Dráty jsou široce používány v oblasti elektrických sítí pro různé účely. Na první pohled se zdá, že doprava energie prostřednictvím kabelových a drátěných výrobků je jednoduchá a přímá.
Pro zajištění bezpečného provozu elektrického vedení je však třeba při navrhování a výstavbě elektrických sítí zohlednit řadu důležitých nuancí. Jedním z takových podrobností je schopnost správně vypočítat průřez drátu podle průměru, protože hranice přípustného proudu procházejícího vodičem závisí na přesnosti stanovení.
Jak zjistit průřez nebo průměr, je mezi těmito parametry rozdíl? Pokusíme se tento článek pochopit. Kromě toho jsme připravili souhrnné tabulky, které vám pomohou vybrat dirigent v závislosti na podmínkách instalace elektrické sítě, materiálu pro výrobu kabelového jádra a výkonových charakteristik připojených jednotek.
Potřeba a postup výpočtu
Elektrický proud je napájen různými zařízeními s různou kapacitou. A rozsah kapacit je velmi rozsáhlý.
Každý jednotlivý elektrický přístroj představuje zátěž, v závislosti na velikosti, kterou je zapotřebí proudové napájení určité síly.
Ve výchozím nastavení nebo banálním ignorováním základů elektrikářů se vodiče snadno připojují, ignorujíc všechny existující požadavky na průměry a průřezy. Další otázkou je, co lze z takové praxe získat během provozu.
Požadované množství proudu pro požadované zatížení může být vedeno dráty různých průměrů (průřezy).
V podmínkách nedostatečného průřezu vodiče pro průchod daného objemu proudu však vzniká účinek zvýšeného odporu. V důsledku toho je zaznamenáno zahřívání drátu (kabelu).
Pokud tento jev ignorujete a budete nadále procházet proudem, existuje skutečné nebezpečí zahřátí až do okamžiku požáru. Tato situace hrozí vážnou nouzovou situací. Proto vyžadují výpočty a výběr obvodů přenosu proudu do zátěže zvláštní pozornost.
Důsledky nepřesných výpočtů elektrických vodičů podél průřezu (průměr) mohou být doprovázeny jevy od mírné deformace izolačního materiálu do skutečného požáru a velkého požáru
Správný výpočet, správný výběr kabelů a vodičů má pozitivní vliv na provoz zařízení působících jako zátěž.
Kromě bezpečnostního faktoru je tedy výpočet průřezů elektrického kabelu průměrem nebo naopak povinný z hlediska zajištění účinného provozu elektrických strojů.
Stanovení průměru jádra vodiče
Ve skutečnosti lze tuto operaci provést jednoduchým lineárním měřením. Pro přesné měření se doporučuje použít bodový přístroj, například měřítko, nebo lépe mikrometr.
Výsledek relativně nízké přesnosti, ale docela přijatelný pro mnoho aplikací drátů, dává měření průměru běžným pravítkem.
Měření a stanovení průměru jádra pomocí bodového přístroje, který je přesnějším měřítkem. Tato metoda lineárního měření poskytuje výsledek dostatečně přesný pro následný výpočet průřezu vodiče
Měření by mělo být samozřejmě provedeno ve stavu holého vodiče, to znamená, že izolační povlak je nejprve odstraněn.
Mimochodem, izolační povlak, například z měděného drátu, je také považován za tenkou vrstvu stříkání laku, která musí být také odstraněna, když je vyžadován velmi přesný výpočet.
Pro měření průměru existuje „domácí“ metoda, vhodná v případech, kdy nejsou k dispozici žádné bodové měřicí přístroje. K použití této metody budete potřebovat elektrikářský šroubovák a školního vládce.
Vodič pro měření je předběžně zbaven izolace, načež je pevně navinut na kolo šroubováku. Obvykle se navíjí tucet zatáček - vhodné číslo pro matematické výpočty.
Měření s lineárním průměrem je další běžný způsob, jak určit parametr vodiče pro výpočet výkonu (propustnost). Používá se pomocí běžného pravítka a jakékoli základny, kde je povoleno navíjet vodič (+)
Následně se cívka vinutá na tyč šroubováku měří pravítkem od první do poslední otáčky. Výsledná hodnota na řádku musí být vydělena počtem otáček (v tomto případě 6). Výsledkem takového jednoduchého výpočtu bude průměr jádra drátu.
Výpočet průřezu elektrického drátu
K určení hodnoty průřezu jádra vodiče budete muset použít matematickou formulaci.
