A vezetékeket széles körben használják az elektromos hálózatok területén, különféle célokra. Első pillantásra az energia szállítása kábel- és huzaltermékeken keresztül egyszerűnek és érthetőnek tűnik.
Az elektromos vezetékek biztonságos működésének biztosítása érdekében azonban számos fontos árnyalattal kell számolni az elektromos hálózatok tervezése és kivitelezése során. Az egyik ilyen részlet a huzal keresztmetszetének átmérőnkénti megfelelő kiszámításának képessége, mivel a vezetőn áthaladó megengedett áram határától függ a meghatározás pontossága.
Hogyan lehet meghatározni a keresztmetszetet vagy az átmérőt, van-e különbség ezek között a paraméterek között? Megpróbáljuk megérteni a cikket. Ezenkívül összefoglaló táblázatokat készítettünk, amelyek segítenek kiválasztani a vezetőt az elektromos hálózat beépítésének körülményeitől, a kábelmag előállításának anyagától és a csatlakoztatott egységek teljesítményjellemzőitől függően.
A számítás szükségessége és eljárása
Számos különféle kapacitású berendezés táplálkozik elektromos árammal. És a kapacitások nagyon szélesek.
Minden egyes elektromos készülék egy terhelést képvisel, attól függően, hogy milyen nagyságú áramra van szükség egy bizonyos erősségű áramhoz.
A villanyszerelők alapértelmezett vagy banális tudatlansága alapján a vezetékeket könnyű csatlakoztatni, figyelmen kívül hagyva az átmérőre és a keresztmetszetre vonatkozó összes követelményt. Egy másik kérdés az, hogy mit lehet beszerezni egy ilyen gyakorlatból működés közben.
A szükséges terheléshez szükséges árammennyiség különböző átmérőjű (keresztmetszetű) vezetékeken vezethető át.
De abban az esetben, ha a vezető keresztmetszete nem elegendő egy adott árammennyiség áthaladásához, akkor a megnövekedett ellenállás hatása lép fel. Ennek eredményeként a vezeték (kábel) felmelegszik.
Ha figyelmen kívül hagyja ezt a jelenséget, és továbbra is átáramlik, akkor valóban fennáll a melegítés veszélye a tűz pillanatáig. Ez a helyzet súlyos veszélyhelyzetet fenyeget. Ezért van szükség a figyelmet a terhelés áramátviteli áramköreinek kiszámítására és kiválasztására.
A keresztmetszet (átmérő) mentén az elektromos vezetők pontatlan számításának következményeihez társulhatnak a szigetelő anyag enyhe deformációjától valódi tűzig és súlyos tűznél fellépő jelenségek.
A helyes számítás, a kábelek és vezetékek megfelelő kiválasztása pozitív hatással van a terhelésként működő berendezések működésére.
Tehát a biztonsági tényezőn kívül az elektromos kábel keresztmetszetének átmérőnkénti, vagy fordítva történő kiszámítása kötelező intézkedés az elektromos gépek hatékony működésének biztosítása szempontjából.
A vezetőmag átmérőjének meghatározása
Valójában ez a művelet egyszerű lineáris méréssel elvégezhető. A pontos méréshez ajánlatos egy pontszerszámot használni, például egy vastag féknyerget vagy még jobb mikrométert.
A viszonylag alacsony pontosságú eredmény, de a huzalok sok alkalmazásához elfogadható, átmérő mérését egy általános vonalzóval végezzük.
A mag átmérőjének mérése és meghatározása egy pontszerszámmal, amely egy sarokmérő. Ez a lineáris mérési módszer elég pontos eredményt ad a vezető keresztmetszetének későbbi kiszámításához
A mérést természetesen a csupasz vezető állapotában kell elvégezni, vagyis először a szigetelő bevonatot távolítják el.
Egyébként egy szigetelő bevonatot, például egy rézhuzalból, szintén vékony rétegű lakk-permetezésnek kell tekinteni, amelyet szintén el kell távolítani, ha nagyon pontos számítás szükséges.
Van egy háztartási módszer az átmérő mérésére, olyan esetekben, amikor nincs kéznél mérőeszköz. A módszer használatához elektromos csavarhúzóra és iskolai vonalzóra van szükség.
