все самые распространенные и широко используемые сечения кабелей.
Порядок подбора сечения провода по таблице:
- Сначала необходимо определиться с типом кабеля.
- Далее находим в таблице нужный нам диаметр.
- Определяем соответствующее сечение.
- В случае необходимости, самостоятельно проверяем показатели по методикам, описанным выше, и принимаем решение о приобретении.
Таблица сечения проводов по диаметру.
Диаметр жилы провода, мм | Сечение жилы, мм2 |
1,12 | 1 |
1,38 | 1,5 |
1,59 | 2,0 |
1,78 | 2,5 |
2,26 | 4,0 |
2,76 | 6,0 |
3,57 | 10,0 |
4,51 | 16,0 |
5,64 | 25,0 |
6,68 | 35,0 |
Таблица, связывающая сечение провода и диаметр показывает, что описанная выше формула весьма справедлива. Значения сечений, приведенные в предложенной таблице, вычислены именно по ней с определенными допускающимися округлениями.
Итак, вот уже известно, как самостоятельно узнать сечение провода. Осталось только с пользой использовать полученные знания.
При покупке кабеля можно попросить продавца зачистить небольшой участок провода, дабы провести все необходимые манипуляции по измерению изделия. Однако практика показывает, что не многие продавцы идут на подобный шаг. Тогда единственным выходом является покупка вначале небольшого участка кабеля, необходимого для замеров. А вот уже после того, как все сомнения отпадут можно приобретать столько провода, сколько нужно. Все же не самым радостным фактом является то, что по-настоящему внимательные покупатели зачастую выбирают кабель большего сечения. Ведь на поверку они оказываются несколько меньше формальных размеров.
Понятие площадь сечения, или, в простонародье, толщина кабеля – вещь интересная. Определяется она прибором под названием штангенциркуль. Сначала этим прибором необходимо вычислить диаметр проводника (естественно, предварительно очищенного от изоляции). Затем следует найти площадь кабеля по формуле S = π (D/2)2, в данной формуле: Перевод в другие единицы измерения или в систему СИ необязателен. Также можно записать эту формулу в сокращённом виде: S = 0,8 D² (площадь равна произведению 0,8 и квадрата диаметра). В таком случае 0,8 D² – это округлённый коэффициент. Кстати, очень удобно мерить площадь сечения микрометром или использовать калькулятор. Конечно, он не выдаст точно число, вроде 16мм2, но расчёты облегчит значительно. Видео об этом смотреть достаточно скучно, но может оказаться вполне полезно, особенно если решились делать ремонт дома самостоятельно (это не очень хорошая идея, но ваша квартира – ваши правила). Макс. мощность, кВт Макс. ток нагрузки, А Сечение провода, мм2 Ток автомата, А 4.5 4-6 9.1 1.5 13.6 2.5 18.2 2.5 22.7 27. 31.8 36.4 40.9 45.5 50.0 54.5 59.1 63.6 68.2 72.7 77.3 В этой таблице данные приведены для следующего случая. — Одна фаза, напряжение 220 В — Температура окружающей среды 30 С — Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве) — Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель) — Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления — Достижение потребителем максимальной мощности — крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий. В том случае, если температура окружающей среды будет больше хотя бы на 20 C, или в жгуте будет находиться несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение.
Еще важно знать какой провод вы покупаете. Некоторые производители занижают сечение жил в кабеле, чтобы сэкономить средства и время
Существует ряд компаний делающих такие провода(перечислять их я не буду). Но есть и такие, которые делают качественные, но дорогие провода
На это стоит обратить максимальное внимание
В процессе определения сечения провода по диаметру необходимо обратить внимание на металл жилы. Характеризуется ярким, насыщенным цветом медная, или же алюминиевая жила
Если цвет вызывает сомнения, тогда можно сделать вывод о низком качестве. Вероятнее всего, производитель просто сэкономил на металле, используя для изготовления сплав металла.
Сплав является опасным для монтажных работ, ведь номинальная нагрузка, токопроводимость меньше сравнительно с оригинальным продуктом.
На самом деле посчитать площадь сечения и соотношение разных параметров проводника совсем несложно.
Как рассчитать сечение медного провода и определить нагрузку на кабель
3
Есть разные способы определения сечения провода по диаметру. Опытные электрики способны определить это значение в считанные минуты. Новичкам советуют подобрать ту методику, которая ближе и понятнее именно вам.
Рекомендации по устройству
Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.
Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.
Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.
Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.
Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.
В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.
В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.
Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.
Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего . Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.
Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:
Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.
Нередко перед приобретением кабельной продукции возникает необходимость самостоятельного замера ее сечения во избежание обмана со стороны производителей, которые из-за экономии и установления конкурентной цены могут незначительно занижать этот параметр.
Разнообразие кабельной продукции и проводов
Также знать, как производится определение сечения кабеля, необходимо, например, при добавлении новой энергопотребляющей точки в помещениях со старой электропроводкой, на которой отсутствует какая-либо техническая информация. Соответственно, вопрос о том, как узнать сечение проводников, остается актуальным всегда.
Таблица сечений провода и диаметров
Иногда, вместо того, чтобы ковыряться в проводах с линейкой, намного легче воспользоваться готовыми таблицами. Одна из них будет с некоторым сокращением приведена ниже. В такой таблице в левой колонке будет указан конкретный диаметр проволочных жил, а в правой – сечение проводника в квадратных миллиметрах.
Определение сечения:
- 0,8 мм2 – 0,5;
- 1 мм2 – 0,75;
- 1,1 мм2 – 1;
- 2,28 мм2 – 6;
- 3,2 мм2 – 8;
- 4 мм2 – 8,3.
Данная выше таблица далеко не полна. Всего в ней существует около 10-12 строчек, и каждое её значение вполне может встретиться в магазине. Наиболее точную информацию по каждому конкретно виду проводов и кабелей по первому требованию предоставит продавец-консультант в магазине бытовой техники или электрических товаров.
Также могу пригодиться следующие характеристики. Например, в таблице может быть также указано, открыто ли проложен провод, сколько конкретно проводов в одном соединении и какие они точно, например, 2, 3, 4 одножильных или 1 двухжильный, 1 трёхжильный.
Данные моменты также очень важны, именно поэтому, собираясь устанавливать провод, и считать площадь его сечения, подобные детали стоит всё-таки уточнить и померить ради спокойствия и комфорта. Ошибка грозит выходом из стоя всей электроники (телевизоров, стационарных компьютеров, холодильников, электричества и даже стиральных машин), а также пожароопасной ситуацией в собственном доме. Именно поэтому, рачительному хозяину, выбирая какие-либо провода или кабели доя дома, необходимо быть предельно внимательным, требовательным и аккуратным покупателем.
Сечение по ГОСТу или ТУ
Большой ассортимент электротехнических товаров способствует быстрому решению задач, которые связаны с электромонтажными работами. Качество этой продукции играет очень важную роль и все товары должны соответствовать требованиям ГОСТ.
Часто производители, желая сэкономить, находят лазейки чтобы отступать от требований ГОСТов и сами разрабатывают технические условия производства (ТУ) с учетом разрешенных погрешностей.
Как итог – рынок перенасыщен некачественным и дешевым товаром, который требуется перепроверять перед покупкой.
Если имеющиеся в торговых точках кабели подходящей стоимости не соответствуют заявленным характеристикам, единственное что можно сделать – приобрести провод с запасом по поперечному сечению. Резерв мощности никогда отрицательно не скажется качестве электропроводки
Также будет нелишним обратить внимание на продукцию от производителей, дорожащих своим именем – хоть она и стоит дороже, но это гарантия качества, а замена проводки делается не так часто, чтобы на ней экономить
Расчёт сечения провода. Теория
При монтаже электроустановок различного назначения, в том числе и солнечных электростанций особое внимание следует уделить выбору сечения проводников. Заниженное сечение кабеля приводит к потерям энергии из — за нагрева и зачастую становится причиной возгорания. Завышенное сечение провода влечет необоснованное удорожание системы.
Площадь сечения проводника должна соответствовать величине протекаемого тока
В бытовых сетях переменного тока 220 Вольт сечение проводов очень редко превышает 6 мм², так как ток обычно не больше 50 Ампер. Мощные нагрузки обычно стараются распределить по нескольким фазам.
В солнечных электростанциях имеется низковольтная часть постоянного тока, которая может быть выполнена проводом 25, 50, или даже 100 мм², в зависимости от мощности и напряжения системы. Самый большой ток протекает в цепи аккумуляторной батареи и преобразователя напряжения (инвертора).
Чтобы рассчитать сечение кабеля, нужно получить ток, разделив мощность на напряжение системы, и подобрать сечение токопроводящей жилы. Поможет Вам в этом таблица, расположенная ниже.
Приведем пример: Если мощность инвертора 3кВт и напряжение системы 12 Вольт, ток в низковольтной цепи составит 3000/12=250 Ампер, и если провод проложен открыто, то его сечение должно составлять не менее 70 мм2. Если использовать инвертор той же мощности, но уже на 24 Вольт, ток получим в два раза меньше, 125 Ампер и, соответственно, сечение провода 25 мм².
Поэтому преобразователи напряжения высокой мощности, как правило, рассчитаны на входное напряжение 24 или 48 Вольт. Не сложно определить максимальный ток в контуре солнечных панелей. Если фотоэлектрические модули соединены последовательно, то следует взять ток короткого замыкания для одного модуля. Если же солнечные батареи соединены параллельно, ток короткого замыкания одной панели нужно умножить на количество солнечных модулей. Руководствуясь данным принципом можно рассчитать ток для любой системы солнечных модулей.
Предельный ток в контуре «контроллеры заряда – аккумуляторы» следует принять равным номиналу контроллера.
Табл.1 Допустимый ток для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией и медными жилами
Данные приведены из ПУЭ7, «Правила устройства электроустановок», Издание 7. Все значения приняты для:
- температуры жил +65 °С;
- температуры окружающего воздуха +25 °С;
- температуры земли +15°С.
Их следует применять независимо от количества используемых труб, места их прокладки (в воздухе, в перекрытиях или фундаментах). Допустимые длительные токи для кабелей, проложенных в коробах и в лотках пучками, должны быть рассчитаны как для кабелей, проложенных в трубах.
Как определить сечение кабеля (провода) по диаметру. Как рассчитать сечение медного провода и определить нагрузку на кабель Как определить сечение многожильного провода
По идее, диаметр проводников должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если указано на маркировке, что кабель 3 x 2,5, значит сечение проводников должно быть именно 2,5 мм 2 . На деле получается, что отличаться реальный размер может на 20-30%, а иногда и больше. Чем это грозит? Перегревом или оплавлением изоляции со всеми вытекающими последствиями. Потому, перед покупкой, желательно узнать размер провода, чтобы определить его поперечное сечение. Как именно считать сечение провода по диаметру и будем выяснять дальше.
Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)
Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет — купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем. На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам.
Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.
Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см. Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении — вверх или вниз, например.
Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете, затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.
Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае — 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.
Ищем сечение провода по диаметру: формула
Провода в кабеле имеют в поперечном сечении форму круга. Потому при расчетах пользуемся формулой площади круга. Ее можно найти используя радиус (половину измеренного диаметра) или диаметр (смотрите формулу).
Определяем сечение провода по диаметру: формула
Например, посчитаем площадь поперечного сечения проводника (проволоки) по размеру, рассчитанному ранее: 0,68 мм. Давайте сначала используем формулу с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм / 2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу
S = π * R 2 = 3,14 * 0,34 2 = 0,36 мм 2
Считать надо так: сначала возводим в квадрат 0,34, потом умножаем полученное значение на 3,14. Получили сечение данного провода 0,36 квадратных миллиметров. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.
Давайте посчитаем сечение кабеля по диаметру, используя вторую часть формулы. Должно получиться точно такое же значение. Разница может быть в тысячные доли из-за разного округления.
S = π/4 * D 2 = 3.14/4 * 0,68 2 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм 2
В данном случае делим число 3,14 на четыре, потом возводим диаметр в квадрат, две полученные цифры перемножаем. Получаем аналогичное значение, как и должно быть. Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул вам удобнее, ту и используйте. Разницы нет.
Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения
Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.
Диаметр проводника | Сечение проводника |
---|---|
0,8 мм | 0,5 мм2 |
0,98 мм | 0,75 мм2 |
1,13 мм | 1 мм2 |
1,38 мм | 1,5 мм2 |
1,6 мм | 2,0 мм2 |
1,78 мм | 2,5 мм2 |
2,26 мм | 4,0 мм2 |
2,76 мм | 6,0 мм2 |
3,57 мм | 10,0 мм2 |
4,51 мм | 16,0 мм2 |
5,64 мм | 25,0 мм2 |
Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм 2 . Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.
Как работать с таблицей
Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.
Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.
Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.
И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите или , качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать.
Как определить сечение многожильного провода
Иногда проводники используются многожильные — состоящие из множества одинаковых тонких проволочек. Как посчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да точно также. Проводите измерения/вычисления для одной проволоки, считаете их количество в пучке, потом умножаете на это число. Вот вы и узнаете площадь поперечного сечения многожильного провода.
Для того, чтобы удачно купить провод, перед покупкой необходимо измерить диаметр провода , иначе можно стать жертвой обмана. Также измерять сечение провода придется, если будете добавлять новую электрическую точку на старой проводке, так как буквенной маркировки на ней может не быть. Информация, приведенная ниже, поможет вам правильно выбрать методику измерения диаметра провода и эффективно ее использовать на практике.
При этом у вас сразу возникнет вопрос: «Какой смысл компании портить свою репутацию?» Объяснений этому может быть несколько:Но все дело в том, что даже совершив правильные расчеты сечения провода, вы все равно можете столкнуться с проблемой, несмотря на то, что купите провод с подходящим диаметром
. Авария может произойти из-за того, что на маркировке проводов будет указано сечение жил, которое не соответствует действительному. Это может случится в результате того, что завод-производитель сэкономил на материале, или же компанией, выпускающей данную продукцию, не были соблюдены все характеристики изделия. Также на прилавках можно найти провода, на которых совсем отсутствует маркировка, что изначально заставляет усомниться в их качественности.
1. В целях экономии. Например, завод сделал диаметр провода меньше всего лишь на 2 мм. кв. при 2,5-миллиметровой жиле, что дало возможность выиграть на одном погонном метре несколько килограмм металла, не говоря уже о прибыли при массовом производстве.
2. В результате большой конкуренции компания снижает цену на электропроводку, пытаясь переманить к себе большую часть потребителей. Естественно, это происходит за счет уменьшения диаметра провода , что невозможно определить невооруженным глазом.
И первый, и второй вариант имеет место быть на рынке продаж, поэтому вам лучше перестраховаться и сделать самостоятельно точные вычисления, о которых и пойдет речь дальше.
Три основных способа определения диаметра провода.
Способов есть несколько, но в основе каждого из них лежит определение диаметры жилы с последующими вычислениями окончательных результатов.
Способ первый. С помощью приборов. На сегодня есть ряд приборов, которые помогают измерить диаметр провода или жилы провода. Это микрометр и штангенциркуль, которые бывают как механическими, так и электронными (смотрите ниже).
Этот вариант в первую очередь подойдет для профессиональных электриков, которые постоянно занимаются монтажом электропроводки. Наиболее точные результаты можно получить с помощью штангенциркуля. Эта методика имеет преимущества в том, что возможно проводить измерения диаметра провода даже на участке работающей линии, например, в розетке.
После того, как вы измерили диаметр провода , необходимо провести подсчеты по следующей формуле:
Необходимо помнить, что число «Пи» составляет 3,14, соответственно, если мы разделим число «Пи» на 4, то сможем упростить формулу и свести вычисления к умножению 0,785 на диаметр в квадрате.
Способ второй . Используем линейку. Если вы решили не тратить деньги на прибор, что логично в данной ситуации, то можете использовать простой проверенный способ для измерения сечения провода или провода?. Вам понадобится простой карандаш, линейка и проволока. Зачищаете жилу от изоляции, плотно накручиваете ее на карандаш, и после этого линейкой измеряете общую длину намотки (как показано на рисунке).
Затем длину намотанной проволоки делите на количество жил. Полученное значение и будет диаметром сечения провода .
Но при этом необходимо учитывать следующее:
- чем больше жил вы намотаете на карандаш, тем более точный будет результат, количество витков должно быть не меньше 15;
- витки прижимайте плотно к друг другу, чтобы между ними не оставалось свободного пространства, это значительно уменьшит погрешность;
- проведите замеры несколько раз (меняйте при этом сторону замера, направление линейки и др.). Несколько полученных результатов поможет вам опять же избежать большой погрешности.
Обратите внимание и на минусы данного способа измерения:
1. Измерить можно только сечение тонких проводов , так как толстый провод вам с трудом удастся намотать на карандаш.