Ve skutečnosti je průřez jádra vodiče průřezovou oblastí - tj. Oblastí kruhu. Průměr, který je určen výše popsanou metodou.
Jádro sekce je ve skutečnosti oblast kruhu. V souladu s tím lze výpočet tohoto segmentu geometrické matematiky provést pomocí tradičního vzorce za předpokladu, že známá hodnota průměru nebo poloměru
Na základě hodnoty průměru je snadné získat hodnotu poloměru dělením průměru na polovinu.
Ve skutečnosti bude nutné k získaným datům přidat π konstantu (3.14), poté můžete vypočítat hodnotu průřezu pomocí jednoho ze vzorců:
S = π * R2 nebo S = π / 4 * D2,
Kde:
- D - průměr;
- R - poloměr;
- S - příčný řez;
- π Je konstanta odpovídající 3.14.
Tyto klasické vzorce se také používají ke stanovení průřezu lankových vodičů. Výpočtová strategie zůstává prakticky beze změny, s výjimkou některých podrobností.
Zpočátku se nejprve vypočítá průřez jednoho jádra z paprsku, po kterém se výsledek vynásobí celkovým počtem vodičů.
Průřez vícežilového vodiče lze vypočítat pomocí stejné matematické metody, která platí pro jediný vodič, ale dodatečně se bere v úvahu počet existujících jader jako faktor
Proč by mělo být určování průřezů považováno za důležitý faktor? Zřejmým bodem, který je přímo spojen zákonem Joule-Lenz, je to, že mezní parametr vodiče určuje mez přípustného proudu protékajícího tímto vodičem.
Stanovení průřezového průměru
Matematickým výpočtem je přípustné stanovit průměr jádra vodiče, když je znám parametr průřezu.
Toto samozřejmě není nejpraktičtější možností vzhledem k dostupnosti jednodušších metod pro stanovení průměru, ale použití této možnosti není vyloučeno.
Měření průměru s vysokou přesností pomocí stolního nástroje - mikrometru, poskytuje téměř stejný výsledek, když jsou výpočty prováděny pomocí vzorce
K provedení výpočtu budete potřebovat prakticky stejné numerické informace, které byly použity pro výpočet průřezu pomocí matematického vzorce.
To znamená konstanta „π“ a hodnota plochy kruhu (sekce).
Použitím těchto hodnot vzorců níže se získá průměrná hodnota:
D = -4S / π,
Kde:
- D - průměr;
- S - příčný řez;
- π Je konstanta odpovídající 3.14.
Použití tohoto vzorce může být relevantní, pokud je znám parametr sekce a neexistují vhodné nástroje pro měření průměru po ruce.
Parametr průřezu lze získat například z dokumentace pro dirigenta nebo z tabulky pro výpočty, kde jsou uvedeny nejčastěji používané klasické možnosti.
Tabulky pro výběr vhodného dirigenta
Vhodnou a praktickou volbou pro výběr požadovaného drátu (kabelu) je použití speciálních tabulek, které označují průměry a průřezy vzhledem k výkonu a / nebo proudům.
Mít takový stůl je snadný a jednoduchý způsob, jak rychle zjistit vodič pro požadovanou elektrickou instalaci.
Stanovení požadovaných hodnot pomocí klasické tabulky je jedním z nejpohodlnějších způsobů výběru požadovaného vodiče během instalačních prací
Vzhledem k tomu, že tradiční vodiče elektrické instalace jsou výrobky s měděnými nebo hliníkovými vodiči, existují tabulky pro oba typy kovů.
Tabulková data také často představují hodnoty pro napětí 220 voltů a 380 voltů. Navíc jsou brány v úvahu hodnoty instalačních podmínek - uzavřené nebo otevřené zapojení.
Ve skutečnosti se ukazuje, že na jednom listu papíru nebo na obrázku staženém do smartphonu jsou obsažené objemné technické informace, které se neobejdou bez výše uvedených matematických (lineárních) výpočtů.
Kromě toho mnoho výrobců kabelových produktů za účelem zjednodušení výběru potřebného vodiče pro kupujícího, například pro instalaci vývodů, nabízí tabulku, ve které jsou zadány všechny potřebné hodnoty.
Zbývá pouze určit, jaké zatížení je plánováno pro konkrétní elektrický bod a jak bude instalace provedena, a na základě těchto informací vyberte správný vodič s měděnými nebo hliníkovými vodiči.