A méréshez szolgáló vezetõt elõzetesen lecsupaszítják a szigetelésrõl, majd azt szorosan körbe-körbe tekercselik a csavarhúzó-rudazaton. Általában egy tucat fordulat tekercselnek - ez egy kényelmes szám a matematikai számításokhoz.
A lineáris átmérő mérése egy másik általános módszer a vezeték paraméterének meghatározására a teljesítmény (teljesítmény) kiszámításához. Normál vonalzóval és bármilyen talppal használják, ahol megengedett a vezető tekercselése (+)
Ezután a csavarhúzó rúdján feltekercselt vonalzóval mérjük az első és az utolsó fordulás között. A vonalon kapott értéket el kell osztani a fordulások számával (ebben az esetben 6-al). Egy ilyen egyszerű számítás eredményeként a huzal átmérője lesz.
Az elektromos huzal keresztmetszetének kiszámítása
A vezetőmag keresztmetszetének értékének meghatározásához a matematikai formulációt kell használnia.
Valójában a vezetőmag keresztmetszete a keresztmetszet területe, azaz a kör területe. Ennek átmérőjét a fent leírt módszerrel kell meghatározni.
A magszakasz valójában egy kör területe. Ennek megfelelően a geometriai matematika ezen szegmensének kiszámítása elvégezhető egy hagyományos képlettel, feltéve, hogy az átmérő vagy sugár ismert értéke
Az átmérő értéke alapján a sugárértéket úgy lehet megkapni, hogy az átmérőt felére osztja.
Valójában a kapott adatokhoz hozzá kell adni a „π” (3.14) konstansot, amely után a keresztmetszeti értéket kiszámíthatja az alábbi képletek egyikével:
S = π * R2 vagy S = π / 4 * D2,
Ahol:
- D - átmérő;
- R - sugár;
- S - keresztirányú szakasz;
- π Állandó, amely megfelel a 3.14-nek.
Ezeket a klasszikus képleteket használják az sodrott vezetékek keresztmetszetének meghatározására is. A számítási stratégia gyakorlatilag változatlan marad, néhány részlet kivételével.
Pontosabban kiszámolják az egyik mag keresztmetszetét a gerendától, majd az eredményt megszorozzák a huzalok teljes számával.
A többmagos vezető keresztmetszete ugyanazzal a matematikai módszerrel kiszámítható, mint amely egyetlen huzalra vonatkozik, de a meglévő magok számát tényezőként figyelembe veszik
Miért kell a keresztmetszeti meghatározást fontos tényezőnek tekinteni? A nyilvánvaló pont, amelyet közvetlenül a Joule-Lenz törvény köt össze, azért van, mert a vezető határparamétere határozza meg az ezen a vezetőn átfolyó megengedett áram határát.
Szekcionált átmérő meghatározása
Matematikai számításokkal megengedett a vezetőmag átmérőjének meghatározása, ha a szakasz paramétere ismert.
Ez természetesen nem a legpraktikusabb lehetőség, tekintettel az átmérő meghatározására szolgáló egyszerűbb módszerek rendelkezésre állására, ám ennek a lehetőségnek a használata nem zárható ki.
Az átmérő nagy pontossággal történő mérése egy pad szerszámmal - mikrométerrel - majdnem ugyanazt az eredményt adja, ha a számításokat a képlet alapján hajtják végre
A számítás elvégzéséhez gyakorlatilag ugyanazon numerikus információkra lesz szüksége, mint amelyet a keresztmetszet matematikai képlettel történő kiszámításához használtunk.
Vagyis a "π" állandó és a kör (szakasz) területének értéke.
Az alábbi képletértékek felhasználásával az átmérő értékét kapjuk:
D = √4S / π,
Ahol:
- D - átmérő;
- S - keresztirányú szakasz;
- π Állandó, amely megfelel a 3.14-nek.
Ennek a képletnek az alkalmazása releváns lehet, ha a keresztmetszeti paraméter ismert és a rendelkezésre álló átmérő mérésére nincs megfelelő eszköz.
