Основным и самым распространённым способом передачи электроэнергии к потребителю является электрический провод и электрический кабель. Электрический провод и электрический кабель – это электротехническое изделие, состоящее из металлической токопроводящей жилы или нескольких жил. Каждая жила помещена в электрическую изоляцию. Все изолированные жилы провода или электрического кабеля помещаются в общую изоляцию.
В настоящее время промышленностью выпускаются самые разнообразные электрические провода и электрические кабели. Кабели и провода в основном бывают медные и алюминиевые, т.е. состав жил кабеля или провода – медь или алюминий.
Электрические кабели и провода бывают одножильные и многожильные. Жила кабеля или провода может быть как однопроволочная (монолитная), так и многопроволочная. Жилы изготавливаются в основном круглой формы, однако нередко у электрических кабелей большого сечения форма многопроволочной жилы может быть выполнена в виде треугольника. Сегодня мы расскадем как сделать расчет сечения провода по диаметру.
Маркировка электрического кабеля (провода)
Существует стандартный ряд сечений жил проводов и электрических кабелей, которые применяются. Это 1мм 2 ; 1,5мм 2 ; 2,5мм 2 ; 4мм 2 ; 6мм 2 ; 8мм 2 ; 10мм 2 и т.д. Тип, сечение и количество жил указывается либо на бирке, идущей в комплекте с кабелем или проводом, либо на самом изделии. Например, маркировка часто наносится на общую изоляцию кабеля и провода. Также технические данные электрических проводников указываются и в паспорте изделия.
Допустим, в наличии имеется кабель ВВГнг 3х2,5. Расшифровывается данная маркировка достаточно просто: кабель медный с ПВХ изоляцией, в ПВХ оболочке, не горючий, количество жил равно трём, сечение каждой жилы равно 2,5мм 2 . Если в начале маркировки будет стоять буква «А», т.е. тип кабеля будет АВВГ, то это значит, что жилы у кабеля алюминиевые.
По маркировке провода также можно узнать не только тип самого провода, но также количество и сечение токопроводящих жил. Например, провод ПВС 3х1,5. Расшифровка следующая: провод с ПВХ изоляцией и в ПВХ оболочке, соединительный. Количество жил также три, а сечение каждой жилы равно 1,5мм 2 .
Сечение проводника
У каждой жилы провода и кабеля своё сечение. Оно может быть как совсем малым (1мм 2 и менее), так и очень большим (95мм 2 и более). Сечение жилы влияет на способность длительно и кратковременно выдерживать электрический ток определённой величины. Чем больше сечение жилы, тем больший ток она способна выдержать в течение практически неограниченного времени.
Неправильно выбранное сечение при проектировании может в дальнейшем стать причиной перегрева проводника, повреждения (разрушения) его изоляции в процессе большого нагрева, вследствие чего может произойти короткое замыкание и, как следствие, возникновение возгорания и пожара.
Несоответствие сечения
Не всегда причиной перегрева кабеля или провода в процессе эксплуатации может быть неправильный расчёт сечения. Как часто бывает на практике, причина очень проста. Не все производители кабельно-проводниковой продукции добросовестно относятся к качеству выпускаемых изделий. Дело в том, что очень часто сечение выпускаемых кабелей и проводов фактически занижено, т.е. не соответствует заявленному значению.
Чтобы избежать покупки электрического кабеля или провода с заниженным сечением, необходимо сначала визуально оценить его фактическое сечение. Практически любой специалист в области электрики способен «на глаз» определить сечение проводника. Но когда этого недостаточно, то профессионал может самостоятельно рассчитать площадь поперечного сечения электрического проводника. Расчёт сечения производится по обычной математической формуле:
S = π*D 2 /4 – формула №1
S = π* R 2 – формула №2
где: π – математическая постоянная, которая всегда равна примерно 3,14;
R – радиус провода;
D – диаметр провода.
Радиус равен половине диаметра:
R = D/2 – формула №3
Расчёт фактического сечения электрического проводника
Зная формулу расчёта сечения проводника, можно рассчитать его фактическое значение и узнать, насколько занижена или завышена (что бывает редко) производителем заявленная величина сечения.
Однопроволочная (монолитная жила)
Для начала необходимо с жилы провода или с жилы электрического кабеля снять слой изоляции, чтобы оголить саму жилу. Затем штангенциркулем измеряется диаметр жилы. Т.к. жила монолитная, то замер будет всего лишь один. После замера диаметра жилы, необходимо подставить значение диаметра (радиуса) в одну из вышеуказанных формул.
Пример №1
Допустим, на кабеле или проводе заявленное сечение жилы 2,5мм 2 . При замере диаметр жилы оказался равен 1,7мм. Подставляя значение в формулу №1, получим:
S = 3,14*1,7 2 /4 = 2,26865 ≈ 2,3мм 2
Расчёт по формуле №1 показал, что сечение жилы от стандартного значения занижено на 0,2мм 2 .
Теперь рассчитаем фактическое значение сечения по формуле №2, но для начала определим по формуле №3 радиус:
R = 1,7/2 = 0,85мм
Подставляем значение радиуса в формулу №2 и получаем:
S = 3,14*0,85 2 = 2,26865 ≈ 2,3мм
Расчёт по второй формуле оказался аналогичным расчёту по первой. Т.е. сечение жилы кабеля оказалось заниженным на 0,2мм 2 .