2. Для начала вам нужно будет приобрести маленький кусочек изделия, прежде чем делать основную покупку.
Формула, о которой говорили выше, подходит для всех измерений.
Способ третий. Пользуемся таблицей. Чтобы не проводить расчеты по формуле, вы можете использовать специальную таблицу, в которой указан диаметр провода ? (в миллиметрах) и сечение проводника (в миллиметрах квадратных). Готовые таблицы дадут вам более точные результаты и значительно сэкономят ваше время, которое вам не придется тратить на вычисления.
Диаметр проводника, мм |
Сечение проводника, мм 2 |
Электропроводка в современных квартирах предусматривает максимальный рабочий ток в сети до 25 Ампер.
Под такой параметр рассчитаны и защитные автоматы, установленные в распределительном щите квартиры. Сечение провода на входе в помещение должно составлять не менее 4 мм2. При устройстве внутренней разводки допустимо применять кабели с сечением 2,5 мм2, которые рассчитаны на ток 16 Ампер.
[ Скрыть ]
Измерение диаметра провода
По стандарту диаметр провода должен соответствовать заявленным параметрам, которые описываются в маркировке. Но фактический размер может отличаться от заявленного на 10-15 процентов. Особенно это касается кабелей, которые изготовлены мелкими фирмами, однако проблемы могут быть и у крупных производителей. Перед покупкой электрического провода для передачи токов большого значения, рекомендуется промерять диаметр проводника. Для этого могут применяться различные способы, отличающиеся погрешностью. Перед выполнением измерения требуется очистить жилы кабеля от изоляции.
Замеры можно производить непосредственно в магазине, если продавец разрешит снять изоляцию с небольшого участка провода. В противном случае придется приобрести небольшой отрезок кабеля и произвести измерение на нем.
Микрометром
Максимальную точность можно получить с помощью микрометров, которые имеют механическую и электронную схему. На стержне инструмента имеется шкала с ценой деления 0,5 мм, а на круге барабана есть 50 рисок с ценой деления 0,01 мм. Характеристики одинаковы у всех моделей микрометров.
При работе с механическим прибором следует соблюдать последовательность действий:
- Вращением барабана устанавливают зазор между винтом и пяткой близкий к измеряемому размеру.
- Подвести винт трещоткой плотнее к поверхности измеряемой детали. Подводку выполняют вращением рукой без усилий до момента срабатывания трещотки.
- Высчитать поперечный диаметр детали по показаниям на шкалах, размещенных на стебле и барабане. Диаметр изделия равен сумме значения на стержне и барабане.
Измерение механическим микрометром
Работа с электронным микрометром не требует вращения узлов, он выводит значение диаметра на жидкокристаллический экран. Перед использованием прибора рекомендуется проверить настройки, поскольку электронные устройства производят замер в миллиметрах и дюймах.
Штангенциркулем
Прибор имеет уменьшенную по сравнению с микрометром точность, которой вполне хватает для измерения проводника. Штангенциркули оснащаются плоской шкалой (нониусом), круговым циферблатом или цифровой индикацией на жидкокристаллическом дисплее.
Чтобы измерять поперечный диаметр, необходимо:
- Зажать измеряемый проводник между губками штангенциркуля.
- Высчитать значение по шкале или посмотреть его на дисплее.
Пример вычисления размера на нониусе
Линейкой
Измерение линейкой дает грубый результат. Для выполнения замера рекомендуется применение инструментальных линеек, которые имеют большую точность. Использование деревянных и пластиковых школьных изделий даст весьма приблизительное значение диаметра.
Для замера линейкой необходимо:
- Очистить от изоляции кусок провода с длиной до 100 мм.
- Плотно намотать полученный отрезок на цилиндрический предмет. Витки должны быть полными, то есть начало и конец провода в намотке направлены в одну сторону.
- Измерить длину получившейся намотки и разделить на количество витков.
Измерение диаметра линейкой по числу витков
В приведенном выше примере имеется 11 витков провода, которые составляют в длину около 7,5 мм. Разделив длину на количество витков, можно определить приблизительное значение диаметра, которое в данном случае равно 0,68 мм.
На сайтах магазинов, продающих электрические провода, имеются онлайн-калькуляторы, которые позволяют выполнить расчет сечения по количеству витков и длине полученной спирали.
Определение сечения по диаметру
После определения диаметра провода можно приступить к вычислению площади сечения в квадратах (мм2). Для кабелей типа ВВГ, состоящих из трех одножильных проводников, применяются методы вычисления по формуле или по готовой таблице соответствия диаметров и площадей. Методики применимы и для продукции с другой маркировкой.
По формуле
Основным способом является вычисление по формуле вида — S=(п/4)*D2, где π=3,14, а D — измеренный диаметр. Например, чтобы рассчитать площадь при диаметре 1 мм, потребуется вычислить значение: S=(3.14/4)*1²=0,785 мм2.
В сети доступны онлайн-калькуляторы, которые позволяют производить расчет площадей окружности по диаметру. Перед покупкой кабеля рекомендуется заранее просчитать значения, свести в таблицу и пользоваться ей в магазине.
В видеоролике от пользователя Александр Кваша демонстрируется проверка сечения жил провода.
По таблице с часто встречаемыми диаметрами
Для упрощения расчета удобно воспользоваться готовой таблицей.
Порядок пользования числами из таблицы:
- Выбрать тип провода, который предполагается приобретать, например, ВВГ 3*4.
- Определить диаметр по таблице — сечению 4 мм2 соответствует диаметр 2,26 мм.
- Проверить реальное значение диаметра провода.
В случае совпадения продукцию можно приобретать.
Ниже приведена таблица соотношения сечений основных типов медной проводки к диаметрам и току (при напряжении 220 В).
Дополнительным критерием соответствия сечения диаметру является вес провода. Способ определения диаметра по весу применяется при проверке тонкой проволоки для намотки трансформаторов. Толщина продукции начинается от 0,1 мм, и ее проблематично измерить при помощи микрометра.
Краткая таблица соответствия диаметров жилки по весу приведена ниже. Развернутые данные имеются в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.
Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Вес, гр/км |
0,1 | 0,0079 | 70 |
0,15 | 0,0177 | 158 |
0,2 | 0,0314 | 281 |
0,25 | 0,0491 | 438 |
0,3 | 0,0707 | 631 |
0,35 | 0,0962 | 859 |
0,4 | 0,1257 | 1,122 |
При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал проводника. Краткая таблица соответствия диаметров кабеля из распространенных типов материала и силы тока приведена ниже.
Ток разрыва, А | Медь | Алюминий | Никелин | Железо | Олово | Свинец |
0,5 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,11 | 0,13 |
1 | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,12 | 0,18 | 0,21 |
5 | 0,16 | 0,19 | 0,25 | 0,35 | 0,53 | 0,60 |
10 | 0,25 | 0,31 | 0,39 | 0,55 | 0,85 | 0,95 |
15 | 0,32 | 0,40 | 0,52 | 0,72 | 1,12 | 1,25 |
25 | 0,46 | 0,56 | 0,73 | 1,00 | 1,56 | 1,75 |
50 | 0,73 | 0,89 | 1,15 | 1,60 | 2,45 | 2,78 |
100 | 1,15 | 1,42 | 1,82 | 2,55 | 3,90 | 4,40 |
200 | 1,84 | 2,25 | 2,89 | 4,05 | 6,20 | 7,00 |
300 | 2,40 | 2,95 | 3,78 | 5,30 | 8,20 | 9,20 |
Для многожильного кабеля
Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одного проводника, умноженным на их количество. Основной проблемой является измерение диаметра тонкого провода.
Примером является кабель, состоящий из 25 жил с диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S=(3.14/4)*0.2²=0,0314 мм2. При 25 жилах оно составит: S=0,0314*25=0.8 мм2. Затем по таблицам соответствия определяют — пригоден он для передачи тока требуемой силы или нет.
Еще одним способом приблизительного расчета силы тока является методика умножения диаметра многожильного кабеля на корректировочный показатель 0,91. Коэффициент предусматривает немонолитную структуру провода и воздушные зазоры между витками. Замер наружного диаметра ведется с небольшим усилием, поскольку поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.
При расчете сегментной части кабеля применяются формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.
Фотогалерея
Сегментный кабель (крайний справа) Сегмент кабеля
Таблица потребляемой мощности электроприборов
Распространенным способом определения необходимого сечения провода является методика расчета по пиковой мощности. Для того чтобы узнать нагрузку, можно воспользоваться стандартной таблицей, в которой сведены параметры мощности и пикового значения потребляемого тока для бытовых приборов.
Тип устройства | Мощность, кВт | Пиковый ток, А | Режим потребления |
Стандартная лампа накаливания | 0,25 | 1,2 | Постоянный |
Чайник с электрическим нагревателем | 2,0 | 9,0 | Кратковременный до 5 минут |
Электрическая плита с 2-4 конфорками | 6,0 | 60,0 | |
СВЧ-печь | 2,2 | 10,0 | Периодический |
Мясорубка с электрическим приводом | Аналогично | Аналогично | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Тостер | 1,5 | 7,0 | Постоянный |
Электрическая кофемолка | 1,5 | 8,0 | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Гриль | 2,0 | 9,0 | Постоянный |
Кофеварка | 1,5 | 8,0 | Постоянный |
Отдельная электрическая духовка | 2,0 | 9,0 | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Машина для мытья посуды | 2,0 | 9,0 | Периодический (на период работы нагревателя) |
Стиральная машина | 2,0 | 9,0 | Аналогично |
Сушильная машина | 3,0 | 13,0 | Постоянный |
Утюг | 2,0 | 9,0 | Периодический (на период работы спирали нагрева) |
Пылесос | Аналогично | Аналогично | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Обогреватель масляный | 3,0 | 13,0 | Аналогично |
Фен | 1,5 | 8,0 | Аналогично |
Кондиционер воздуха | 3,0 | 13,0 | Аналогично |
Системный блок компьютера | 0,8 | 3,0 | Аналогично |
Инструменты с приводом от электрического двигателя | 2,5 | 13,0 | Аналогично |
Ток будут потреблять холодильник, электроприборы в дежурном состоянии (телевизоры, радиотелефоны), зарядные устройства. Суммарное значение потребления мощности устройствами считается в пределах 0,1 кВт.
При подключении всех имеющихся бытовых приборов ток может достигать 100-120 А. Такой вариант подсоединения маловероятен, поэтому при расчетах нагрузки учитывают распространенные комбинации подключения.
Например, в утреннее время могут использоваться:
- электрический чайник — 9,0 А;
- печь СВЧ — 10,0 А;
- тостер — 7 А;
- кофемолка или кофеварка — 8 А;
- прочая бытовая техника и освещение — 3 А.
Итоговое потребление приборов может достигать: 9+10+7+8+3=37 А. Также имеются калькуляторы, которые позволяют рассчитывать ток по потребляемой мощности и напряжению.
Выбор кабеля по таблицам максимального тока в сети
Для вычисления применяются два вида данных из приведенной выше таблицы:
- по суммарной мощности;
- по величине потребляемого приборами тока.
Существуют таблицы стандартных значений, позволяющие определить необходимый диаметр и сечение, которые затем проверяются на покупаемом проводе. Найденный показатель округляется в большую сторону до совпадения с реально существующим диаметром кабеля.
В жилых помещениях нельзя использовать провода с излишним сечением, поскольку они имеют большое сопротивление, которое приводит к падению напряжения.
Для медного кабеля
Для расчета медного проводника применяется таблица, составленная для напряжения 230 В.
Мощность, кВт | Ток, А | ||||
0,1 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 |
0,5 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 |
1,0 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 |
2,0 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 |
3,0 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 |
4,0 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 |
5,0 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 |
8,0 | 34,78 | 6,96 | 3,16 | 9,78 | 3,53 |
10,0 | 43,48 | 8,7 | 3,33 | 10,87 | 3,72 |
Для алюминиевого кабеля
Для расчета провода из алюминия может использоваться приведенная ниже таблица (данные взяты для напряжения 230 В).
Мощность, кВт | Ток, А | Площадь (при наружной проводке), мм2 | Диаметр (при наружной проводке), мм | Площадь (при скрытой проводке), мм2 | Диаметр (при скрытой проводке), мм |
0,1 | 0,43 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
0,5 | 2,17 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
1,0 | 4,35 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
2,0 | 8,70 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
3,0 | 13,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2,35 |
4,0 | 17,39 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
5,0 | 21,74 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
8,0 | 34,78 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
10,0 | 43,48 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Выбор кабеля по таблицам ПУЭ и ГОСТ
При покупке провода рекомендуется посмотреть стандарт ГОСТ или условия ТУ, по которым изготовлено изделие. Требования ГОСТ выше аналогичных параметров технических условий, поэтому следует предпочитать продукцию, выполненную по стандарту.
Таблицы из правил устройства электроустановок (ПУЭ) представляют собой зависимость силы передаваемого по проводнику тока от сечения жилы и способа укладки в магистральной трубе. Допустимая сила тока уменьшается по мере увеличения отдельных жил или применения многожильного кабеля в изоляции. Явление связано с отдельным пунктом в ПУЭ, который оговаривает параметры максимально допустимого нагрева проводов. Под магистральной трубой понимается короб, в том числе пластиковый или при укладке проводки пучком на кабельном лотке.
На практике нередко приходится рассчитывать сопротивление различных проводов. Это можно сделать с помощью формул или по данным, приведенным в табл. 1.
Влияние материала проводника учитывается с помощью удельного сопротивления, обозначаемого греческой буквой? и представляющего собой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Наименьшим удельным сопротивлением? = 0,016 Ом мм2/м обладает серебро. Приведем среднее значение удельного соп ротивления некоторых проводников:
Серебро — 0,016, Свинец — 0,21, Медь — 0,017, Никелин — 0,42, Алюминий — 0,026, Манганин — 0,42, Вольфрам — 0,055, Константан — 0,5, Цинк — 0,06, Ртуть — 0,96, Латунь — 0,07, Нихром — 1,05, Сталь — 0,1, Фехраль — 1,2, Бронза фосфористая — 0,11, Хромаль — 1,45.При различных количествах примесей и при разном соотношении компонентов, входящих в состав реостатных сплавов, удельное сопротивление может несколько измениться.
Сопротивление рассчитывается по формуле:
где R — сопротивление, Ом; удельное сопротивление, (Ом мм2)/м; l — длина провода, м; s — площадь сечения провода, мм2.
Если известен диаметр провода d, то площадь его сечения равна:
Измерить диаметр провода лучше всего с помощью микрометра, но если его нет, то следует намотать плотно 10 или 20 витков провода на карандаш и измерить линейкой длину намотки. Разделив длину намотки на число витков, найдем диаметр провода.
Для определения длины провода известного диаметра из данного материала, необходимой для получения нужного сопротивления, пользуются формулой
Таблица 1.
Примечание. 1. Данные для проводов, не указанных в таблице, надо брать как некоторые средние значения. Например, для провода из никелина диаметром 0,18 мм можно приблизительно считать, что площадь сечения равна 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток равен 0,075 А.
2. Для другого значения плотности тока данные последнего столбца нужно соответственно изменить; например, при плотности тока, равной 6 А/мм2, их следует увеличить в два раза.
Пример 1. Найти сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.
Решение. Определяем по табл. 1 сопротивление 1 м медного провода, оно равно 2,2 Ом. Следовательно, сопротивление 30 м провода будет R = 30 2,2 = 66 Ом.
Расчет по формулам дает следующие результаты: площадь сечения провода: s= 0,78 0,12 = 0,0078 мм2. Так как удельное сопротивление меди равно 0,017 (Ом мм2)/м, то получим R = 0,017 30/0,0078 = 65,50м.
Пример 2. Сколько никелинового провода диаметром 0,5 мм нужно для изготовления реостата, имеющего сопротивление 40 Ом?
Решение. По табл. 1 определяем сопротивление 1 м этого провода: R= 2,12 Ом: Поэтому, чтобы изготовить реостат сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого l= 40/2,12=18,9 м.
Проделаем тот же расчет по формулам. Находим площадь сечения провода s= 0,78 0,52 = 0,195 мм2. А длина провода будет l = 0,195 40/0,42 = 18,6 м.
Как измерить толщину тонкой проволоки. Как определить сечение кабеля (провода) по диаметру. Ищем сечение провода по диаметру: формула
На практике нередко приходится рассчитывать сопротивление различных проводов. Это можно сделать с помощью формул или по данным, приведенным в табл. 1.
