Сечение провода по току.
В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току (толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».
Расчет сечения проводов.
В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология – диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения.
Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода. Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):
S = π (D/2)2 ,
- S – площадь сечения провода, мм
- D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.
Более удобный вид формулы площади сечения провода:
Небольшая поправка — является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:
В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.
В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов. Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм .
Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) — система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм .
Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.
Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода.
1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).
2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.
3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.
Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).
Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.
Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока, можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные – площадь сечения проводника.
Таблица выбора сечения кабеля. Расчет сечения проводов и кабелей по току, мощности.
В таблице приведены данные мощности, тока и сечения кабелей и проводов, для расчетов и выбора кабеля и провода, кабельных материалов и электрооборудования.
В расчете применялись данные таблиц ПУЭ, формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки.
Ниже представлены таблицы для кабелей и проводов с медными и алюминивыми жилами проводов.
Пример расчета сечения кабеля
Задача: запитать ТЭН мощностью W=4,75 кВт медным проводом в кабель-канале.
Расчет тока: I = W/U. Напряжение нам известно: 220 вольт. Согласно формуле протекающий ток I = 4750/220 = 21,6 ампера.
Ориентируемся на медный провод, потому берем значение диаметра медной жилы из таблицы. В колонке 220В — медные жилы находим значение тока, превышающего 21,6 ампера, это строка со значением 27 ампера. Из этой же строки берем Сечение токопроводящей жилы, равное 2,5 квадрата.
Сила в проводах — ПРАВИЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ!
Немного теории о силовых проводах, которую считаю полезным знать каждому!
В процессе написания данный пост пополнился ссылками и выкладками — что делает его вполне доказанным и обоснованным. Всем кто хочет проверить или просто углубить свои знания — вот ссылка на основополагающий по вопросам поднятым в данном посте — ГОСТ 22483-2012: www.gostedu.ru/53063.html
1. Медь. Рассмотрим из чего могут быть провода? Практически все отечественные провода изготавливаются из меди марки М1. Хоть и ругают наши заводы — но медь они делать не разучились. В этом убеждался и на производстве — где видел кучу аварий и применений наших отечественных проводов под нагрузкой превышающих допустимую — то есть на пиковых режимах и режимах КЗ. Так вот провода наши держат нагрузку пложенную им по номиналу: если они соответствуют заявленному сечению, но об этом ниже. Качественные брендовые авто провода — так же сделаны из меди — но само собой из страны Восходящего солнца (там их делать выгоднее). Лично у меня нет никакой предвзятости к ним и обсуждать какая там медь нет никакого желания, не в этом суть. Каждый выбор сделает сам. Но есть некачественные изделия (не всегда кстати дешевые) — в которых медь явно с примесями или вообще провода алюмо-медные… Такие я применять в авто не советую.
2. Класс гибкости. Одна из наиболее значимых характеристик любого гибкого провода — который мы хотим применить у нас в авто.
Как известно все гибкие провода состоят из многих медных проволочек — составляющих вместе общее сечение токопроводящей жилы. Они должны быть из отожженной меди.
Так вот чем тоньше будут эти проволочки и чем больше будет их число — тем провод будет более гибкий. И наоборот.
В ГОСТе по классам гибкости медных силовых проводов прописаны конкретные диаметры вот этих мелких проволочек из которых состоит провод. Если провод сделан с соблюдением этих требований (кстати по ТУ тоже есть много качественной продукции) — то диаметр проволочек должен находиться в этом разрешенном допуске — и значит провод будет соответствовать указанному классу гибкости.
Классов всего 6.
1 — почти моножила.
2 — чуть гибкий провод, например ПВ-2
3 — провод ограниченной гибкости ПВ-3
4 — провод достаточно гибкий — ПВ-4
5 — гибкий провод — КГ, ПВ-5, Artline
6 — наиболее гибкий провод — импортные брендовые провода (не все), отечественный КОГ-1.
