Как да определите сечението на проводник по диаметър и обратно: готови таблици и изчислителни формули

Проводниците се използват широко в сферата на електрическите мрежи с най-различно предназначение. Транспортирането на енергия посредством кабелно-проводникови изделия на пръв поглед изглежда просто и разбираемо.

Обаче за осигуряване на безопасна експлоатация на електрическата инсталация, е необходимо да се вземат предвид редица важни нюанси при проектирането и изграждането на електрическите мрежи. Една от тези подробности е умението правилно да се изчисли сечението на проводник по диаметър, тъй като от точността на определяне зависи границата на допустимия ток, преминаващ през проводника.

Как да определим сечението или диаметъра, има ли разлика между тези параметри? Ще се опитаме да разберем в статията. Освен това сме подготвили обобщени таблици, които ще помогнат да изберем проводник в зависимост от условията на монтаж на електромрежата, материала на производство на кабелната жила и мощностните характеристики на свързваните агрегати.

Необходимост и ред за провеждане на изчислението

С електрически ток се захранва най-различно оборудване, притежаващо различна мощност. И диапазонът на мощностите е доста обширен.

Всеки отделно взет електрически апарат представлява товар, в зависимост от големината на който е необходимо подаване на ток с определена сила.

По подразбиране или поради банално незнание на основите на електриката, проводниците лесно могат да бъдат свързани, пренебрегвайки всички съществуващи изисквания към диаметрите и сеченията. Друг въпрос е какво може да се получи от такава практика в процеса на експлоатация.

Необходимото количество ток за необходимия товар може да се пропусне през проводници с различен диаметър (сечение).

Но при условия на недостатъчно сечение на проводника за преминаване на зададения обем ток възниква ефект на увеличено съпротивление. Като следствие се отбелязва нагряване на проводника (кабела).

Ако се пренебрегне подобно явление и се продължи да се пропуска ток, създава се реална опасност от нагряване до момента на запалване. Такава ситуация заплашва с сериозна аварийна ситуация. Ето защо на изчисленията и избора на вериги за предаване на ток към товара трябва да се обърне повишено внимание.

Последиците от неточни изчисления на електрическите проводници по сечение (диаметър) могат да бъдат съпроводени с явления от незначителна деформация на изолиращия материал до реално възпламеняване и голям пожар.

Правилното изчисляване, грамотният подбор на кабели и проводници се отразява положително и на работата на оборудването, което действа като товар.

Така че, освен фактора за безопасност, изчисляването на сеченията на електрическия кабел по диаметър или обратно, е задължително действие от гледна точка на осигуряване на ефективна експлоатация на електрическите машини.

Определяне на диаметъра на жилото на проводника

Всъщност тази операция може да се извърши с просто линейно измерване. За точно измерване се препоръчва използването на точков инструмент, например шублер, а още по-добре – микрометър.

Относително нисък по точност резултат, но напълно приемлив за много варианти на приложение на проводниците дава измерването на диаметъра с обикновена линийка.

Измерване и определяне на диаметъра на жилото с точков инструмент, в качеството на който се използва шублер. Този начин на линейно измерване дава резултат, достатъчно точен за последващо изчисляване на сечението на проводника.

Разбира се, измерването трябва да се извършва в състояние на оголен проводник, тоест предварително се отстранява изолационното покритие.

Между другото, за изолационно покритие, например на меден проводник, се смята и тънкият слой лаково покритие, който също трябва да се отстрани, когато се изисква много точно изчисление.

Съществува «битов» начин за измерване на диаметъра, подходящ в случаите, когато под ръка няма точкови измервателни инструменти. За прилагането на този начин ще са необходими отвертка на електротехник и училищна линийка.

Проводникът за измерване предварително се почиства от изолацията, след което се навива плътно навивка до навивка на щангата на отвертката. Обикновено се навиват десет навивки – удобно число за математически изчисления.

Линейното измерване на диаметъра – още един широко разпространен начин за определяне на параметъра на проводника за изчисляване на мощността (пропускателната способност). Прилага се с използване на обикновена линийка и всякаква основа, върху която е допустимо да се навие проводникът (+)

След това намотаната на щангата на отвертката намотка се измерва с линийка от първата до последната навивка. Получената стойност на линийката трябва да се раздели на броя на навивките (в този случай на 6). Резултатът от това нехитро изчисление ще бъде диаметърът на жилото на проводника.

Изчисляване на сечението на електрически проводник

За определяне на стойността на сечението на жилото на проводника ще трябва да се използва математическа формулировка.

По същество, сечението на жилото на проводника е площта на напречния разрез – тоест площта на кръга. Диаметърът на който се определя по методиката, описана по-горе.

Сечението на жилото – всъщност площ на кръг. Съответно изчисляването на този сегмент от геометричната математика е допустимо да се извърши посредством традиционна формула при условие на известна стойност на диаметъра или радиуса.

Въз основа на стойността на диаметъра, не е трудно да се получи стойността на радиуса, като се раздели диаметърът наполовина.

Всъщност ще е необходимо към получените данни да се добави константата «π» (3,14), след което може да се изчисли стойността на сечението по една от формулите:

S = π*R² или S = π/4*D²,

където:

• D – диаметър;
• R – радиус;
• S – напречно сечение;
• π – константа, съответстваща на 3,14.

Посочените класически формули се използват и за определяне на сечението на многожилни проводници. Стратегията на изчисление остава практически непроменена, с изключение на някои детайли.

В частност, първоначално се изчислява сечението на едно жило от снопа, след което полученият резултат се умножава по общия брой жила.

Изчисляването на сечението на многожилен проводник е допустимо с помощта на същия математически метод, който се прилага за единичен провод, но допълнително се взема предвид броят на съществуващите жила като множител.