Влияние материала проводника учитывается с помощью удельного сопротивления, обозначаемого греческой буквой? и представляющего собой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Наименьшим удельным сопротивлением? = 0,016 Ом мм2/м обладает серебро. Приведем среднее значение удельного соп ротивления некоторых проводников:
Серебро — 0,016, Свинец — 0,21, Медь — 0,017, Никелин — 0,42, Алюминий — 0,026, Манганин — 0,42, Вольфрам — 0,055, Константан — 0,5, Цинк — 0,06, Ртуть — 0,96, Латунь — 0,07, Нихром — 1,05, Сталь — 0,1, Фехраль — 1,2, Бронза фосфористая — 0,11, Хромаль — 1,45.При различных количествах примесей и при разном соотношении компонентов, входящих в состав реостатных сплавов, удельное сопротивление может несколько измениться.
Сопротивление рассчитывается по формуле:
где R — сопротивление, Ом; удельное сопротивление, (Ом мм2)/м; l — длина провода, м; s — площадь сечения провода, мм2.
Если известен диаметр провода d, то площадь его сечения равна:
Измерить диаметр провода лучше всего с помощью микрометра, но если его нет, то следует намотать плотно 10 или 20 витков провода на карандаш и измерить линейкой длину намотки. Разделив длину намотки на число витков, найдем диаметр провода.
Для определения длины провода известного диаметра из данного материала, необходимой для получения нужного сопротивления, пользуются формулой
Таблица 1.
Примечание. 1. Данные для проводов, не указанных в таблице, надо брать как некоторые средние значения. Например, для провода из никелина диаметром 0,18 мм можно приблизительно считать, что площадь сечения равна 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, а допустимый ток равен 0,075 А.
2. Для другого значения плотности тока данные последнего столбца нужно соответственно изменить; например, при плотности тока, равной 6 А/мм2, их следует увеличить в два раза.
Пример 1. Найти сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.
Решение. Определяем по табл. 1 сопротивление 1 м медного провода, оно равно 2,2 Ом. Следовательно, сопротивление 30 м провода будет R = 30 2,2 = 66 Ом.
Расчет по формулам дает следующие результаты: площадь сечения провода: s= 0,78 0,12 = 0,0078 мм2. Так как удельное сопротивление меди равно 0,017 (Ом мм2)/м, то получим R = 0,017 30/0,0078 = 65,50м.
Пример 2. Сколько никелинового провода диаметром 0,5 мм нужно для изготовления реостата, имеющего сопротивление 40 Ом?
Решение. По табл. 1 определяем сопротивление 1 м этого провода: R= 2,12 Ом: Поэтому, чтобы изготовить реостат сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого l= 40/2,12=18,9 м.
Проделаем тот же расчет по формулам. Находим площадь сечения провода s= 0,78 0,52 = 0,195 мм2. А длина провода будет l = 0,195 40/0,42 = 18,6 м.
Электропроводка в современных квартирах предусматривает максимальный рабочий ток в сети до 25 Ампер. Под такой параметр рассчитаны и защитные автоматы, установленные в распределительном щите квартиры. Сечение провода на входе в помещение должно составлять не менее 4 мм2. При устройстве внутренней разводки допустимо применять кабели с сечением 2,5 мм2, которые рассчитаны на ток 16 Ампер.
[ Скрыть ]
Измерение диаметра провода
По стандарту диаметр провода должен соответствовать заявленным параметрам, которые описываются в маркировке. Но фактический размер может отличаться от заявленного на 10-15 процентов. Особенно это касается кабелей, которые изготовлены мелкими фирмами, однако проблемы могут быть и у крупных производителей. Перед покупкой электрического провода для передачи токов большого значения, рекомендуется промерять диаметр проводника. Для этого могут применяться различные способы, отличающиеся погрешностью. Перед выполнением измерения требуется очистить жилы кабеля от изоляции.
Замеры можно производить непосредственно в магазине, если продавец разрешит снять изоляцию с небольшого участка провода. В противном случае придется приобрести небольшой отрезок кабеля и произвести измерение на нем.
Микрометром
Максимальную точность можно получить с помощью микрометров, которые имеют механическую и электронную схему. На стержне инструмента имеется шкала с ценой деления 0,5 мм, а на круге барабана есть 50 рисок с ценой деления 0,01 мм. Характеристики одинаковы у всех моделей микрометров.
При работе с механическим прибором следует соблюдать последовательность действий:
- Вращением барабана устанавливают зазор между винтом и пяткой близкий к измеряемому размеру.
- Подвести винт трещоткой плотнее к поверхности измеряемой детали. Подводку выполняют вращением рукой без усилий до момента срабатывания трещотки.
- Высчитать поперечный диаметр детали по показаниям на шкалах, размещенных на стебле и барабане. Диаметр изделия равен сумме значения на стержне и барабане.
Измерение механическим микрометром
Работа с электронным микрометром не требует вращения узлов, он выводит значение диаметра на жидкокристаллический экран. Перед использованием прибора рекомендуется проверить настройки, поскольку электронные устройства производят замер в миллиметрах и дюймах.
Штангенциркулем
Прибор имеет уменьшенную по сравнению с микрометром точность, которой вполне хватает для измерения проводника. Штангенциркули оснащаются плоской шкалой (нониусом), круговым циферблатом или цифровой индикацией на жидкокристаллическом дисплее.
Чтобы измерять поперечный диаметр, необходимо:
- Зажать измеряемый проводник между губками штангенциркуля.
- Высчитать значение по шкале или посмотреть его на дисплее.
Пример вычисления размера на нониусе
Линейкой
Измерение линейкой дает грубый результат. Для выполнения замера рекомендуется применение инструментальных линеек, которые имеют большую точность. Использование деревянных и пластиковых школьных изделий даст весьма приблизительное значение диаметра.
Для замера линейкой необходимо:
- Очистить от изоляции кусок провода с длиной до 100 мм.
- Плотно намотать полученный отрезок на цилиндрический предмет. Витки должны быть полными, то есть начало и конец провода в намотке направлены в одну сторону.
- Измерить длину получившейся намотки и разделить на количество витков.
Измерение диаметра линейкой по числу витков
В приведенном выше примере имеется 11 витков провода, которые составляют в длину около 7,5 мм. Разделив длину на количество витков, можно определить приблизительное значение диаметра, которое в данном случае равно 0,68 мм.
На сайтах магазинов, продающих электрические провода, имеются онлайн-калькуляторы, которые позволяют выполнить расчет сечения по количеству витков и длине полученной спирали.
Определение сечения по диаметру
После определения диаметра провода можно приступить к вычислению площади сечения в квадратах (мм2). Для кабелей типа ВВГ, состоящих из трех одножильных проводников, применяются методы вычисления по формуле или по готовой таблице соответствия диаметров и площадей. Методики применимы и для продукции с другой маркировкой.
По формуле
Основным способом является вычисление по формуле вида — S=(п/4)*D2, где π=3,14, а D — измеренный диаметр. Например, чтобы рассчитать площадь при диаметре 1 мм, потребуется вычислить значение: S=(3.14/4)*1²=0,785 мм2.
В сети доступны онлайн-калькуляторы, которые позволяют производить расчет площадей окружности по диаметру. Перед покупкой кабеля рекомендуется заранее просчитать значения, свести в таблицу и пользоваться ей в магазине.
В видеоролике от пользователя Александр Кваша демонстрируется проверка сечения жил провода.
По таблице с часто встречаемыми диаметрами
Для упрощения расчета удобно воспользоваться готовой таблицей.
Порядок пользования числами из таблицы:
- Выбрать тип провода, который предполагается приобретать, например, ВВГ 3*4.
- Определить диаметр по таблице — сечению 4 мм2 соответствует диаметр 2,26 мм.
- Проверить реальное значение диаметра провода. В случае совпадения продукцию можно приобретать.
Ниже приведена таблица соотношения сечений основных типов медной проводки к диаметрам и току (при напряжении 220 В).
Дополнительным критерием соответствия сечения диаметру является вес провода. Способ определения диаметра по весу применяется при проверке тонкой проволоки для намотки трансформаторов. Толщина продукции начинается от 0,1 мм, и ее проблематично измерить при помощи микрометра.
Краткая таблица соответствия диаметров жилки по весу приведена ниже. Развернутые данные имеются в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.
Диаметр, мм | Сечение, мм2 | Вес, гр/км |
0,1 | 0,0079 | 70 |
0,15 | 0,0177 | 158 |
0,2 | 0,0314 | 281 |
0,25 | 0,0491 | 438 |
0,3 | 0,0707 | 631 |
0,35 | 0,0962 | 859 |
0,4 | 0,1257 | 1,122 |
При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал проводника. Краткая таблица соответствия диаметров кабеля из распространенных типов материала и силы тока приведена ниже.
Ток разрыва, А | Медь | Алюминий | Никелин | Железо | Олово | Свинец |
0,5 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,11 | 0,13 |
1 | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,12 | 0,18 | 0,21 |
5 | 0,16 | 0,19 | 0,25 | 0,35 | 0,53 | 0,60 |
10 | 0,25 | 0,31 | 0,39 | 0,55 | 0,85 | 0,95 |
15 | 0,32 | 0,40 | 0,52 | 0,72 | 1,12 | 1,25 |
25 | 0,46 | 0,56 | 0,73 | 1,00 | 1,56 | 1,75 |
50 | 0,73 | 0,89 | 1,15 | 1,60 | 2,45 | 2,78 |
100 | 1,15 | 1,42 | 1,82 | 2,55 | 3,90 | 4,40 |
200 | 1,84 | 2,25 | 2,89 | 4,05 | 6,20 | 7,00 |
300 | 2,40 | 2,95 | 3,78 | 5,30 | 8,20 | 9,20 |
Для многожильного кабеля
Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одного проводника, умноженным на их количество. Основной проблемой является измерение диаметра тонкого провода.
Примером является кабель, состоящий из 25 жил с диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S=(3.14/4)*0.2²=0,0314 мм2. При 25 жилах оно составит: S=0,0314*25=0.8 мм2. Затем по таблицам соответствия определяют — пригоден он для передачи тока требуемой силы или нет.
Еще одним способом приблизительного расчета силы тока является методика умножения диаметра многожильного кабеля на корректировочный показатель 0,91. Коэффициент предусматривает немонолитную структуру провода и воздушные зазоры между витками. Замер наружного диаметра ведется с небольшим усилием, поскольку поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.
При расчете сегментной части кабеля применяются формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.
Фотогалерея
Сегментный кабель (крайний справа) Сегмент кабеля
Таблица потребляемой мощности электроприборов
Распространенным способом определения необходимого сечения провода является методика расчета по пиковой мощности. Для того чтобы узнать нагрузку, можно воспользоваться стандартной таблицей, в которой сведены параметры мощности и пикового значения потребляемого тока для бытовых приборов.
Тип устройства | Мощность, кВт | Пиковый ток, А | Режим потребления |
Стандартная лампа накаливания | 0,25 | 1,2 | Постоянный |
Чайник с электрическим нагревателем | 2,0 | 9,0 | Кратковременный до 5 минут |
Электрическая плита с 2-4 конфорками | 6,0 | 60,0 | |
СВЧ-печь | 2,2 | 10,0 | Периодический |
Мясорубка с электрическим приводом | Аналогично | Аналогично | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Тостер | 1,5 | 7,0 | Постоянный |
Электрическая кофемолка | 1,5 | 8,0 | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Гриль | 2,0 | 9,0 | Постоянный |
Кофеварка | 1,5 | 8,0 | Постоянный |
Отдельная электрическая духовка | 2,0 | 9,0 | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Машина для мытья посуды | 2,0 | 9,0 | Периодический (на период работы нагревателя) |
Стиральная машина | 2,0 | 9,0 | Аналогично |
Сушильная машина | 3,0 | 13,0 | Постоянный |
Утюг | 2,0 | 9,0 | Периодический (на период работы спирали нагрева) |
Пылесос | Аналогично | Аналогично | Зависит от интенсивности эксплуатации |
Обогреватель масляный | 3,0 | 13,0 | Аналогично |
Фен | 1,5 | 8,0 | Аналогично |
Кондиционер воздуха | 3,0 | 13,0 | Аналогично |
Системный блок компьютера | 0,8 | 3,0 | Аналогично |
Инструменты с приводом от электрического двигателя | 2,5 | 13,0 | Аналогично |
Ток будут потреблять холодильник, электроприборы в дежурном состоянии (телевизоры, радиотелефоны), зарядные устройства. Суммарное значение потребления мощности устройствами считается в пределах 0,1 кВт.
При подключении всех имеющихся бытовых приборов ток может достигать 100-120 А. Такой вариант подсоединения маловероятен, поэтому при расчетах нагрузки учитывают распространенные комбинации подключения.
Например, в утреннее время могут использоваться:
- электрический чайник — 9,0 А;
- печь СВЧ — 10,0 А;
- тостер — 7 А;
- кофемолка или кофеварка — 8 А;
- прочая бытовая техника и освещение — 3 А.
Итоговое потребление приборов может достигать: 9+10+7+8+3=37 А. Также имеются калькуляторы, которые позволяют рассчитывать ток по потребляемой мощности и напряжению.
Выбор кабеля по таблицам максимального тока в сети
Для вычисления применяются два вида данных из приведенной выше таблицы:
- по суммарной мощности;
- по величине потребляемого приборами тока.
Существуют таблицы стандартных значений, позволяющие определить необходимый диаметр и сечение, которые затем проверяются на покупаемом проводе. Найденный показатель округляется в большую сторону до совпадения с реально существующим диаметром кабеля.
В жилых помещениях нельзя использовать провода с излишним сечением, поскольку они имеют большое сопротивление, которое приводит к падению напряжения.
Для медного кабеля
Для расчета медного проводника применяется таблица, составленная для напряжения 230 В.
Мощность, кВт | Ток, А | ||||
0,1 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 |
0,5 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 |
1,0 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 |
2,0 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 |
3,0 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 |
4,0 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 |
5,0 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 |
8,0 | 34,78 | 6,96 | 3,16 | 9,78 | 3,53 |
10,0 | 43,48 | 8,7 | 3,33 | 10,87 | 3,72 |
Для алюминиевого кабеля
Для расчета провода из алюминия может использоваться приведенная ниже таблица (данные взяты для напряжения 230 В).
Мощность, кВт | Ток, А | Площадь (при наружной проводке), мм2 | Диаметр (при наружной проводке), мм | Площадь (при скрытой проводке), мм2 | Диаметр (при скрытой проводке), мм |
0,1 | 0,43 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
0,5 | 2,17 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
1,0 | 4,35 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
2,0 | 8,70 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
3,0 | 13,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2,35 |
4,0 | 17,39 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
5,0 | 21,74 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
8,0 | 34,78 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
10,0 | 43,48 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Выбор кабеля по таблицам ПУЭ и ГОСТ
При покупке провода рекомендуется посмотреть стандарт ГОСТ или условия ТУ, по которым изготовлено изделие. Требования ГОСТ выше аналогичных параметров технических условий, поэтому следует предпочитать продукцию, выполненную по стандарту.
Таблицы из правил устройства электроустановок (ПУЭ) представляют собой зависимость силы передаваемого по проводнику тока от сечения жилы и способа укладки в магистральной трубе. Допустимая сила тока уменьшается по мере увеличения отдельных жил или применения многожильного кабеля в изоляции. Явление связано с отдельным пунктом в ПУЭ, который оговаривает параметры максимально допустимого нагрева проводов. Под магистральной трубой понимается короб, в том числе пластиковый или при укладке проводки пучком на кабельном лотке.
По идее, диаметр проводников должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если указано на маркировке, что кабель 3 x 2,5, значит сечение проводников должно быть именно 2,5 мм 2 . На деле получается, что отличаться реальный размер может на 20-30%, а иногда и больше. Чем это грозит? Перегревом или оплавлением изоляции со всеми вытекающими последствиями. Потому, перед покупкой, желательно узнать размер провода, чтобы определить его поперечное сечение. Как именно считать сечение провода по диаметру и будем выяснять дальше.
Как и чем измерить диаметр провода (проволоки)
Для измерения диаметра провода подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех. Измерять надо саму жилу без изоляции, потому предварительно ее отодвиньте или снимите небольшой кусок. Это можно делать, если продавец разрешит. Если нет — купите небольшой кусок для тестирования и проводите измерения на нем. На очищенном от изоляции проводнике замеряете диаметр, после чего можно определить реальное сечение провода по найденным размерам.
Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометр. У него точность измерений выше. Если говорить об электронных вариантов, то для наших целей они оба дают вполне достоверные результаты.
Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите с собой отвертку и линейку. Придется зачищать довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли обойдетесь. Итак, снимаете изоляцию с куска провода 5-10 см. Наматываете проволоку на цилиндрическую часть отвертки. Витки укладываете вплотную один к другому, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» провода должны торчать в одном направлении — вверх или вниз, например.
Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто на 10 делить проще. Витки считаете, затем прикладываете полученную намотку к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряете длину участка, занятого проводом, потом его делите на количество витков. Получаете диаметр провода. Вот так все просто.