Теперь стоит указать на ОЧЕНЬ важную особенность связанную с разными классами гибкости проводов.
Если взять провода одинакового заявленного сечения — например 25 мм2 — НО разного класса гибкости например 3 и 5 — ТО провод 3 класса гибкости будет смотреться меньшим визуально! Это физика — меньше проводков большего диаметра — сечение ОДНО — а визуально — более тонкий! Поэтому не стоит сравнивать НА ГЛАЗ провода например КГ и ПВ-3 — при одинаковом и качественно выполненном сечении — ПВ-3 — ВСЕГДА будет более тонким казаться. Но сечение ОДНО — а значит свойства по пропусканию тока ОДИНАКОВЫЕ. Разница в гибкости.
Далее стоит отметить что импортные провода сделаны по общепринятой "за бугром" системе исчесления сечений — а именно Американ Ваер Гейдж — AWG — он же Ga. А наши отечественные, которые лично мне ближе — исчесляются в мм2. И соответствие проводов AWG системы — нашим проводам — УСЛОВНОЕ. Есть таблицы из которых видно что например импортная нулевка 0 Ga = 53 мм2. Поэтому сравнивая даже качественный КГ-50 с 0 Ga — в любом случае получаем что 0 Ga — будет на 3 мм2 толще да еще и класс гибкости импортного 6, а КГ — 5 — и КГ будет казаться меньше по сечению. Он как бы на 3 мм2 и так меньше, но эффект значительно усиливаеться разницей в классах гибкости. Ну и 4 Ga — которому сопоставляют наш КГ-25 — поменьше будет (21 мм2) и тут КГ рулит. Вот это не стоит забывать никогда. Отечественные провода нужно сравнивать с качественными отечественными проводами и с одинаковым классом гибкости. А импортные с импортными.
3. Сечение. Вот это пожалуй главная характеристика любого провода. И это экзамен состоятельности для любого кабельного завода. Делаешь честно — не обманываешь — получаешь хороший продукт на выходе — которому можно верить. Который пропустит заявленный ток без ущерба для себя и не подведет… Так вот многие заводы сейчас лукавят и явно занижают сечение таких проводов к сожалению на рынке много. Одно из отличий которое являеться например для КГ решающим — между — медью и внешней изоляцией должна быть полиэтиленовая пленка — прокладка — для того чтобы резина не наплавлялась при производстве на медную жилу. Если ее нет — то такой КГ сразу не рассматривайте. По поводу проводов в пластикате-изоляции (ПВХ) — тут лучше у продавца спросить сертификат качества и доверять наиболее крупным кабельным заводам РФ.
А теперь главное — КАК ПРАВИЛЬНО ПОМЕРИТЬ СЕЧЕНИЕ СИЛОВОГО ПРОВОДА?
Нет не наконечником в него тыкать… Это не показатель… наконечники все разные. И только качественным стоит верить. Да и в любом случае в наконечник провод не должен входить впритир. Потому что в таком случае при правильной опрессовке не будет образование облоя — а это необходимо. Наконечник тогда просто порветься гидравлическим прессом — так что в любом случае наконечник должен быть чуть больше по диаметру чем провод КГ или другой туда прессуемый. Стоит отметить что наконечники электротехнические — разработаны для мм2, а не для AWG. Поэтому некоторые 0 Ga — конечно будут лезть в него впритир… А есть очень редкие в продаже в обычных электротех магазинах — наконечники под AWG — импортные наконечники. Каждому проводу свое!
Правильно мерить сечение провода так:
1. Берем провод. Зачищаем — если провод качественый (общепринятая технология многих заводов) — то тонкие жилки сплетены в косички по 15-26 жилок, а уже из 8-20 косичек (в зависимости от сечения) — состоит весь провод. Это строение видно при зачищенном проводе. Поэтому не ленитесь зачищайте КГ и другие провода при их выборе. Провода с которыми довелось работать мне имеют такую структуру.