Příklady takových možností pro výpočet průměru drátu v průřezu jsou uvedeny v tabulce, kde jsou zvažovány možnosti měděných a hliníkových vodičů, jakož i způsoby, jak položit vedení - otevřený nebo skrytý typ. Z první tabulky můžete určit indikátor průřezu pro napájení a proud.
Srovnávací tabulka pro průměr měděných a hliníkových vodičů v závislosti na podmínkách instalace
Power, W | Proud, A | Měděné vodičové jádro | Hliníkové vodičové jádro | ||||||
Otevřený typ | Uzavřený typ | Otevřený typ | Uzavřený typ | ||||||
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 |
Kromě toho existuje norma pro průřezy a průměry, které se vztahují na kulaté (tvarované) neuzavřené a utěsněné vodivé vodiče kabelů, vodičů, lan. Tyto parametry jsou regulovány GOST 22483-2012.
Kabely vyrobené z mědi (pocínované mědi), hliníkového drátu bez kovového povlaku nebo s kovovým povlakem spadají do standardu.
Měděné a hliníkové vodiče kabelů a vodičů stacionárního pokládání jsou rozděleny do tříd 1 a 2. Dráty, šňůry, kabely nestabilního a stacionárního pokládání, kde je vyžadována zvýšená flexibilita při instalaci, jsou rozděleny do tříd od 3 do 6.
Klasifikační tabulka kabelových (drátových) měděných vodičů
Jmenovitý průřez, mm2 | Nejpřípustnější průměr měděných žil, mm | ||||
jeden vodič (třída 1) | multiwire (třída 2) | multiwire (třída 3) | multiwire (třída 4) | flexibilní (třídy 5 a 6) | |
0,05 | – | – | – | 0,35 | – |
0,08 | – | – | – | 0,42 | – |
0,12 | – | – | – | 0,55 | – |
0,20 | – | – | – | 0,65 | – |
0,35 | – | – | – | 0,9 | – |
0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
1,2 | – | – | 1,6 | 1,6 | – |
1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
2,0 | – | – | 1,9 | 2,0 | – |
2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
3,0 | – | – | 2,5 | 2,6 | – |
4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
5 | – | – | 3,0 | 3,2 | – |
6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
8 | – | – | 4,0 | 4,2 | – |
10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
185 | – | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
240 | – | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
300 | – | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
400 | – | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
500 | – | 29,2 | 43,5 | – | 35,0 |
625 | – | 33,0 | – | – | – |
630 | – | 33,2 | – | – | 39,0 |
800 | – | 37,6 | – | – | – |
1000 | – | 42,2 | – | – | – |
U hliníkových vodičů a kabelů GOST 22483-2012 také poskytuje parametry pro jmenovitý průřez jádra, které odpovídají odpovídajícímu průměru, v závislosti na třídě jádra.
Kromě toho podle stejného GOST mohou být uvedené průměry použity pro měděný vodič třídy 1, pokud je třeba vypočítat jeho minimální průměr.
Tabulka pro klasifikaci kabelových (drátových) hliníkových vodičů
Jmenovitý průřez, mm2 | Průměr kulatých žil (hliník), mm | |||
Stupeň 1 | Třída 2 | |||
minimální | maximum | minimální | maximum | |
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 |
Další doporučení ohledně výběru typu vodičů a kabelů pro uspořádání elektrických sítí v bytě a domě jsou uvedeny v článcích:
- Který vodič použít pro zapojení v domě: doporučení pro výběr
- Jaký kabel provést v dřevěném domě: typy nehořlavého kabelu a jeho bezpečná instalace
- Jaký kabel použít pro kabeláž v bytě: recenze vodičů a výběr nejlepší možnosti
Video níže ukazuje praktický příklad stanovení průřezu vodiče jednoduchými metodami.
Doporučuje se sledovat video, protože jasně prezentované informace pomáhají zvýšit objem znalostí:
Práce s elektrickými vodiči vyžaduje vždy zodpovědný přístup z hlediska výpočtu.
Elektrikář jakékoli pozice by proto měl znát metodiku výpočtu a být schopen používat stávající technické tabulky. Díky přesným výpočtům je tedy dosaženo nejen významných úspor nákladů na instalaci, ale především - je zaručena provozní bezpečnost vstupního vedení..
Existuje něco, co doplnit, nebo máte otázky týkající se určení průřezu drátu? Můžete zanechat komentáře k publikaci, účastnit se diskusí a podělit se o své vlastní zkušenosti s výběrem vodičů pro uspořádání elektrické sítě v domě nebo bytě. Kontaktní formulář je umístěn ve spodním bloku.