Например, посчитаем каков размер проволоки, изображенной на фото выше. Количество витков в данном случае — 11, занимают они 7,5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это и будет диаметр данного провода. Далее можно искать сечение этого проводника.
Ищем сечение провода по диаметру: формула
Провода в кабеле имеют в поперечном сечении форму круга. Потому при расчетах пользуемся формулой площади круга. Ее можно найти используя радиус (половину измеренного диаметра) или диаметр (смотрите формулу).
Определяем сечение провода по диаметру: формула
Например, посчитаем площадь поперечного сечения проводника (проволоки) по размеру, рассчитанному ранее: 0,68 мм. Давайте сначала используем формулу с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм / 2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу
S = π * R 2 = 3,14 * 0,34 2 = 0,36 мм 2
Считать надо так: сначала возводим в квадрат 0,34, потом умножаем полученное значение на 3,14. Получили сечение данного провода 0,36 квадратных миллиметров. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.
Давайте посчитаем сечение кабеля по диаметру, используя вторую часть формулы. Должно получиться точно такое же значение. Разница может быть в тысячные доли из-за разного округления.
S = π/4 * D 2 = 3.14/4 * 0,68 2 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм 2
В данном случае делим число 3,14 на четыре, потом возводим диаметр в квадрат, две полученные цифры перемножаем. Получаем аналогичное значение, как и должно быть. Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул вам удобнее, ту и используйте. Разницы нет.
Таблица соответствия диаметров проводов и их площадь сечения
Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой есть наиболее распространенные (нормативные) размеры. Ее можно переписать, распечатать и захватить с собой.
Диаметр проводника | Сечение проводника |
---|---|
0,8 мм | 0,5 мм2 |
0,98 мм | 0,75 мм2 |
1,13 мм | 1 мм2 |
1,38 мм | 1,5 мм2 |
1,6 мм | 2,0 мм2 |
1,78 мм | 2,5 мм2 |
2,26 мм | 4,0 мм2 |
2,76 мм | 6,0 мм2 |
3,57 мм | 10,0 мм2 |
4,51 мм | 16,0 мм2 |
5,64 мм | 25,0 мм2 |
Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях есть маркировка или бирка, на которой указаны его параметры. Там указывается маркировка кабеля, количество жил и их сечение. Например, 2х4. Нас интересуют параметры жилы а это цифры, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих поперечное сечение 4 мм 2 . Вот и будем проверять, соответствует ли эта информация действительности.
Как работать с таблицей
Чтобы проверить, проводите измерение диаметра любым из описанных методов, после сверяетесь с таблицей. В ней указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра, размер провода должен быть 2,26 мм. Если измерения у вас такие же или очень близкие (погрешность измерений существует, так как приборы неидеальные), все нормально, можно данный кабель покупать.
Но намного чаще фактический диаметр проводников значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или взять большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует достаточно большого промежутка времени, да и не факт, что вам удастся найти соответствующий ГОСТу кабель.
Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения. Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный по всем нормам, может стоит еще дороже. Это и понятно — расходы меди, а, часто, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов — значительно больше. Потому производители и хитрят, уменьшая диаметр проводов — чтобы снизить цену. Но такая экономия может обернуться бедой. Так что обязательно проводите измерения перед покупкой. Даже и проверенных поставщиков.
И еще: осмотрите и пощупайте изоляцию. Она должна быть толстой, сплошной, иметь одинаковую толщину. Если кроме изменения диаметра еще и с изоляцией проблемы — ищите кабель другого производителя. Вообще, желательно найти продукцию, отвечающую требованиям ГОСТа, а не сделанную по ТУ. В этом случае есть надежда на то, что кабель или провод буде служить долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы разводите или , качество очень важно. Потому, стоит, наверное, поискать.
Как определить сечение многожильного провода
Иногда проводники используются многожильные — состоящие из множества одинаковых тонких проволочек. Как посчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да точно также. Проводите измерения/вычисления для одной проволоки, считаете их количество в пучке, потом умножаете на это число. Вот вы и узнаете площадь поперечного сечения многожильного провода.
формулы, таблицы, примеры расчетов, правила выбора сечения проводов
Умение правильно выбрать сечение кабеля со временем может пригодиться каждому, и для этого необязательно быть квалифицированным электриком. Неверно рассчитав кабель, можно подвергнуть себя и своё имущество серьёзному риску — чересчур тонкие провода будут сильно греться, что может привести к появлению возгорания.
Для чего нужен расчёт сечения кабеля
В главную очередь, проведение этой несильно сложной процедуры необходимо для обеспечения безопасности как самого помещения, так и находящихся в нём людей. На сегодня человечеством не изобретено более удобного метода распределения и доставки электрической энергии до потребителя, как по проводам. Людям практически ежедневно необходимы услуги электрика — кто-то нуждается в подключении розетки, кому-то необходимо установить светильник и т. д. Из этого выходит, что с операцией подбора требуемого сечения связана даже такая, казалось бы, незначительная процедура, как установка нового светильника. Что же тогда говорить о подключении электрической плиты или водонагревателя?
Несоблюдение норм может привести к нарушению целостности проводки, что нередко становится причиной короткого замыкания или даже поражения электрическим током.
Если при выборе сечения кабеля допустить ошибку, и приобрести кабель с меньшей площадью проводника, то это приведёт к постоянному нагреву кабеля, что станет причиной разрушения его изоляции. Естественно, все это негативно влияет на продолжительность эксплуатации проводки — нередки случаи, когда через месяц после успешного монтажа электропроводка переставала работать, и требовалось вмешательство специалиста.
Следует помнить, что от правильно подобранного значения сечения кабеля напрямую зависит электро и пожаробезопасность в здании, а значит, и жизнь самих жильцов.
Конечно, каждый собственник желает как можно больше сэкономить, но не стоит делать это ценой своей жизни, ставя её под угрозу — ведь в результате короткого замыкания может случиться пожар, который вполне может уничтожить все имущество.
Во избежание этого, перед началом электромонтажных работ следует подобрать кабель оптимального сечения. Для подбора необходимо учитывать несколько факторов:
- общее количество электротехнических устройств, находящихся в помещении;
- совокупную мощность всех приборов и потребляемую ими нагрузку. К полученному значению следует добавить «про запас» 20–30%;
- затем, путём нехитрых математических расчётов, перевести полученное значение в сечение провода, учитывая при этом материал проводника.
Внимание! Ввиду более низкой электропроводимости, провода с алюминиевыми жилами должны приобретаться с большим сечением, нежели медные.
Что влияет на нагрев проводов
Если во время эксплуатации бытовых приборов нагревается проводка, то следует незамедлительно принять все необходимые меры для устранения этой проблемы. Факторов, влияющих на нагрев проводов, существует немало, но к основным можно отнести следующие:
- Недостаточная площадь сечения кабеля. Выражаясь доступным языком, можно сказать так — чем толще будут у кабеля жилы, тем больший ток он может передавать, не греясь при этом. Величина этого значения указывается в маркировке кабельной продукции. Также можно измерить сечение самостоятельно при помощи штангенциркуля (следует убедиться, что провод не находится под напряжением) или по марке провода.
- Материал, из которого изготовлен провод. Медные жилы лучше передают напряжение до потребителя, и обладают меньшим сопротивлением, по сравнению с алюминиевыми. Естественно, они меньше греются.
- Тип жил. Кабель может быть одножильным (жила состоит из одного толстого стержня) или многожильным (жила состоит из большого числа маленьких проводков). Многожильный кабель более гибкий, но существенно уступает одножильному по допустимой силе передаваемого тока.
- Способ укладки кабеля. Плотно уложенные провода, находящиеся при этом в трубе, греются ощутимо сильнее, нежели открытая проводка.
- Материал и качество изоляции. Недорогие провода, как правило, имеют изоляцию низкого качества, что отрицательно сказывается на их устойчивости к воздействию высоких температур.
Как делается расчёт потребляемой мощности
Рассчитать приблизительное сечение кабеля можно и самостоятельно — необязательно прибегать к помощи квалифицированного специалиста. Полученные в результате расчётов данные можно использовать для покупки провода, однако, сами электромонтажные работы следует доверять только опытному человеку.
Последовательность действий при расчёте сечения такова:
- Составляется подробный список всех находящихся в помещении электрических приборов.
- Устанавливаются паспортные данные потребляемой мощности всех найденных устройств, после чего определяется непрерывность работы того или иного оборудования.
- Выявив значение потребляемой мощности от устройств, работающих постоянно, следует суммировать это значение, добавив к нему коэффициент, равный значению периодически включающийся электроприборов (то есть, если прибор будет работать всего 30% времени, то следует прибавить треть от его мощности).
- Далее ищем полученные значения в специальной таблице расчёта сечения провода. Для большей гарантии рекомендуется к полученному значению потребляемой мощности добавить 10-15%.
Для определения необходимых вычислений по подбору сечения кабелей электропроводки согласно их мощности внутри сети важно использовать данные о количестве электрической энергии, потребляемой устройствами и приборами тока.
На этом этапе необходимо учесть очень важный момент – данные электропотребляемых приборов дают не точное, а приближенное, усредненное значение. Поэтому к такой отметке необходимо добавлять около 5% от параметров, указанных компанией-производителем оборудования.
Большинство далеко не самых компетентных и квалифицированных электриков уверены в одной простой истине – для того, чтобы правильно провести электрические провода для источников освещения (к примеру, для светильников), необходимо брать провода с сечением, равным 0,5 мм², для люстр – 1,5 мм², а для розеток – 2,5 мм².
Об этом думают и так считают только некомпетентные электрики. Но что, если, например, в одном помещении одновременно работают микроволновка, чайник, холодильник и освещение, для которых нужны провода с разным сечением? Это может привести, к самым разным ситуациям: короткому замыканию, быстрой порче проводки и изоляционного слоя, а также к возгоранию (это редкий случай, но все же возможный).
Точно такая же не самая приятная ситуация может произойти, если человек будет подключать к одной и той же розетке мультиварку, кофеварку и, допустим, стиральную машину.
Особенности расчёта мощности скрытой проводки
Если проектной документацией подразумевается использование скрытой проводки, то необходимо приобретать кабельную продукцию «с запасом» — к полученному значению сечения кабеля следует прибавить порядка 20–30%. Это делается во избежание нагрева кабеля в процессе эксплуатации. Дело в том, что в условиях стеснённого пространства и отсутствия доступа воздуха нагрев кабеля происходит значительно интенсивнее, чем при монтаже открытой проводки. Если же в закрытых каналах предусматривается укладка не одного кабеля, а сразу нескольких, то следует увеличить сечение каждого провода не менее чем на 40%. Также не рекомендуется плотно укладывать различные провода — в идеале каждый кабель должен находиться гофротрубе, обеспечивающей его дополнительную защиту.
Важно! Именно по значению потребляемой мощности профессиональные электрики ориентируются при выборе сечения кабеля, и только такой способ является корректным.
Как рассчитать сечения кабеля по мощности
При достаточном значении сечения кабеля электрический ток будет проходить до потребителя, не вызывая нагрева. Почему происходит нагрев? Постараемся объяснить максимально доступно. К примеру, в розетку включён чайник потребляемой мощностью 2 киловатта, но идущий к розетке провод может передать для него ток мощностью только 1 киловатт. Пропускная способность кабеля связана с сопротивлением проводника — чем оно больше, тем меньший ток может передаваться по проводу. В результате высокого сопротивления в проводке и происходит нагрев кабеля, постепенно разрушающий изоляцию.
При соответствующем сечении электрический ток доходит до потребителя в полном объёме, и нагревание провода не происходит. Поэтому, проектируя электропроводку, следует учитывать потребляемую мощность каждого электрического прибора. Это значение можно узнать из технического паспорта на электроприбор или из наклеенной на нём этикетки. Суммируя максимальные значения и используя нехитрую формулу:
I=(P1+P2+…+Pn)/220
и получаем значение общей силы тока.
Pn обозначает указанную в паспорте мощность электроприбора, 220 — номинальный вольтаж.
Для трехфазной системы (380 В) формула выглядит так:
I=(P1+P2+….+Pn)/√3/380.
Полученное значение I измеряется в Амперах, и на основании него и подбирается соответствующее сечение кабеля.
Известно, что пропускная способность медного кабеля составляет 10 А/мм, для алюминиевого кабеля значение пропускной способности составляет 8 А/мм.
Для того чтоб рассчитать сечение кабеля нужно величину тока разделить на 8 или 10, в зависимости от вида кабеля. Полученный результат и будет размером сечения кабеля.
Например рассчитаем величину сечения кабеля для подключения стиральной машины, потребляемая мощность которой составляет 2400 Вт.
I=2400 Вт/220 В=10,91 А, округлив получаем 11 А.
Дальше, чтоб увеличить запас прочности, согласно правилу «пяти ампер» к полученному значению силы тока нужно прибавить еще 5 А:
11 А+5 А=16 А.
Если учитывать, что в квартирах используют трехжильные кабеля и посмотреть по таблице, то к 16 А близкое значение 19 А, поэтому для установки стиральной машины потребуется провод, сечение которого не меньше 2 мм².
Таблица сечения кабеля относительно величины силы тока
Сечение токо- прово- дящей жилы(мм2) | Ток(А), для проводов, проложенных | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Откры- то | в одной трубе | |||||
двух одно- жильных | трех одно- жильных | четырех одно- жильных | одного двух- жильного | одного трех- жильного | ||
0,5 | 11 | — | — | — | — | — |
0,75 | 15 | — | — | — | — | — |
1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
1,2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14,5 |
1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
150 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
185 | 510 | — | — | — | — | — |
240 | 605 | — | — | — | — | — |
300 | 695 | — | — | — | — | — |
400 | 830 | — | — | — | — | — |
Как выбрать сечения проводника
Существует ещё несколько критериев, которым должно соответствовать сечение используемых проводов:
- Длина кабеля. Чем больше провод по длине, тем большие в нём наблюдаются потери тока. Это происходит опять-таки в результате увеличения сопротивления, нарастающего по мере увеличения длины проводника. Особенно это ощущается при использовании алюминиевой проводки. При применении медных проводов для организации электропроводки в квартире, длина, как правило, не учитывается — стандартного запаса в 20–30% (при скрытой проводке) с лихвой достаточно, чтобы компенсировать возможные увеличения сопротивления, связанные с длиной провода.
- Тип используемых проводов. В бытовом электроснабжении используются 2 типа проводников — на основе меди или алюминия. Медные провода качественнее и обладают меньшим сопротивлением, но зато алюминиевые дешевле. При полном соответствии нормам, алюминиевая проводка справляется со своими задачами не хуже медной, так что необходимо тщательно взвесить свой выбор перед покупкой провода.
- Конфигурация электрощита. Если все провода, питающие потребителей, подключены к одному автомату, то именно он и будет являться слабым местом в системе. Сильная нагрузка приведёт к нагреву клеммных колодок, а несоблюдение номинала к его постоянному срабатыванию. Рекомендуется разделять электропроводку на несколько «лучей» с установкой отдельного автомата.
Для того, чтобы определить точные данные для выбора сечения кабелей электрической проводки, необходимо учитывать любые, даже самые незначительные параметры, такие как:
- Вид и тип изоляции электрической проводки;
- Длина участков;
- Способы и варианты прокладки;
- Особенности температурного режима;
- Уровень и процент влажности;
- Максимально возможная величина перегрева;
- Разница в мощностях всех приемников тока, относящихся к одной и той же группе. Все эти и многие другие показатели позволяют значительно увеличить эффективность и пользу от использования энергии в любых масштабах. Кроме того, правильные расчеты помогут избежать случаев перегревания или быстрого истирания изоляционного слоя.
Для того, чтобы правильно определить оптимальное кабельное сечение для любых человеческих бытовых нужд, необходимо во всех общих случаях использовать стандартизированные следующие правила:
- для всех розеток, которые будут монтироваться в квартире, необходимо использовать провода с соответствующим сечением в 3,5 мм²;
- для всех элементов точечного освещения необходимо использовать кабеля электрической проводки с сечением в 1,5 мм²;
- что же касается приборов повышенной мощности, то для них следует использовать кабеля с сечением в 4-6 мм².
Если в процессе монтажа или расчетов возникают некоторые сомнения, лучше не действовать вслепую. Идеальным вариантом будет обратиться к соответствующей таблице расчетов и стандартов.
Таблица сечения медного кабеля
Сечение жил, проводящих ток (мм) | Медные жилы проводов и кабелей | |||
Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
Ток (А) | Мощность (кВТ) | Ток (А) | Мощность (кВТ) | |
1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
16 | 80 | 18,7 | 75 | 49,5 |
25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
95 | 265 | 57,2 | 220 | 145,2 |
120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Таблица сечения алюминиевого кабеля
Сечение жил, проводящих ток (мм) | Алюминиевые жилы проводов и кабелей | |||
Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |||
Ток (А) | Мощность (кВТ) | Ток (А) | Мощность (кВТ) | |
2,5 | 22 | 4,4 | 19 | 12,5 |
4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
От верно подобранного сечения кабеля напрямую зависит безопасность объекта — поэтому необходимо подойти к процедуре выбора со всей ответственностью. Рекомендуется также проконсультироваться со специалистами перед приобретением проводов — опытный электрик подскажет наиболее оптимальный вариант.