A keresztmetszeti paraméter beszerezhető például a vezető dokumentációjából vagy a számítási táblázatból, amely bemutatja a leggyakrabban használt klasszikus opciókat.
Táblázatok a megfelelő vezető kiválasztásához
A kívánt huzal (kábel) kiválasztásának kényelmes és praktikus lehetősége speciális táblák használata, amelyek megmutatják az átmérőket és a keresztmetszeteket a teljesítményhez és / vagy az áramokhoz viszonyítva.
Ha ilyen asztal van a kéznél, ez egy egyszerű és egyszerű módja annak, hogy gyorsan meghatározzuk a vezetőt a szükséges elektromos telepítéshez.
A kívánt értékek meghatározása a klasszikus táblázat segítségével az egyik legkényelmesebb módja a kívánt vezető kiválasztására a telepítés során
Tekintettel arra, hogy az elektromos szerelés hagyományos vezetői réz vagy alumínium vezetékekkel ellátott termékek, mindkét fémetípushoz táblázatok vannak.
Ezenkívül a táblázatos adatok gyakran mutatják a 220 V és a 380 V feszültség értékeit. Ezen felül a telepítési feltételek értékeit is figyelembe veszik - zárt vagy nyitott huzalozás.
Valójában kiderül, hogy az egyik papírlapon vagy az okostelefonra letöltött képen olyan nagyméretű műszaki információ található, amely a fent említett matematikai (lineáris) számítások nélkül is megtörténhet.
Sőt, sok kábeltermék-gyártó - a vásárló számára szükséges vezeték megválasztásának - például az aljzatok telepítésének - megkönnyítése érdekében egy táblázatot kínál, amelybe minden szükséges értéket beírnak.
Csak azt kell meghatározni, hogy egy adott elektromos ponthoz milyen terhelést terveznek, és hogyan fogják végrehajtani a telepítést, és ezen információk alapján válassza ki a megfelelő vezetéket réz vagy alumínium vezetékekkel.
A huzal átmérőjének keresztmetszeti átmérőjének kiszámítására szolgáló ilyen példák a táblázatban találhatók, ahol megfontolják a réz- és alumíniumvezetők lehetőségeit, valamint a vezetékek rögzítésének módszereit - nyitott vagy rejtett típusú. Az első táblázatból meghatározhatja a teljesítmény és az áram keresztmetszeti mutatóját.
A réz- és alumíniumvezetők átmérőjének megfelelőségi táblázata a telepítési körülményektől függően
Teljesítmény, W | Jelenlegi, A | Rézvezető mag | Alumínium vezetőmag | ||||||
Nyílt típus | Zárt típus | Nyitott típus | Zárt típus | ||||||
S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | S mm2 | D mm | ||
100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
200 | 0,87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0,29 | 0,61 |
300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
500 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3,62 | 2,15 |
3000 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2.35 |
3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5,07 | 2,54 |
4000 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
6000 | 26,09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
7000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
8000 | 34,78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
9000 | 39,13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Ezenkívül létezik egy olyan keresztmetszetre és átmérőre vonatkozó szabvány, amely vonatkozik a kábelek, vezetékek, zsinórok kerek (alakú) tömítetlen és lezárt vezetőképes vezetékeire. Ezek a paraméterek szabályozottak GOST 22483-2012.
Rézből (ónozott réz), kábelből, fémbevonat nélküli vagy fém bevonattal ellátott kábelek a szabvány alá tartoznak.
A helyhez kötött kábelek és vezetékek réz- és alumíniumvezetőit az 1. és a 2. osztályba kell osztani. A vezetékeket, zsinórokat, a nem stabil és helyhez kötött kábeleket, ahol a felszerelés fokozott rugalmassága szükséges, 3-tól 6-ig osztályozzuk.