Защо трябва да се счита за важен фактор определянето на сечението? Очевиден момент, свързан пряко със закона на Джаул-Ленц, – защото параметърът на сечението на проводника определя границата на допустимия ток, протичащ през този проводник.

Определяне на диаметъра по сечение

Чрез математическо изчисление е допустимо да се определи диаметърът на жилото на проводника, когато параметърът на сечението е известен.

Това, разбира се, не е най-практичният вариант, предвид наличието на по-прости начини за определяне на диаметъра, но използването на такъв вариант не се изключва.

Измерването на диаметъра с висока точност с помощта на шлосерски инструмент – микрометър, дава практически аналогичен резултат, когато изчисленията се извършват с помощта на формула.

За извършване на изчислението всъщност ще са необходими същите числови данни, които се използваха при изчисленията на сечението с помощта на математическа формула.

Тоест, константата «π» и стойността на площта на кръга (сечението).

Прилагайки тези стойности на формулата по-долу, се получава стойността на диаметъра:

D = √4S/π,

където:

• D – диаметър;
• S – напречно сечение;
• π – константа, съответстваща на 3,14.

Прилагането на тази формула може да е актуално, когато е известен параметърът на сечението и няма подходящи инструменти за измерване на диаметъра.

Параметърът на сечението може да се получи, например, от документацията на проводника или от таблица за изчисления, където са представени най-често използваните класически варианти.

Таблици за избор на подходящ проводник

Удобен и практичен вариант за избор на необходимия проводник (кабел) е използването на специални таблици, в които са посочени диаметрите и сеченията спрямо мощностите и/или провежданите токове.

Наличието на такава таблица под ръка е лесен и прост начин бързо да се определи проводникът за необходимата електрическа инсталация.

Определянето на необходимите стойности чрез класическа таблица е един от най-удобните начини за избор на търсения проводник при извършване на монтажни работи.

Като се има предвид, че традиционни проводници за електротехнически монтаж са продукти с медни или алуминиеви жила, съществуват таблици и за двата вида метал.

Също така табличните данни често представят стойности за напрежение 220 волта и 380 волта. Плюс това, се отчитат стойностите на условията на монтаж – затворено или открито окабеляване.

Фактически се получава, че на един лист хартия или на картина, заредена в смартфон, се съдържа обемна техническа информация, която позволява да се избегнат отбелязаните по-горе математически (линейни) изчисления.

Освен това, много производители на кабелна продукция, за да улеснят купувача в избора на необходимия проводник, например за инсталиране на контакти, предлагат таблица, в която са въведени всички необходими стойности.

Остава само да се определи какво натоварване се планира за конкретната електроточка и по какъв начин ще се извърши монтажът, и въз основа на тази информация да се избере правилният проводник с медни или алуминиеви жила.

Примери за такива варианти за изчисляване на диаметъра на проводника по сечение са дадени в таблицата, където са разгледани варианти за медни и алуминиеви жила, както и начините за полагане на окабеляването – открит или скрит тип. От първата таблица може да се определи показателят сечение по мощност и ток.

Таблица на съответствието на сечението на диаметъра на медни и алуминиеви жила в зависимост от условията на монтаж

Освен това съществува стандарт за сечения и диаметри, разпростиращ се върху кръгли (фасонни) неуплътнени и уплътнени токопроводящи жила на кабели, проводници, шнурове. Тези параметри се регламентират от ГОСТ 22483-2012.

Под стандарта попадат кабели от медна (калайдисана медна), алуминиева тел без метално покритие или с метално покритие.

Медните и алуминиевите жили на кабелите и проводниците за стационарно полагане се разделят на класове 1 и 2. Проводниците, шнуровете, кабелите за нестационарно и стационарно полагане, където се изисква повишена степен на гъвкавост при монтажа, се разделят на класове от 3 до 6.

Таблица на съответствието по класове за кабелни (проводникови) медни жили

За алуминиевите проводници и кабели ГОСТ 22483-2012 също предвижда параметри на номиналното сечение на жилата, които отговарят на съответния диаметър, зависещ от класа на жилата.

Освен това, съгласно същия този ГОСТ, посочените диаметри могат да се използват за меден проводник от клас 1, ако е необходимо да се изчисли минималният му диаметър.

Таблица на съответствието по класове за кабелни (проводникови) алуминиеви жили

Допълнителни препоръки относно избора на тип проводници и кабели за изграждане на електрически мрежи в апартамента и къщата са дадени в статиите:

1. Какъв проводник да се използва за окабеляване в дома: препоръки за избор
2. С какъв кабел да направите инсталацията в дървена къща: видове незапалим кабел и неговото безопасно полагане
3. Кой кабел да се използва за електроинсталация в апартамент: преглед на проводници и избор на най-добрия вариант

Изводи и полезно видео по темата

С видеоклипът по-долу се демонстрира практически пример за определяне на сечението на проводника с прости методи.

Прегледът на клипа се препоръчва, тъй като нагледно представената информация допринася за увеличаване на обема на знанията:

Работата с електрически проводници винаги изисква отговорно отношение от гледна точка на изчислението.

Затова електротехник от всякакъв ранг трябва да знае методиката на изчисление и да умее да ползва съществуващите технически таблици. По този начин се постига не само съществена икономия на средства за монтаж благодарение на точното изчисление, но главно – се гарантира безопасността на експлоатация на въвежданата линия.

Има какво да добавите, или възникнаха въпроси относно определяне на сечението на проводника? Можете да оставяте коментари към публикацията, да участвате в дискусиите и да споделяте собствен опит при избора на проводници за изграждане на електрическа мрежа в къщата или апартамента. Формата за връзка се намира в долния блок.