Экономия при покупке часто выходит боком — нередко владельцы квартир или домов приобретают алюминиевый кабель взамен медного, не учитывая тот факт, что его сечение должно быть больше. В итоге смонтированная электропроводка сильно греется, и в течение достаточно малого времени требуется полная замена проводов, что не слабо ударит по кошельку собственника жилья. К тому же, это ещё и чрезвычайно опасно — многие любители сэкономить остались в итоге без крыши над головой.
Если возникли сомнения в собственных силах, рекомендуется обратиться к специалисту — только в этом случае можно гарантировать безопасность для жильцов и продолжительность работы новой электропроводки.
5 шагов для расчета диаметра кабеля в пучке
Один из запросов, который мы часто получаем, заключается в том, чтобы указать общий диаметр (OD) индивидуальных кабельных пучков. Этот запрос возникает часто, поскольку подрядчикам по электроснабжению необходимо иметь возможность оценить, согласуются ли их планы друг с другом, а приблизительная оценка дает им ощущение, что их первоначальные предположения и расчеты верны, или они хотят добавить небольшой запас. ошибки в стоимости кабелепровода, или если они действительно должны хрустеть числами, чтобы гарантировать, что все соответствует стандартам Национального электротехнического кодекса (NEC).
Как OEM-производитель, перерабатывающий предварительно изготовленный провод, мы не производим сам провод, и у каждого производителя есть свои допуски по внешнему диаметру для каждого типа оболочки провода.
Здесь мы используем средние значения спецификаций производителя, чтобы дать нам возможность оценить внешний диаметр жгута проводов для наших собственных необходимых расчетов, таких как емкость барабана. Сам расчет является вопросом математики, и с известными данными его можно сформулировать и рассчитать с помощью простых электронных таблиц Excel.
Этот расчет помогает определить, имеет ли запланированный канал правильный размер или нет.Самый простой способ измерить кабельный жгут — использовать небольшой измерительный инструмент, называемый OD-Tape. OD-ленты используются в электротехнике и сантехнике для измерения как длины, так и общего наружного диаметра. Чтобы оценить жгут, отрежьте по одному 3-дюймовому отрезку для каждого проводника в вашем жгуте, склейте их все вместе и используйте рулетку для измерения внешнего диаметра.
Вычисление диаметра может быть таким же простым, как его измерение с использованием более сложного математического подхода.
1.Найдите измерение наружного диаметра одиночной жилы одного из проводов. Это измерение, вероятно, будет в дюймах или миллиметрах. 2. Используйте стандартную формулу для расчета площади поперечного сечения одного провода, используя формулу площади для круга, т. е. площадь равна квадрату диаметра, умноженному на 3,14 (пи) и деленному на четыре. Например, 2-дюймовый провод будет иметь площадь 3,14 квадратных дюйма, потому что 2 x 2 x 3,14, деленное на 4, = 3,14. 3. Сосчитайте количество проводов в жгуте. 4. Умножьте количество проводов на площадь одного провода. Это даст вам общую площадь. Чтобы продолжить пример, предположим, что у вас есть 30 проводов одинакового размера. Общая площадь составит 94,2 квадратных дюйма (3,14 х 30). Этот пример относится к пучку проводов одинакового размера в пучке. Для составного жгута с несколькими проводниками размера AWG это лишь немного сложнее. Чтобы рассчитать, вы просто выполняете расчеты площади для каждого размера провода, то есть вычисляете площадь одного провода и умножаете ее на количество проводов одинакового размера (так, если № 14 — это 10 проводов, умножьте наружный диаметр на 10; если № 12 равно 20, умножьте OD на 20).Наконец, вы должны сложить все площади вместе, чтобы вычислить общую площадь. 5. Рассчитайте диаметр пучка, используя ту же формулу площади, измененную для определения диаметра: Диаметр = квадратный корень (4 площади / 3,14) В примере: Диаметр = квадратный корень (4 x (94,2 / 3,14) = 4 х 30=120) Диаметр = квадратный корень (120) Диаметр = 10,95 дюйма (Обратите внимание, что эти наружные диаметры не являются фактическими наружными диаметрами определенного размера AWG или типа любого данного производителя, и каждый производитель может варьироваться в пределах допусков UL) Пример: составной пучок с различными размерами AWG: 3 x #14 (.140 дюймов в диаметре) 5 x #12 (0,120 дюймов в диаметре) 1 x #8 (0,250 дюймов в диаметре) D = 1,2 В (3 x 1,19² + 5 x 1,40² + 1 x 1,65²) (1,19²=0,0196 + 1,40²=0,0144 + 1,65²=0,0625) D = 1,2 В (3 x 0,0196 + 5 x 0,0144 + 1 x 0,0625) D = 1,2 В (0,0588 + 0,0720 + 0,0625) D = 1,2 В (0,1933) D = 1,2 x 0,4397 Д = 0,5244 С нашей точки зрения как производителя, это то, что нам нужно для расчета заполняющей способности барабанов, на которые наматывается кабель. В полевых условиях подрядчик-электрик должен использовать другие формулы и расчеты для определения коэффициентов заполнения и изменений наружного диаметра для любого заданного радиуса изгиба кабеля. Некоторые кабели сохраняют свою гибкость, другие имеют выталкивания, расширяющие наружный диаметр в одном направлении и сглаживающие его в другом. Всегда полезно просмотреть цифры перед заказом и протягиванием кабеля в конкретный кабелепровод. Узнайте больше о наших различных конфигурациях кабелей в комплекте. При построении электрических систем может возникнуть вопрос, как подобрать кабель нужного сечения для передачи необходимого тока.Для этого необходимо выполнить текущие расчеты. Важно знать следующие параметры: Температура Максимально допустимая температура кабеля не означает, что это максимальная температура окружающей среды, при которой кабель еще работает.Максимальная температура определяет допустимую температуру проводника с учетом совокупного воздействия окружающей среды, тока и различных других воздействий. Факторы, ограничивающие температуру, могут быть специфическими как для материалов, так и для методов монтажа. Медь, алюминий или алюминиевый сплав являются наиболее распространенными проводящими материалами, используемыми в силовых кабелях. Поскольку металлы обладают электрическим сопротивлением, жилы кабеля нагреваются из-за тока. Сопротивление проводника зависит от свойств конкретного металла и его сплава, и для того, чтобы иметь возможность производить электрические расчеты и монтаж кабеля без измерения сопротивления каждого провода, удельные сопротивления проводов и согласованные сечения присваиваются они стандартизированы.Поэтому иногда может показаться, что измеренный физический диаметр меньше значения поперечного сечения, указанного на кабеле. Важно понимать, что с электрической точки зрения важно сопротивление кабелей и сечение кабеля является скорее информативной величиной. В зависимости от температуры окружающей среды изменяется и допустимый ток нагрузки кабелей. В Эстонии нормальная температура окружающей среды считается равной 25°C (15°C в почве), на основании чего токи нагрузки также указаны в каталогах продукции Prysmian Group Baltics.Однако важно иметь в виду, что если какая-либо часть кабеля проходит через среду с более высокой температурой (например, котельную), то максимально допустимый ток для всей цепи необходимо рассчитывать исходя из самой высокой температуры окружающей среды. Аналогичный эффект возникает и при параллельной прокладке нескольких кабелей, так как нагруженный кабель нагревает соседние цепи. Способы установки Несущая способность кабелей также зависит от того, как будет рассеиваться выделяемое в них тепло.Отвод тепла от кабелей можно рассматривать как различные методы монтажа, при которых предусмотрены различные стандартные токи нагрузки в зависимости от поперечного сечения кабеля. Например, кабель, проложенный на открытом воздухе, охлаждается лучше, чем кабель, проложенный в теплоизоляции здания. В случае прокладки кабеля в грунте важна теплопроводность грунта. Токи нагрузки рассчитываются в соответствии со стандартом HD 60364-5-52. Значения тока нагрузки, указанные в описаниях продукции Prysmian Group Baltics, рассчитаны для условий, указанных в таблицах.Токи нагрузки используемых кабелей должны быть отрегулированы в соответствии с фактическими условиями. Из-за разных факторов токи нагрузки одного кабеля могут отличаться в несколько раз! Пример расчета Чтобы найти максимально допустимый ток нагрузки, необходимо сначала узнать способ установки. Например, в случае непосредственной установки в почву используется метод установки D2. Для кабеля AXPK 4G240 в стандарте указан максимальный ток нагрузки 250 А.Elektrilevi использует другие параметры среды установки, в соответствии с которыми должен быть отрегулирован ток нагрузки. Настройка должна быть следующей: 1. Использовалась более низкая температура почвы. Это означает, что согласно стандарту необходимо использовать поправочный коэффициент 1,04. Это дает 250 x 1,04 = 260 А. 2. В каталоге использовано более низкое тепловое сопротивление грунта. Это означает, что грунт лучше отводит тепло от кабеля. Для кабеля, установленного непосредственно в грунте, поправочный коэффициент равен 1.В стандарте оговорено 5, в результате чего получается 260 x 1,5 = 390 А. Однако при прокладке кабеля в трубе используется метод прокладки D1. В результате токи и поправочные коэффициенты разные, и результат такой: 218 х 1,04 х 1,18 = 267,5 А. Значения могут отличаться до +/- 5% из-за обновленных стандартов, более точных расчетов и округления- выключенный. Статья опубликована в журнале Onninen uudised. Размер провода является стандартным значением, указанным в стандарте.Сечение провода на самом деле представляет собой площадь поперечного сечения провода, то есть площадь круглого сечения провода в единицах мм². Именно пользователь выбирает провод и кабель в соответствии с нагрузкой на провод и кабель. Существует три стандарта, обычно используемые на международном уровне для размеров и размеров проводов: американский (AWG), имперский (SWG), китайский (CWG) и имперский (SWG). Размер является номинальным значением, указанным в международных стандартах, а размер — это размер, который пользователь выбирает для провода и кабеля в соответствии с нагрузкой на провод и кабель. Размер кабеля — это словесный термин в строительстве. Часто говорят, что длина кабеля мм, но на самом деле это мм². Сечение провода фактически представляет собой площадь поперечного сечения провода, то есть площадь круглого сечения провода, в мм². Весь пучок новых линий, этикетка на поверхности упаковки будет проводной, четко обозначьте марку, модель и размер линии (квадрат провода). У проводов большой марки на изоляционном слое напечатаны марка, модель и размер (площадь провода). SanHeng Cable Co., Ltd. имеет марки, модели и размеры (квадраты проводов). Для немаркированных проводов опытные электрики могут визуально проверить сечение проводов. Однако, как правило, это сложнее и требует определенного профессионализма. Если вы хотите измерить размер (площадь) провода, измерьте диаметр провода штангенциркулем или микрометром, а затем найдите сечение. Чтобы определить размер (площадь) провода, используйте нониус для измерения диаметра провода, а затем найдите сечение Формула расчета сечения: S=R²×π (R — радиус провода) Проволока диаметром 1,76 равна 1,76 ÷ 2 × 3,14 = 2,76 кв ≈ 2,5 кв, (приблизительное значение). Если вы хотите выбрать размер кабеля, обычно рассчитывайте ток в соответствии с мощностью электроприбора, а затем в соответствии с током в руководстве по электрике, это более точно. Если он одножильный, то можно измерить его диаметр и потом получить радиус. Можно узнать площадь поперечного сечения кабеля, а некоторые кабели скручены между собой по множеству жил кабеля так, что ее нельзя рассчитать одножильным методом, а только множество кабелей в можно использовать кабель. Можно посчитать одножильный кабель, а затем умножить количество жил кабеля. Вообще говоря, эмпирическая нагрузка соответствует напряжению сети 220 В, а эмпирическая нагрузка на квадратный провод составляет около одного киловатта. Каждый квадрат медного провода может нести 1-1,5 кВт, а алюминиевый провод может нести 0,6-1 кВт на квадрат. Поэтому достаточно использовать только один квадратный медный провод для электроприбора мощностью 1 КВт. В зависимости от тока, при передаче электроэнергии на короткие расстояния, общий медный провод может нести от 3 до 5 А на квадрат. Условия рассеивания тепла хороши для 5А/мм², и не годятся для 3А/мм². Зная площадь провода, расчет радиуса провода вычисляется по формуле площади круга: мм²=π×R² То же самое, например: Зная диаметр провода, расчет площади провода также рассчитывается по формуле площади круга: Площадь провода = π (3,14) × квадрат диаметра провода / 4 0.7854 × диаметр кабеля (мм)² × количество стержней Например, 48 жил (диаметр проволоки 0,2 мм на жилу) 1,5 квадратной линии: Если это алюминиевый провод, диаметр провода должен быть в 1,5-2 раза больше, чем у медного провода. Какой ток может потреблять кабель питания сечением 1 мм²? Сколько у него мощности? Например, сколько проводов используется в конструкции проводов сечением 2,5 мм²? Падение напряжения провода с медным сердечником связано с его сопротивлением и формулой расчета его сопротивления: Как выбрать кабель нужного сечения?
Какой метод расчета сечения кабеля?
Как рассчитать сечение кабеля (мм²)?
Как вы видите размер провода и кабеля?
Что означает размер?
4 способа получить размер кабеля
Этикетка на упаковке
Печать на кабеле
Визуальный осмотр
Измерьте диаметр и рассчитайте размер
Формула площади S = радиус * радиус * 3,14
Формула S = радиус * радиус * 3,14 * N, где N — количество витых кабелей!
Метод расчета сечения проводов и кабелей
Метод преобразования:
Площадь провода, расчет диаметра провода
Диаметр проволоки 2.5-квадратная проволока равна 2,5 ÷ 3,14 = 0,8, а квадратный корень равен 0,9 мм, поэтому диаметр проволоки 2,5-квадратной проволоки составляет 2 × 0,9 мм = 1,8 мм.
Размер кабеля также номинально квадратичен, а несколько жил представляют собой сумму площадей поперечного сечения каждого проводника. Формула расчета площади поперечного сечения кабеля:
0,7854 × (0,2 × 0,2) × 48 = 1,5² Соотношение преобразования между сечением провода и током
Если ток меди меньше 28 А, он составляет 10 А на квадратный миллиметр.
Если ток меди превышает 120 А, он составляет 5 А на квадратный миллиметр.
Диаметр кабеля и метод расчета силы тока
20 °C: 17,5 ÷ площадь поперечного сечения (квадратный мм) = сопротивление на километр (Ом)
При 75 °C : 21,7 ÷ площадь поперечного сечения (квадратный мм) = сопротивление на километр (Ом)
Формула расчета падения давления (согласно закону Ома): V = R × A
Потери в линии связаны с падением напряжения и используются в настоящее время.
Формула расчета потерь в линии: P=V×A
Мощность потерь в P-линии (Вт) Значение падения давления в V (В) Ток в линии A (ампер)
Метод расчета тока линии электропередачи с медным сердечником
Метод сравнения тока между проводом с медным сердечником и проводом с алюминиевым сердечником
- Медная жила 2,5 мм² соответствует алюминиевой жиле сечением 4 мм²
- Медная жила 4 мм² соответствует алюминиевой жиле сечением 6 мм²
- Медная жила 6 мм² соответствует алюминиевой жиле сечением 10 мм² 2.Кабель с медной жилой 5 мм² = (кабель с алюминиевой жилой 4 мм² × 5) 20 А = 4400 кВт;
Кабель с медной жилой 4 мм² = (кабель с алюминиевой жилой 6 мм² × 5) 30A = 6600 кВт;
Кабель с медной жилой 6 мм² = (кабель с алюминиевой жилой 10 мм² × 5 ) 50 А = 11000 кВт;Если вы найдете это полезным, поделитесь им. Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, оставьте сообщение ниже.
Какой диаметр тонкой проволоки. Как определить сечение кабеля (провода) по диаметру. Три основных способа определения диаметра провода
Электропроводка Б.современные квартиры Обеспечивает максимальный рабочий ток в сети до 25 ампер. Под такой параметр рассчитываются защитные автоматы, устанавливаемые в распределительном щите квартир. Сечение провода на вводе в помещение должно быть не менее 4 мм2. При внутренней разводке устройства допускается использовать кабели сечением 2,5 мм2, рассчитанные на силу тока 16 ампер.