Kábel (huzal) rézvezetők osztályozási táblázata
Névleges keresztmetszet, mm2 | A réz erek megengedett átmérője, mm | ||||
egyvezetékes (1. osztály) | Multiwire (2. osztály) | Multiwire (3. osztály) | Multiwire (4. osztály) | rugalmas (5. és 6. osztály) | |
0,05 | – | – | – | 0,35 | – |
0,08 | – | – | – | 0,42 | – |
0,12 | – | – | – | 0,55 | – |
0,20 | – | – | – | 0,65 | – |
0,35 | – | – | – | 0,9 | – |
0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
1,2 | – | – | 1,6 | 1,6 | – |
1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
2,0 | – | – | 1,9 | 2,0 | – |
2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
3,0 | – | – | 2,5 | 2,6 | – |
4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
5 | – | – | 3,0 | 3,2 | – |
6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
8 | – | – | 4,0 | 4,2 | – |
10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
185 | – | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
240 | – | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
300 | – | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
400 | – | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
500 | – | 29,2 | 43,5 | – | 35,0 |
625 | – | 33,0 | – | – | – |
630 | – | 33,2 | – | – | 39,0 |
800 | – | 37,6 | – | – | – |
1000 | – | 42,2 | – | – | – |
Alumínium vezetők és kábelek esetén a GOST 22483-2012 a mag névleges keresztmetszetére vonatkozóan olyan paramétereket is biztosít, amelyek megfelelnek a megfelelő átmérőnek, a mag osztályától függően.
Ezen túlmenően, ugyanazon GOST szerint, a feltüntetett átmérők felhasználhatók az 1. osztályba tartozó rézvezetőkhöz, ha szükséges a minimális átmérő kiszámítása.
Kábel (huzal) alumínium vezetők osztályozási táblázata
Névleges keresztmetszet, mm2 | A kerek erek átmérője (alumínium), mm | |||
1. osztály | 2. osztály | |||
minimális | maximális | minimális | maximális | |
16 | 4,1 | 4,6 | 4,6 | 5,2 |
25 | 5,2 | 5,7 | 5,6 | 6,5 |
35 | 6,1 | 6,7 | 6,6 | 7,5 |
50 | 7,2 | 7,8 | 7,7 | 8,0 |
70 | 8,7 | 9,4 | 9,3 | 10,2 |
95 | 10,3 | 11,0 | 11,0 | 12,0 |
120 | 11,6 | 12,4 | 12,5 | 13,5 |
150 | 12,9 | 13,8 | 13,9 | 15,0 |
185 | 14,5 | 15,4 | 15,5 | 16,8 |
240 | 16,7 | 17,6 | 17,8 | 19,2 |
300 | 18,8 | 19,8 | 20,0 | 21,6 |
400 | – | – | 22,9 | 24,6 |
500 | – | – | 25,7 | 27,6 |
625 | – | – | 29,0 | 32,0 |
630 | – | – | 29,3 | 32,5 |
További javaslatok a vezetékek és kábelek típusának megválasztására a lakásban és a házban az elektromos hálózatok elrendezéséhez:
- Melyik vezetéket kell használni a ház vezetékezéséhez: ajánlások a kiválasztáshoz
- Milyen kábelt kell vezetni egy fából készült házban: a nem éghető kábel típusai és biztonságos telepítése
- Milyen kábelt kell használni a lakás vezetékezéséhez: a vezetékek áttekintése és a legjobb megoldás kiválasztása
Az alábbi videó bemutatja a vezető keresztmetszetének egyszerű módszerekkel történő meghatározásának gyakorlati példáját.
A videó megtekintése ajánlott, mivel az egyértelműen bemutatott információk hozzájárulnak az ismeretek mennyiségének növeléséhez:
Az elektromos vezetékekkel végzett munka a számítás szempontjából mindig felelősségteljes hozzáállást igényel.
Ezért bármilyen rangú villanyszerelőnek ismeri a számítási módszert és képesnek kell lennie a meglévő műszaki táblázatok felhasználására. Így nem csak a pontos számításnak köszönhetően jelentősen csökkennek a telepítési költségek, hanem ami a legfontosabb - garantált a bemeneti vezeték üzemeltetési biztonsága..
Van még valami kiegészítés, vagy kérdésed van-e a huzal keresztmetszetének meghatározásával? Megjegyzéseket fűzhet a kiadványhoz, részt vehet a beszélgetésekben és megoszthatja saját tapasztalatait a ház vagy lakás elektromos hálózatának elrendezéséhez szükséges vezetékek kiválasztásában. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.