[Скрыть]
Измерение диаметра проволоки
По стандарту диаметр проволоки должен соответствовать заявленным параметрам, которые описаны в маркировке.Но реальный размер может отличаться от заявленного на 10-15 процентов. Особенно это касается кабелей, которые производятся небольшими фирмами, но проблемы могут быть и у крупных производителей. Перед покупкой электрического провода для передачи больших токов рекомендуется слить диаметр жилы. Для этого могут применяться различные методы, отличающиеся погрешностью. Перед выполнением измерения необходимо очистить жилы кабеля от изоляции.
Замеры можно произвести непосредственно в магазине, если продавец разрешил снять изоляцию с небольшого участка провода.В противном случае придется доставать небольшой отрезок кабеля и производить на нем замер.
Микрометр
Максимальную точность обеспечивают микрометры, имеющие механическую и электронную схемы. На инструментальном терминале имеется шкала с ценой деления 0,5 мм, а на круге барабана 50 намоток с ценой деления 0,01 мм. Характеристики одинаковы во всех моделях микрометров.
При работе с механическим приспособлением следует соблюдать последовательность действий:
- Вращение барабана устанавливают до зазора между шнеком и пяткой, близкого к измеряемому размеру.
- Винт с храповым механизмом плотно прижать к поверхности измеряемой детали. Подводка выполняется вращением руки без усилий до срабатывания храповика.
- Рассчитать поперечный диаметр детали по показаниям на шкалах, размещенных на штоке и барабане. Диаметр изделия равен сумме значений на стержне и барабане.
Микрометр измерительный механический
Работа с электронным микрометром не требует вращения узлов, он отображает значение диаметра на жидкокристаллическом экране.Перед использованием прибора рекомендуется проверить настройки, так как электронные приборы производят измерения в миллиметрах и дюймах.
Schunzirkul
Прибор имеет пониженную точность по сравнению с микрометром, которой достаточно для измерения проводника. Штангенциркули оснащены плоской шкалой (нониус), круговой шкалой или цифровой индикацией на жидкокристаллическом дисплее.
Для измерения поперечного диаметра необходимо:
- Зажать измеряемый проводник между губками штангенциркуля.
- Рассчитайте значение на шкале или посмотрите его на дисплее.
Пример расчета размера на нониусе
Линейка
Измерение линейкой дает приблизительный результат. Для выполнения измерения рекомендуется использовать инструментальные линии, имеющие большую точность. Использование деревянных и пластиковых школьных изделий даст очень приблизительное значение диаметра.
Для измерения необходима линейка:
- Очистить кусок изоляции провода длиной до 100 мм.
- Плотно намотать полученный отрезок на цилиндрический предмет. Витки должны быть полными, то есть начало и конец провода в обмотке направлены в одну сторону.
- Измерьте длину полученной обмотки и разделите ее на количество витков.
Измерение диаметра линейкой по количеству витков
В приведенном выше примере имеется 11 витков провода длиной около 7,5 мм. Разделив длину на количество витков, можно определить примерное значение диаметра, которое в данном случае равно 0.68 мм.
На сайтах магазинов по продаже электропроводов есть онлайн-калькуляторы, позволяющие рассчитать сечение по количеству витков и длине полученной спирали.
Определение сечения по диаметру
После определения диаметра провода можно приступать к расчету площади сечения в квадратах (мм2). Для кабелей типа ВГ, состоящих из трех одножильных жил, методы расчета применяют по формуле или по готовой таблице соответствия диаметров и площадей.Методы применимы для продуктов с различной маркировкой.
По формуле
Основным методом является расчет по формуле вида — S = (n/4) * d2, где π = 3,14, а D — измеренный диаметр. Например, для расчета площади диаметром 1 мм потребуется вычислить величину: S = (3,14/4) * 1² = 0,785 мм2.
В сети доступны онлайн-калькуляторы, которые позволяют вычислить площадь круга в диаметре.Перед покупкой кабеля рекомендуется заранее рассчитать номиналы, принести на стол и использовать в магазине.
В ролике от пользователя Александр Кваша демонстрирует контрольный участок провода под напряжением.
На столе с частыми диаметрами
Для упрощения расчета удобно использовать готовый стол.
Порядок использования номеров из таблицы:
- Выберите тип провода, который предполагается приобрести, например, ВГ 3*4.
- Определите диаметр по таблице — сечение 4 мм2 соответствует диаметру 2,26 мм.
- Проверьте фактическое значение диаметра проволоки. В случае совпадения продукты можно приобрести.
Ниже представлена таблица отношения центров основных видов медных проводок к диаметрам и току (при напряжении 220 В).
Дополнительным критерием соответствия диаметра является вес проволоки. Метод определения диаметра веса применяют при проверке тонкого провода для обмоток трансформаторов.Толщина изделий начинается от 0,1 мм, и измерить микрометром проблематично.
Ниже приведена краткая таблица соответствия диаметров щелочей по массе. Подробные данные доступны в магазинах, специализирующихся на продаже электронных компонентов.
Диаметр, мм. Сечение, мм2 Масса, г/км 0,1 0,0079 70 0,15 0,0177 158 0,2 0,0314 281 0,25 0,0491 438 0,3 0,0707 631 0,35 0,0962 859 0,4 0,1257 1 122 При расчете диаметра провода для предохранителей следует учитывать материал жилы.Краткая таблица соответствия диаметров кабелей из распространенных типов материалов и силы тока приведена ниже.
Ток разряда и Медь Алюминий Никель Железо Олово Свинец 0,5 0,03 0,04 0,05 0,06 0,11 0,13 1 0,05 0,07 0,08 0,12 0,18 0,21 5 0,16 0,19 0,25 0,35 0,53 0,60 10 0,25 0,31 0,39 0,55 0,85 0,95 15 0,32 0,40 0,52 0,72 1,12 1,25 25 0,46 0,56 0,73 1,00 1,56 1,75 50 0,73 0,89 1,15 1,60 2,45 2,78 100 1,15 1,42 1,82 2,55 3,90 4,40 200 1,84 2,25 2,89 4,05 6,20 7,00 300 2,40 2,95 3,78 5,30 8,20 9,20 Для многожильного кабеля
Диаметр многожильного кабеля определяется размером сечения одной жилы, умноженным на их количество.Основная проблема заключается в измерении диаметра тонкой проволоки.
Примером может служить кабель, состоящий из 25 жил диаметром 0,2 мм. По приведенной выше формуле сечение равно: S = (3,14/4) * 0,2² = 0,0314 мм2. При 25 жилках оно будет: S = 0,0314*25 = 0,8 мм2. Затем по таблицам определяется — подходит он для передачи тока требуемой силы или нет.
Другим методом приближенного расчета силы тока является метод умножения диаметра скрученного троса на регулировочный показатель 0.91. Коэффициент предусматривает немонолитную конструкцию проводов и воздушные зазоры между витками. Измерение наружного диаметра осуществляется с небольшим усилием, так как поверхность легко деформируется и сечение становится овальным.
При расчете сегментной части кабеля используют формулы или табличные значения. В таблице приведены стандартные величины ширины и высоты сегмента.
Фотогалерея
Отрезок кабеля (крайний справа) Отрезок кабеля
Таблица потребляемой мощности электроприборов
Распространенным способом определения необходимого сечения провода является метод расчета пиковой мощности.Для того чтобы узнать нагрузку, можно воспользоваться стандартной таблицей, в которой приведены мощность и пиковые значения потребляемого тока для бытовых приборов.
Тип устройства Мощность, кВт Пиковый ток и Режим потребления Стандартная лампа накаливания 0,25 1,2 Константа Электрочайник 2,0 9,0 Кратковременный до 5 минут Плита электрическая с 2-4 конфорками 6,0 60,0 Микроволновая печь 2,2 10,0 Периодический Мясорубка с электроприводом Аналогично Аналогично В зависимости от интенсивности эксплуатации Тостер 1,5 7,0 Константа Электрический холодильник 1,5 8,0 В зависимости от интенсивности эксплуатации Гриль 2,0 9,0 Константа Кофеварка 1,5 8,0 Константа Отдельный электрический духовой шкаф 2,0 9,0 В зависимости от интенсивности эксплуатации Посудомоечная машина 2,0 9,0 Периодические (на период работы отопителя) Шайба 2,0 9,0 Аналогично Сушильная машина 3,0 13,0 Константа Железо 2,0 9,0 Периодические (на время работы спирального нагрева) Пылесос Аналогично Аналогично В зависимости от интенсивности эксплуатации Масляный обогреватель 3,0 13,0 Аналогично Фен 1,5 8,0 Аналогично Кондиционер воздуха 3,0 13,0 Аналогично Блок компьютерной системы 0,8 3,0 Аналогично Инструменты с электродвигателем 2,5 13,0 Аналогично Ток будут потреблять холодильник, электроприборы в дежурном состоянии (телевизоры, радиотелефоны), зарядные устройства.Суммарное значение мощности, потребляемой приборами, считается в пределах 0,1 кВт.
При подключении всех имеющихся бытовых приборов сила тока может достигать 100-120 А. Такой вариант маловероятен, поэтому при расчете нагрузки учитывают распространенные комбинации подключения.
Например, утром можно использовать:
- электрочайник — 9,0 А;
- печь микроволновая — 10,0 А;
- тостер — 7 А;
- Кофемолка или кофеварка — 8 А;
- прочие приборы и освещение — 3 А.
Конечное потребление приборов может достигать: 9 + 10 + 7 + 8 + 3 = 37 А. Также существуют калькуляторы, позволяющие рассчитать ток по потребляемой мощности и напряжению.
Выберите кабель, используя таблицы максимальных токов в сети
Для расчета используются два типа данных из приведенной выше таблицы:
- по полной мощности;
- по величине потребляемого тока.
Имеются таблицы нормативных значений, позволяющие определить необходимый диаметр и сечение, которые затем проверяются на проводной разводке.Полученный показатель округляется до совпадения с реально существующим диаметром кабеля.
В жилых помещениях нельзя использовать провода с чрезмерным сечением, так как они имеют большое сопротивление, что приводит к падению напряжения.
Для медного кабеля
Для расчета медной жилы применяется таблица на напряжение 230 В.
мощность, кВт Ток, А. 0,1 0,43 0,09 0,33 0,11 0,37 0,5 2,17 0,43 0,74 0,54 0,83 1,0 4,35 0,87 1,05 1,09 1,18 2,0 8,70 1,74 1,49 2,17 1,66 3,0 13,04 2,61 1,82 3,26 2,04 4,0 17,39 3,48 2,10 4,35 2,35 5,0 21,74 4,35 2,35 5,43 2,63 8,0 34,78 6,96 3,16 9,78 3,53 10,0 43,48 8,7 3,33 10,87 3,72 Для алюминиевого кабеля
Для расчета провода из алюминия можно воспользоваться приведенной ниже таблицей (данные взяты для напряжения 230 В).
мощность, кВт Ток, А. Площадь (по наружной проводке), мм2. Диаметр (с наружной проводкой), мм Площадь (при скрытой проводке), мм2. Диаметр (со скрытой проводкой), мм 0,1 0,43 0,12 0,40 0,14 0,43 0,5 2,17 0,62 0,89 0,72 0,96 1,0 4,35 1,24 1,26 1,45 1,36 2,0 8,70 2,48 1,78 2,90 1,92 3,0 13,04 3,73 2,18 4,35 2,35 4,0 17,39 4,97 2,52 5,80 2,72 5,0 21,74 6,21 2,81 7,25 3,04 8,0 34,78 9,94 3,56 11,59 3,84 10,0 43,48 12,42 3,98 14,49 4,30 Подбор кабеля по таблицам ПУЭ и ГОСТ
При покупке провода рекомендуется смотреть стандарт ГОСТ или условия, из которых изготовлена продукция.Требования ГОСТ выше аналогичных параметров. технические условия, поэтому следует отдавать предпочтение изделиям, изготовленным по стандарту.
Таблицы из правил устройства электроустановок (ПУУ) представляют собой зависимости усилия, передаваемого по проводнику, от сечения жилы и способа прокладки в магистральной трубе. Допустимая сила тока уменьшается по мере увеличения отдельных жил или использования многожильного кабеля в изоляции.Явление связано с отдельным пунктом ПУЭ, в котором оговариваются параметры максимально допустимого нагрева проводов. Под магистральной трубой находится короб, в том числе пластиковый или при прокладке проводки балкой на кабельном лотке.
По идее диаметр проводника должен соответствовать заявленным параметрам. Например, если на маркировке указано, что кабель 3 х 2,5, то сечение жилы должно быть 2,5 мм 2 . По факту получается, что они отличаются реальным размером Может быть на 20-30%, а иногда и больше .Чем это грозит? Перегрев или установка изоляции со всеми вытекающими последствиями. Поэтому перед покупкой желательно узнать размер провода, чтобы определить его сечение. Как именно считать сечение провода по диаметру и узнаем далее.
Как и чем измерить диаметр проволоки (проволоки)
Для измерения диаметра проволоки подойдет штангенциркуль или микрометр любого типа (механический или электронный). С электронными работать проще, но они есть не у всех.Измерять жилой колодец необходимо без изоляции, поэтому предварительно его перемещают или удаляют небольшой кусочек. Это можно сделать, если продавец разрешил. Если нет, купите небольшой кусочек для пробы и проведите на нем замеры. На изоляции проводника измеряют диаметр, после чего можно определить фактическое сечение провода по размерам.
Какой измерительный прибор в данном случае лучше? Если говорить о механических моделях, то микрометровых. Он имеет точность измерений выше.Если говорить об электронных опционах, то для наших целей и те, и другие дают вполне достоверные результаты.
Если нет ни штангенциркуля, ни микрометра, захватите отвертку и линейку. Нам предстоит зачистить довольно приличный кусок проводника, так что без покупки тестового образца на этот раз вряд ли помешает. Итак, снимаем изоляцию с куска провода 5-10см. Промойте проволоку на цилиндрической части отвертки. Витки располагаются вплотную друг к другу, без зазора. Все витки должны быть полными, то есть «хвосты» проволок должны быть прошиты в одном направлении — вверх или вниз, например.
Количество витков не важно — около 10. Можно больше или меньше, просто разделить проще. Придумав витки, затем получившуюся обмотку приложите к линейке, совместив начало первого витка с нулевой отметкой (как на фото). Измеряют длину площади, занимаемой проводом, затем делят ее на количество витков. Получите диаметр провода. Это просто.
Для примера рассмотрим какой размер провода показан на фото выше. Количество витков в данном случае 11, они занимают 7.5 мм. Делим 7,5 на 11, получаем 0,68 мм. Это будет диаметр этой проволоки. Далее можно поискать сечение этого проводника.
Ищем сечение провода по диаметру: формула
Жилы в кабеле имеют круглое поперечное сечение. Поэтому в расчетах используем формулу площади круга. Его можно найти с помощью радиуса (половина измеренного диаметра) или диаметра (см. формулу).
Определить сечение провода по диаметру: формула
Например, рассмотрим площадь поперечного сечения проводника (провода) размером, рассчитанным ранее: 0.68 мм. Давайте сначала воспользуемся формулой с радиусом. Сначала находим радиус: делим диаметр на два. 0,68 мм/2 = 0,34 мм. Далее эту цифру подставляем в формулу
S = π * R 2 = 3,14 * 0,34 2 = 0,36 мм 2
Считать надо так: сначала возведем в квадрат 0,34, затем полученное значение умножим на 3,14. Получили сечение этого провода 0,36 квадратных миллиметра. Это очень тонкий провод, который в силовых сетях не используется.
Рассчитаем сечение кабеля по диаметру по второй части формулы. Это должно быть точно такое же значение. Разница может быть в тысячах долей из-за разного округления.
S = π / 4 * d 2 = 3,14 / 4 * 0,68 2 = 0,785 * 0,4624 = 0,36 мм 2
В этом случае делим число 3.14 на четыре, тогда мы будем возводиться в квадрат, две цифры получаются с вариантом. Получаем аналогичное значение, как и должно быть.Теперь вы знаете, как узнать сечение кабеля по диаметру. Какая из этих формул для вас удобнее, той и пользуйтесь. Нет разницы.
Таблица соответствия диаметров проводов и площади их сечения
Проводить расчеты в магазине или на рынке не всегда хочется или есть возможность. Чтобы не тратить время на расчеты или не ошибиться, можно воспользоваться таблицей соответствия диаметров и сечений проводов, в которой указаны наиболее распространенные (нормативные) размеры.Его можно переписать, распечатать и запечатлеть с собой.
Диаметр провода Сечение провода 0,8 мм 0,5 мм2 0,98 мм 0,75 мм2. 1,13 мм 1 мм2 1,38 мм 1,5 мм2 1,6 мм 2,0 мм2. 1,78 мм 2,5 мм2 2.26 мм 4,0 мм2. 2,76 мм 6,0 мм2 3,57 мм 10,0 мм2. 4,51 мм 16,0 мм2. 5,64 мм 25,0 мм2. Как работать с этой таблицей? Как правило, на кабелях имеется маркировка или бирка, на которых указаны его параметры. Имеется маркировка кабелей, количество жил и их сечение. Например, 2х4. Нас интересуют параметры жил.И это числа, которые стоят после знака «х». В данном случае заявлено, что есть два проводника, имеющих сечение 4 мм 2 . Так что проверим, соответствует ли эта информация действительности.
Как работать со столом
Для проверки измерьте диаметр любым из описанных способов, затем обратитесь к таблице. Там указано, что при таком сечении в четыре квадратных миллиметра размер провода должен быть 2,26 мм. Если у вас такие же или очень близкие замеры (есть погрешность измерения, так как неидеальные приборы), то все нормально, можете покупать этот кабель.
Но гораздо чаще реальный диаметр жил значительно меньше заявленного. Тогда у вас два пути: искать провод другого производителя или брать большего сечения. За него, конечно, придется переплатить, но первый вариант потребует довольно большого периода времени, и не факт, что вы сможете найти соответствующий ГОСТ кабель.
Второй вариант потребует больше денег, так как цена существенно зависит от заявленного сечения.Хотя, не факт — хороший кабель, сделанный во всех стандартах, может быть даже дороже. Это и понятно — затраты на медь, а, зачастую, и на изоляцию, при соблюдении технологии и стандартов, гораздо больше. Поэтому производители и читрят, уменьшая диаметр проводов — для снижения цены. Но такая экономия может обернуться неприятностями. Так что обязательно меряйте перед покупкой. Даже проверенные поставщики.
А также: осмотреть и вздуть изоляцию. Она должна быть толстой, твердой, иметь одинаковую толщину.Если кроме изменения диаметра проблема еще и с изоляцией — ищите кабель другого производителя. В общем, желательно найти продукцию, соответствующую требованиям ГОСТа, а не делать на этом. В этом случае есть надежда, что кабель или провод прослужат долго и без проблем. Сегодня это сделать непросто, но если вы занимаетесь разведением или , то качество очень важно. Поэтому, наверное, искать.
Как определить сечение многожильного провода
Иногда применяют многопроволочные жилы — состоящие из множества одинаковых тонких проволок.Как рассчитать сечение провода по диаметру в этом случае? Да просто слишком. Выполните замеры/расчеты для одного провода, посчитайте их количество в пучке, затем умножьте на это количество. Здесь вы узнаете площадь сечения многожильного провода.
Чтобы удачно купить провод, перед покупкой необходимо измерить диаметр провода В противном случае вы можете стать жертвой обмана. Также для измерения сечения провода придется добавить новую электрическую точку на старую проводку, так как буквенной маркировки на ней может и не быть.Приведенная ниже информация поможет вам правильно выбрать процедуру. измерение диаметра проволоки И эффективно использовать его на практике.
При этом у вас сразу возникнет вопрос: «Какой смысл компании портить себе репутацию?» Объяснений может быть несколько: но дело в том, что даже совершив правильные расчеты сечения проводов, все равно можно столкнуться с проблемой, несмотря на то, что покупают провод с подходящим диаметром . Авария может произойти из-за того, что сечение проводов будет указано на маркировке проводов, что не соответствует действующему.Это может произойти в результате того, что завод изготовитель сэкономил на материале, либо предприятием, производящим данный товар, не были соблюдены все характеристики товара. Также на прилавках можно встретить провода, на которых нет маркировки, что изначально заставляет усомниться в их качестве.
1. Для сохранения. Например, завод изготавливал проволоку диаметром , всего меньше 2 мм. кв. с жилой толщиной 2,5 мм, что давало возможность выиграть на одном погонном метре несколько килограммов металла, не говоря уже о прибыли при серийном производстве.
2. В результате большой конкуренции компания снижает цены на проводку, пытаясь переманить к себе большую часть потребителей. Естественно, это связано с уменьшением диаметра провода , что невозможно определить невооруженным глазом.
И первый, и второй вариант имеет место на рынке продаж, так что лучше перестроиться и сделать самому точные расчеты, о которых пойдет речь дальше.
Три основных способа определения диаметра проволоки.
Существует несколько способов, но в основе каждого из них лежит определение диаметров дел с последующими расчетами окончательных результатов.
Метод первый. Использование устройств. На сегодняшний день существует ряд приборов, помогающих измерить диаметр провода или жилы провода. Это микрометр и штангенциркуль, которые бывают как механическими, так и электронными (см. ниже).
Этот вариант в первую очередь подходит для профессиональных электриков, которые постоянно занимаются монтажом электропроводки. Наиболее точные результаты можно получить с помощью штангенциркуля. Эта методика имеет преимущества в том, что можно проводить измерения диаметра провода даже на части рабочей линии, например, в розетке.
После того, как вы измерили диаметр провода , необходимо провести расчеты по следующей формуле:
Необходимо помнить, что число «ПИ» равно 3,14, соответственно, если число «ПИ» разделить на 4, то можно упростить формулу и свести расчет к умножению 0,785 на диаметр в квадрате.
Способ второй . Используем линейку. Если вы решили не тратиться на прибор, что логично в данной ситуации, можете ли вы воспользоваться простым проверенным методом измерения сечения провода или провода?.Вам понадобится простой карандаш, линейка и проволока. Зачистите живую изоляцию, натяните ее плотно на карандаш, а затем линейкой измерьте общую длину обмотки (как показано на рисунке).
Затем намотанный провод делится на количество жил. Получится и будет диаметр сечения провода .
Но при этом учтите следующее:
- чем больше жил вы намотаете на карандаш, тем точнее будет результат, количество витков должно быть не менее 15;
- витков плотно прижимать друг к другу, чтобы не было свободного места, это значительно уменьшит погрешность;
- провести измерения несколько раз (изменить сторону измерения, направление линии и т.д.). Несколько результатов помогут вам снова избежать большой ошибки.
Обратите внимание на минусы этого метода измерения:
1. Измерить можно только сечением тонких проводов, так как толстый провод вряд ли можно намотать на карандаш.
2. Для начала вам нужно будет приобрести небольшую часть предметов, прежде чем делать основную покупку.
Формула, о которой говорилось выше, подходит для всех измерений.
Третий способ. Используем стол.Чтобы не вычислять по формуле, можно воспользоваться специальной таблицей, в которой указан диаметр провода ? (в миллиметрах) и поперечное сечение проводника (в квадратных миллиметрах). Готовые таблицы дадут вам более точные результаты и существенно сэкономят ваше время, которое не придется тратить на расчеты.
Диаметр проводника, мм
Сечение проводника, мм 2
На практике часто возникает необходимость расчета сопротивления различных проводов.Это можно сделать по формулам или по данным, приведенным в табл. один.
Влияние материала проводника учитывается с помощью удельного сопротивления, обозначаемого греческой буквой? и представляющий собой длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 мм2. Наименьшее сопротивление? = 0,016 Ом мм2/м имеет серебро. Приводим среднее значение конкретных экземпляров вращения некоторых проводников: Серебро
— 0,016. , свинец — 0,21, медь — 0,017, никелин — 0,42, алюминий — 0.026, манганин — 0,42, вольфрам — 0,055, константа — 0,5, цинк — 0,06, ртуть — 0,96, латунь — 0,07, нихром — 1,05, сталь — 0,1, фехраль — 1,2, фосфористая бронза — 0,11, хромий — 1,45 .При различном количестве примесей и при различном соотношении компонентов, входящих в состав сплавов Росайт, удельное сопротивление Может несколько изменяться.
Сопротивление рассчитывается по формуле:
где R — сопротивление, Ом; удельное сопротивление, (мм2)/м; l — длина провода, м; S – площадь поперечного сечения, мм2.
Если диаметр провода D известен, то площадь его сечения равна:
Измерять диаметр провода лучше всего с помощью микрометра, если же его нет, то надо туго повесить 10 или 20 витков провода для карандаша и измерить длину намотки. Разделив длину намотки на количество витков, найдем диаметр провода.
Для определения длины провода известного диаметра из этого материала, необходимого для получения нужного сопротивления, используют формулу
Таблица 1.
Примечание. 1. Данные для проводов, не указанных в таблице, следует принимать как некие средние значения. Например, для никелевой проволоки диаметром 0,18 мм можно ориентировочно принять площадь сечения 0,025 мм2, сопротивление одного метра 18 Ом, допустимый ток 0,075 А.
2 ● Для другого значения плотности тока необходимо соответствующим образом изменить данные последнего столбца; Например, при плотности тока равной 6 А/мм2 их следует увеличить вдвое.
Пример 1. Найти сопротивление 30 м медного провода диаметром 0,1 мм.
Решение. Определите таблицу. 1 Сопротивление 1 м медного провода, оно равно 2,2 Ом. Следовательно, сопротивление 30 м провода будет R = 30 2,2 = 66 Ом.
Расчет по формулам дает следующие результаты: площадь поперечного сечения провода: S = 0,78 0,12 = 0,0078 мм2. Так как удельное сопротивление меди 0,017 (ОМ ММ2)/М, то получаем R=0.017 30/0,0078 = 65,50м.
Пример 2. Сколько никелиновой проволоки диаметром 0,5 мм необходимо для изготовления сопротивления 40 Ом?
Решение. Стол. 1 Определить сопротивление 1 м этого провода: R = 2,12 Ом: следовательно, чтобы сделать сопротивление сопротивлением 40 Ом, нужен провод, длина которого L = 40/2,12 = 18,9 м. .
Делаем такой же расчет по формулам. Находим площадь сечения провода S = 0.78 0,52 = 0,195 мм2. А длина провода составит L = 0,195 40 / 0,42 = 18,6 м.
Количественная оценка потерь в поперечном сечении для NDE основного кабеля на основе измерения контура BH с использованием датчика полного потока . Хотя существует необходимость проведения неразрушающей оценки (NDE) повреждения магистрального кабеля, подходящая методика NDE еще не разработана из-за большого диаметра кабеля и плохой доступности.В этом исследовании исследуется метод количественной оценки потерь поперечного сечения с помощью магнитного зондирования, который может обнаруживать внутренние и внешние повреждения магистральных кабелей. Этот основной метод неразрушающего контроля кабеля использует метод намагничивания чрезвычайно низкочастотного переменного тока (ELF-AC) и измерение полного потока на основе датчика поисковой катушки. Головка датчика полного потока состоит из ярма намагничивания и датчика поисковой катушки. Для намагничивания магистрального кабеля магнитное поле создавалось путем подачи треугольного напряжения СНЧ-переменного тока на ярмо электромагнита.Чувствительная часть измеряет магнитный поток, проходящий через поисковую катушку, и затем была получена петля BH с использованием отношения между входным напряжением ELF-AC и общим измеренным потоком. Кроме того, потери в поперечном сечении можно количественно определить, используя изменение магнитных характеристик петли B-H. Для проверки возможности использования предложенной методики неразрушающего контроля была проведена серия экспериментов на образце магистрального кабеля с постепенным увеличением потерь в поперечном сечении.Наконец, была определена взаимосвязь между потерями в поперечном сечении и извлеченной магнитной характеристикой, которая использовалась для количественной оценки потерь в поперечном сечении с помощью предложенного метода.
1. Введение
В подвесных мостах стальные тросы являются основными несущими материалами, воспринимающими большую часть нагрузки конструкции. Однако повреждение поперечного сечения стальных тросов может произойти из-за внешних причин, включая коррозию и разрушение. И это может привести к концентрации напряжений как прямой причине разрушения конструкции из-за быстрого распространения повреждения.Следовательно, необходим подходящий метод неразрушающей оценки (NDE) для проверки начальных стадий повреждения стального троса, чтобы можно было предотвратить несчастные случаи. Однако диагностировать кабели сложно, так как повреждение в кабеле может быть невидимым и недоступным.
Чтобы преодолеть эти ограничения, в этом исследовании предлагается метод бесконтактного неразрушающего контроля, включающий технологию магнитных датчиков для использования ферромагнитных характеристик стальных тросов. Магнитные датчики широко используются для контроля безопасности конструкций благодаря их высокой воспроизводимости и надежности [1–3].Существуют различные типы магнитных датчиков для измерения различных магнитных свойств, и соответствующие магнитные свойства, полученные из измеренных магнитных сигналов, могут быть использованы для проверки структуры в соответствии с характеристиками целевого объекта [4–7]. Хотя методы магнитного зондирования обычно не использовались для проверки крупномасштабной гражданской инфраструктуры, исследователи недавно исследовали использование методов магнитного зондирования для крупной инфраструктуры, включая железные дороги, трубопроводы и висячие мосты [3, 8–10].
Как правило, метод рассеяния магнитного потока (MFL) является оптимальным методом для использования со сплошными конструкциями, имеющими постоянную форму в поперечном сечении, такими как железные дороги и трубопроводы, и он использовался для проверки стальных тросов для лифтов. кранов и других применений [11–16].
Однако скрытые повреждения в кабелях большого диаметра не обнаружены, так как метод MFL может обнаружить только локальный дефект вблизи поверхности. Следовательно, метод MFL не является подходящим методом неразрушающего контроля для проверки основных тросов подвесных мостов очень большого диаметра.Кроме того, исследования и разработки по замене традиционных методов визуального контроля активно не проводились из-за большого размера магистральных кабелей.
Для преодоления таких ограничений был предложен новый метод проверки всего поперечного сечения, включая внутреннее и внешнее сечение. Предлагаемый метод включает в себя метод намагничивания чрезвычайно низкочастотным переменным током (ELF-AC) с измерением полного потока с использованием датчика поисковой катушки для получения петель магнитного гистерезиса (петля B-H) в соответствии с каждым состоянием магистрального кабеля [17].Из полученных петель B-H были извлечены магнитные свойства для количественного определения поперечного сечения кабеля, а алгоритм количественного определения с использованием изменения извлеченных магнитных свойств индуцируется для оценки скорости потерь в поперечном сечении основных кабелей. Осуществимость предлагаемого метода неразрушающего контроля основного кабеля была проверена серией экспериментальных исследований с использованием образца кабеля большого диаметра с искусственным выпадением прядей.
2. Теоретическая основа
2.1. Намагничивание с помощью электромагнитного ярма
Когда материал находится в сильном внешнем магнитном поле, ферромагнитные материалы могут намагничиваться, поскольку магнитные домены внутри материала выровнены [18]. Когда к материалу прикладывается более сильное магнитное поле, выравнивается больше доменов, и это состояние называется магнитно-насыщенным, когда все магнитные домены выравниваются.
Когда катушка соленоида используется для процесса намагничивания, электрический ток протекает через несущий проводник в катушке; затем в центре катушки соленоида создается сильное концентрированное магнитное поле.Напряженность магнитного поля в катушке увеличивается по мере увеличения приложенного тока с дополнительными витками катушки [19]. Магнитное поле, создаваемое внутри катушки соленоида, очень полезно для намагничивания ферромагнитных материалов для проверки магнитного домена [9].
Однако метод намагничивания с использованием соленоидной катушки затрудняет применение для образца сплошной среды в реальном поле из-за его замкнутой формы.
Таким образом, в этом исследовании используется электромагнит ярма, чтобы заменить соленоид и улучшить применимость в полевых условиях.Обычно ярмо электромагнита состоит из цельного стального стержня и соленоида, намотанного вокруг сердечника, как показано на рис. 1.
на стальном сердечнике ярма намагничивания. Когда магнитный поток проходит через ярмо намагничивания, оба конца ярма становятся северным полюсом и южным полюсом соответственно. Как показано на рисунке 1, магнитное поле индуцируется между северным и южным полюсами ярма.
Это магнитное поле можно использовать для косвенного наведения магнитного поля в материале, чтобы можно было намагнитить образец для проверки.
В этом исследовании напряжение ELF-AC прикладывается для намагничивания всего образца основного кабеля с помощью электромагнитного ярма. Магнитное поле, создаваемое с помощью ELF-AC, обычно может проникать через все поперечное сечение ферромагнитных материалов. ELF-AC очень эффективен при контроле всего поперечного сечения большого образца, потому что ELF-AC создает эффективное магнитное поле, которое проникает глубже в материал.
2.2. Измерение полного магнитного потока с помощью датчика с поисковой катушкой
Принцип метода измерения с помощью датчика с поисковой катушкой основан на законе индукции Фарадея [4]. Напряжение, пропорциональное скорости изменения магнитного потока, создается между выводами датчика поисковой катушки при изменении магнитного потока через поисковую катушку. Магнитный поток через поисковую катушку будет меняться, если катушка движется через неоднородное поле или если катушка находится в магнитном поле, которое меняется со временем.На магнитный поток, отражающий состояние образца в магнитном домене, влияет площадь поперечного сечения образца, свойства материала и т. д. [5].
В соответствии с законом Фарадея и законом Ленца электродвижущая сила, создаваемая в связанной поисковой катушке за счет изменения индукции во времени, рассчитывается с помощью где полный магнитный поток определяется как где – число витков катушки, – поперечное сечение образца, – плотность потока образца.
Плотность магнитного потока образца и индуцированное внешнее магнитное поле связаны следующим образом: где – относительная воздухопроницаемость, – относительная проницаемость образца.
Электродвижущая сила интегрировалась с помощью ОУ с интегратором Миллера, и интегральное выходное напряжение имеет следующий вид [4, 20]: где RC — постоянная времени интегратора. Таким образом, уравнение (4) переписывается следующим образом:
Согласно уравнению (5), когда магнитная проницаемость постоянна, выходное напряжение зависит от поперечного сечения образца.Выходное напряжение, называемое полным магнитным потоком, измеряется с помощью флюксметра, включающего ОУ с интегратором Миллера.
Таким образом, потери в поперечном сечении можно определить путем измерения общего потока с помощью датчика поисковой катушки и флюксметра.
2.3. Количественная оценка поперечного сечения с использованием изменения в малой петле ЧД
Петля ЧД (петля магнитного гистерезиса) представляет взаимосвязь между силой намагничивания (магнитным полем) () и индукционной плотностью магнитного потока (намагниченностью) () [21], как показано на рисунке 2.
Петля B-H получается путем измерения полного потока ферромагнитного материала при циклическом изменении намагничивающей силы. Петля BH всего цикла, полученная из достаточного биполярного магнитного поля, чтобы создать полностью намагниченное состояние, называется основной петлей BH. Использование большой петли B-H является наиболее эффективным методом проведения магнитного контроля, поскольку основная петля указывает на различные магнитные свойства образца [21]. Однако это трудно применить на месте из-за низкой осуществимости, поскольку головка датчика, необходимая для полного намагничивания реального магистрального кабеля, слишком велика.Таким образом, начальная малая петля B-H, красная линия на рис. 2, использовалась в этом исследовании вместо основной петли B-H для улучшения осуществимости.
Для количественной оценки потерь в поперечном сечении были извлечены магнитные свойства, которые изменяются в зависимости от потерь в поперечном сечении. Среди различных магнитных свойств петли B-H был извлечен наклон петли B-H, который называется проницаемостью. Проницаемость — это свойство ферромагнитного материала, которое описывает степень намагничивания материала в ответ на магнитное поле.Обычно проницаемость используется для оценки силы натяжения кабеля путем измерения напряжения датчика поисковой катушки в предположении, что постоянная площадь поперечного сечения находится в соответствии с уравнением (5) [4, 20]. Между тем, это уравнение используется для оценки изменения поперечного сечения в этом исследовании. Поперечное сечение можно оценить, используя измеренное напряжение, когда предполагается, что натяжение постоянно.
3. Изготовление системы для измерения петли B-H
3.1. Изготовление головки датчика полного потока
На рис. 3 показаны подробные чертежи головки датчика полного потока, которая была изготовлена, как описано выше. Он предназначен для использования с магистральным кабелем диаметром 300 мм. Конкретная информация об общем измерении поток измерений описана в таблице 1.
0
Поиск катушки диаметром 320 мм Размер ярма () (MM) Средний магнитный путь 290 мм 290 мм 290 мм 6 катушка намотки 99N1: 800 по очереди, N2: 30 RUB 6
Максимальный ток ± 14 A Total Flux Range в Maxwell — Диапазон входного напряжения ± 4 V ± 4 V Explay Time <60 Sec Глубина намагниченности Глубина намагниченности Всего поперечное сечение площадь Программа управления LabView UI
Электромагнитное ярмо, состоящее из стальной бобины и обмотки d соленоидная катушка применяется для намагничивания образца кабеля большого диаметра.Кроме того, с помощью датчика с поисковой катушкой измерялись сигналы полного потока, а датчик с поисковой катушкой был выполнен в виде раскрывающегося ленточного типа с гибкой катушкой и печатной платой для удобной установки на месте. Изготовленная головка датчика полного потока показана на рис. 4.
Размер ярма намагничивания (), а число витков медной катушки в ярме для намагничивания составляет 800 витков.
Внутренний диаметр датчика гибкой поисковой катушки для измерения полного магнитного потока 320 мм, число витков 30 витков.Время теста для цикла измерения составляет 60 секунд.
3.2. Конфигурация DAQ и процесс получения контура B-H
В этой системе напряжение ELF-AC прикладывается для намагничивания всей внутренней и внешней части образца. Биполярный источник питания генерирует напряжение ELF-AC, которое подается на первичную катушку электромагнитного ярма для намагничивания образца основного кабеля.
Цикл треугольного напряжения ELF-AC подается для получения цикла петли B-H в этом исследовании.Его амплитудный диапазон составляет ±4 В, и он подается на ярмо намагничивания в течение 60 секунд [22]. Это напряжение можно классифицировать как ELF-AC, поскольку оно изменяется очень медленно. Форма волны треугольного напряжения ELF-AC, приложенного к ярму намагничивания, показана на рис. 5.
После процесса намагничивания датчик поисковой катушки измеряет плотность магнитного потока по всему поперечному сечению намагниченного образца кабеля. , а полученные значения плотности магнитного потока интегрируются с помощью флюксметра для расчета полного магнитного потока.
Поскольку для получения большой петли BH требуется избыточная измерительная система за счет намагничивания насыщения основного кабеля большого диаметра, для получения малая петля BH в этом исследовании.
Среди характеристик петли B-H в зависимости от состояния образца кабеля проницаемость, означающая наклон петли B-H, используется в качестве показателя для количественной оценки изменения состояния поперечного сечения.
3.3. Процессы компенсации и шумоподавления для улучшения качества сигналов
На рисунках 6(a) и 6(b) показан пример необработанного сигнала, полученного из петли B-H. Как показано на рис. 6(а), во время работы системы возник электрический дрейф. Этот естественный дрейф может искажать сигнал и извлекать магнитную характеристику из петли B-H.
Чтобы избежать ошибок из-за дрейфа, был выполнен ряд процессов шумоподавления, поскольку необработанный сигнал содержит дрейф и ошибку смещения.Хотя эта обработка сигнала может вызвать некоторое искажение исходных характеристик петли B-H, в центре внимания этого исследования было извлечение индекса, который меняется с изменением поперечного сечения. Поэтому была выполнена следующая последовательная компенсация для формирования замкнутого контура B-H. Эта процедура полезна для предоставления опорных точек для извлечения индекса, отражающего петлю B-H, например наклон петли B-H.
Чтобы компенсировать ошибку дрейфа, общая ошибка была разделена на несколько точек выборки, и значение было добавлено прямо пропорционально точке выборки, как показано на рисунке 7.Кроме того, был выполнен процесс компенсации смещения, чтобы облегчить сравнение между петлями B-H для каждого условия.
4. Экспериментальное исследование
4.1. Экспериментальная установка и процедура
Была проведена серия экспериментальных исследований для изучения возможностей количественного определения поперечных потерь с использованием изменения петли B-H.
Образец магистрального кабеля диаметром 200 мм и длиной 800 мм был изготовлен для экспериментального исследования, как показано на рисунке 8, путем заполнения 300 прядей стальной проволоки в акриловой трубчатой зиге с внутренним диаметром 200 мм. , как показано на рисунке 8.Каждая прядь круглого стержня имела диаметр 10 мм.
На рис. 9 показана установка для лабораторного эксперимента. Ярмо намагничивания и поисковая катушка были установлены по окружности образца. Поисковая катушка была прикреплена к акриловому корпусу образца во время проведения эксперимента, поскольку форма поисковой катушки может влиять на измеряемый сигнал. Усилитель мощности для генерации ELF-AC для проводной катушки на ярме намагничивания, флюксметр для определения интеграла сигнала полного потока от датчика поисковой катушки, DAQ и контроллер входили в систему измерения для получения контура BH. из образца.Эта измерительная система работала с использованием пользовательского интерфейса LabVIEW.
Процедура испытаний для количественного определения потерь в поперечном сечении была такой же, как и показанная в Таблице 2. Для имитации потерь в поперечном сечении на каждом этапе из основного образца кабеля удаляли 30 прядей стальных стержней. Тридцать прядей стальных стержней соответствуют 10% поперечного сечения неповрежденного состояния, и эксперимент проводился в шесть этапов от неповрежденного состояния до состояния потери 50%.Используя сенсорную головку и систему измерения сигнала, был получен цикл петли B-H для 10-кратного повторения на каждом уровне поперечных потерь.
5. Экспериментальные результаты
Небольшая петля B-H из основного образца кабеля получается на каждом этапе измерения поперечных потерь циклом сбора данных о полном потоке и процесса шумоподавления. Полученные петли B-H с использованием среднего значения для каждого случая показаны на рисунке 10.
Как показано на рисунке 10, тупик петель B-H постепенно менялся.На рисунке 11 показан увеличенный рисунок тупика петель B-H, и он показывает, что вершина петли B-H постепенно уменьшается в соответствии с уровнем потерь в поперечном сечении из-за удаления стальных стержней.
Изменение петли B-H подразумевает изменение различных магнитных характеристик в зависимости от состояния образца, таких как проницаемость, проводимость и удерживающая способность. Следовательно, для количественной оценки потерь в поперечном сечении необходимо извлечение признаков магнитной характеристики из петли B-H.В этом исследовании наклон петли B-H, означающий проницаемость, был извлечен из петель B-H для каждого шага.
Наклон петли BH показан на рисунке 12. Наклон петли BH постепенно уменьшается в соответствии с потерями в поперечном сечении, как показано на рисунке 12. Кроме того, скорость снижения немного увеличилась, и это было предполагается на основе непостоянной силы намагничивания из-за смещения ярма намагничивания.
Для повышения точности обнаружения повреждений уровень поперечных потерь между каждым этапом был снижен до 1.67%. На рисунках 13 и 14 показано изменение петель B-H и кривая изменения наклона петли B-H соответственно.
Как показано на рисунках 13 и 14, наклон уменьшается с увеличением потерь в поперечном сечении, как и в случае уменьшения на 10%, и этот результат показывает, что потери в поперечном сечении менее 2% могут быть обнаруженным.
Кроме того, изменение кривой отношения на рисунке 14 аналогично изменению в диапазоне от 0% до 10% кривой на рисунке 12.Таким образом, наборы данных, полученные в двух случаях экспериментов, считаются надежными благодаря сходству между наборами данных.
Эти результаты показывают, что предлагаемый метод проверки кабеля с использованием датчика полного магнитного потока позволяет количественно диагностировать потери в поперечном сечении кабеля большого диаметра.
6. Выводы
Предлагается метод неразрушающего контроля магистрального кабеля, включающий намагничивание КНЧ-переменного тока с использованием ярма электромагнита с измерением полного потока с помощью поисковой катушки для диагностики потерь поперечного сечения магистрального кабеля в подвесных мостах.Была изготовлена головка магнитного датчика для измерения полного потока, включающая ярмо электромагнита и датчик с поисковой катушкой для получения петли B-H от основного кабеля. Была проведена серия экспериментальных исследований с использованием изготовленной головки датчика полного потока и основного образца кабеля, позволяющего удалить часть провода. Для каждого уровня поперечных потерь петля B-H в соответствии с поперечными потерями получается с использованием отношения между входным сигналом напряжения ELF-AC и измеренным сигналом полного потока.Наклон петли B-H, отражающий проницаемость, был извлечен для каждой полученной петли B-H для количественной оценки изменения петли B-H. Этот экспериментальный результат показывает, что наклон петли B-H постепенно уменьшается в соответствии со ступенчатыми потерями в поперечном сечении, а также показывает, что существует постоянная зависимость между изменением петли B-H и потерями в поперечном сечении основного образца кабеля. Метод неразрушающего контроля основного кабеля, основанный на измерении общего потока, можно использовать для диагностики потерь в поперечном сечении без необходимости сложных разрушающих испытаний, получая только петлю B-H с использованием системы измерения полного потока.Этот метод неразрушающего контроля основного кабеля на основе полного потока может быть эффективным инструментом контроля для обеспечения безопасности вантовых конструкций посредством дальнейших исследований и сближения роботов и ИТ-технологий.
Доступность данных
Необработанные данные общего сигнала потока, использованные для подтверждения результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.
Благодарности
Это исследование было поддержано Программой фундаментальных научных исследований через Национальный исследовательский фонд Кореи (NRF), финансируемой Министерством образования (NRF-2017-R1A6A3A04011933 и NRF-2017-R1A2B3007607).
Сопротивление и его связь с сечением провода
Поскольку известно, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, и если нам дано сопротивление единицы длины провода, мы можем легко вычислить сопротивление любой длины провода из этого конкретного материала, имеющего тот же диаметр.Кроме того, поскольку известно, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, и если нам дано сопротивление отрезка провода с единицей площади поперечного сечения, мы можем рассчитать сопротивление аналогичной длины из проволоки того же материала любой площади поперечного сечения. Следовательно, зная сопротивление данного проводника, мы можем рассчитать сопротивление любого проводника из того же материала при той же температуре. Из соотношения:
Можно также записать:
Если у нас есть проводник длиной 1 метр с площадью поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивлением 0.017 Ом, чему равно сопротивление 50 м провода из того же материала, но сечением 0,25 мм 2 ?
В то время как единицы System International (SI) обычно используются при анализе электрических цепей, электрические проводники в Северной Америке все еще производятся с использованием фута в качестве единицы длины и мил (одна тысячная дюйма) в качестве единицы длины. диаметр. Прежде чем использовать уравнение R = (ρ × l)/A для расчета сопротивления проводника данного размера AWG, необходимо определить площадь поперечного сечения в квадратных метрах с использованием коэффициента пересчета 1 мил = 0.0254 мм. Наиболее удобной единицей длины проволоки является фут. Используя эти стандарты, единицей размера является мил-фут. Таким образом, провод имеет единичный размер, если он имеет диаметр 1 мил и длину 1 фут.
Рисунок 42. Таблица преобразования при использовании медных проводников.В случае использования медных проводников мы избавлены от утомительных вычислений, используя таблицу, показанную на рис. 42. Обратите внимание, что размеры поперечного сечения, указанные в таблице, таковы, что каждое уменьшение на одно число калибра равно 25 процентное увеличение площади поперечного сечения.Из-за этого уменьшение на три калибровочных номера означает увеличение площади поперечного сечения примерно в соотношении 2:1. Точно так же изменение десяти номеров калибра провода представляет собой изменение площади поперечного сечения 10: 1, а при удвоении площади поперечного сечения проводника сопротивление уменьшается вдвое. Уменьшение на три номера сечения провода уменьшает сопротивление проводника данной длины вдвое.
Чтобы вычислить площадь поперечного сечения проводника в квадратных милах, длину одной стороны в милах возводят в квадрат.В случае прямоугольного проводника длина одной стороны умножается на длину другой. Например, обычная прямоугольная шина (большой специальный проводник) имеет толщину 3/8 дюйма и ширину 4 дюйма. Толщина 3/8 дюйма может быть выражена как 0,375 дюйма. Поскольку 1000 милов равны 1 дюйму, ширину в дюймах можно преобразовать в 4000 милов. Площадь поперечного сечения прямоугольного проводника находится путем преобразования 0,375 в мил (375 мил × 4000 мил = 1 500 000 квадратных мил).
Единицы длины и поперечного сечения
Длины и поперечные сечения/диаметры электротехнических или кабелей или могут быть введены и отображены в различных единицах измерения.В проекте можно определить значения по умолчанию для длин, сечений/диаметров и их единиц.
Возможные единицы отображения длины соединения
Блок
Значение
мм
миллиметра (0.001 м)
см
см (0,01 м)
дм
Дециметры (0,1 м)
м
Метров
км
км (1000 м)
футов; ноги; фут
фута / фут = 1/3 ярда (0.305 м)
ярда; двор
Двор (0,914 м)
«; дюйм; В
Дюйм (25,4 мм)
мил
1/1000 дюйма
Возможные единицы поперечного сечения/диаметра соединений
Блок
Значение
Как в проекте
Единица измерения берется из настроек проекта для электротехнических или гидравлических соединений (Опции > Настройки > Проекты > «Имя проекта» > Соединения > Свойства).При размещении этого свойства значение не отображается.
мм²;
кв.м.Квадратные миллиметры
АВГ
Американское измерение поперечного сечения («American Wire Gauge»).
мм
Миллиметры (0,001 м)
КСМ
Канадское измерение поперечного сечения («тысячи круговых мил», часто также сокращенно «KCmil»).
МКМ
Американское измерение поперечного сечения, используемое для калибров выше 500 AWG.
Дюйм, «; Золль
Дюйм (25,4 мм)
мкм
Микрометр (0.001 мм)
кмил
Американский и канадский размер поперечного сечения (0,5 мм²)
Не определено
Доступен в настройках проекта для свойств электротехнических или гидравлических соединений.