Пример №2
Допустим, диаметр жилы при измерении штангенциркулем оказался равен 1,8мм. Подставляя данное значение в формулу №1, получаем:
S = 3,14*1,8 2 /4 = 2,5434 ≈ 2,5мм 2
Т.е. фактическое сечение составило 2,5мм 2 , что в принципе соответствует стандартной величине.
Многопроволочная жила
Если определять сечение многопроволочной жилы, то нельзя производить замер диаметра по методу монолитной жилы, т.к. расчёт будет с большой погрешностью. Для определения сечения многопроволочной жилы, необходимо произвести замер диаметра каждой отдельной проволоки в жиле.
Если общее сечение жилы достаточно велико, то замер каждой проволоки вполне возможен, т.к. диаметр реально замерить штангенциркулем. Но если многопроволочная жила имеет малое сечение, то определить диаметр каждой проволоки очень проблематично ввиду тонкости проводника.
Одной из важных и основных частей электропроводки являются кабели, проводящие ток. Для того чтобы все работало как надо, без коротких замыканий и расплавленных проводов, важно подобрать проводку так, чтобы она выдерживала напряжение. Убедиться в том, что провод надежный, безопасный и соответствует требованиям эксплуатации, можно рассчитав сечение провода. Если провод будет с недостаточным сечением, это может привести к замыканию и пожару в доме. Давайте разберемся, как определить сечение провода, чтобы избежать таких последствий.
Серьезный вопрос
Если у вас по плану замена электропроводки, то первым делом вам нужно определиться, какое сечение провода необходимо. Когда вы подсчитаете планируемую нагрузку на провод по току, сразу будет ясно, какое сечение нужно для нормальной работы. Для этой цели воспользуйтесь таблицей, которая находится ниже.
Допустим, подсчитав все, вы определили силу тока в 27 А. Выходит, что вам необходим двужильный провод, сечение которого составляет 2,5 мм 2 . Вы пошли в магазин, купили хороший провод, с заявленным от производителя сечением в 2,5 мм 2 и произвели монтаж электрических проводов. По истечении времени, когда система была запущена и работала, у вас отключается автомат на щитке. Это может говорить о поврежденной линии.
После того как вы осмотрите проводку, может выясниться, что было короткое замыкание. Причина проста – изоляция на проводе расплавилась из-за сильного нагрева. Но как же так? Вы же все сделали как надо, рассчитали, приобрели нужный провод. А все дело не в расчетах и вашей ошибке с подключением. Вся причина кроется в обмане. Да, именно в обмане, так как очень часто производители, изготавливающие провода, поставляют товар, который не соответствует заявленному сечению. К примеру, вы купили кабель с площадью провода в 2,5 мм 2 , но когда вы проверили его самостоятельно, оказалось, что сечение кабеля составляет всего 2,1 мм 2 , что меньше, чем необходимо вам по мощности. Вот и получается, что провод греется, и повышается риск возникновения замыкания.
Но зачем это делать фирмам по производству кабелей? Все дело в жадности, так как, понижая сечение провода, компания-производитель экономит довольно значительную сумму денег. Посудите сами: чтобы изготовить 1000 м проводов сечением в 2,5 мм 2 , понадобится приблизительно 22,3 кг меди. Но если сделать их с меньшим сечением, в 2,1 мм 2 , то на их производство потребуется 18,8 кг. Получается, что экономия в пользу производителя составляет 3,5 кг меди. А когда производятся большие объемы продукции, то эта цифра вырастает в разы.
Вот и получается, что определение сечения провода – важный и серьезный этап, который нужно выполнить при монтаже проводки. Таким образом вы сможете избежать плавления изоляции, замыкания и, как следствие, пожара.
Каким образом можно определить сечение кабеля
Итак, вы купили провод, давайте узнаем, как можно произвести замер его сечения. Для этой цели вам понадобится:
- штангенциркуль;
- калькулятор;
- сам кабель;
- канцелярский нож или стриппер для снятия изоляции.
Определяется сечение по диаметру провода. Давайте рассмотрим, как это сделать поэтапно.
- Возьмите провод и снимите с него изоляцию при помощи стриппера или канцелярского ножа.
- Используя штангенциркуль, измерьте диаметр провода.
- Теперь, вам придется вспомнить уроки геометрии в школе. Для того чтобы определить площадь круга существует определенная формула:
S кр = π r 2 ,
где число π = 3,14, а r – радиус провода.
Но вот тут у нас возникает проблема: при помощи штангенциркуля измерить радиус невозможно – только диаметр. Поэтому формулу нужно немного изменить под диаметр. Как нам известно, радиус – это половина диаметра. Чтобы наши данные подходили, формулу нужно переделать так:
S кр = (π d 2)/4,
где d – диаметр жилы.
В таком случае формулу можно сократить, разделив число π на четыре. В итоге выходим на стандартную формулу для вычисления сечения жилы по диаметру:
Осталось только подставить числа к формуле и получить площадь круга, которая и будет его сечением. К примеру, диаметр вашего медного провода составляет 1,68 мм. Это число в квадрате составляет 2,8224. Умножаем 2,8224 на 0,785. Если округлить, то в итоге искомое сечение получилось 2,2 мм 2 .
Вот и все, как видите, много времени и усилий эта процедура не займет, однако она является очень важной частью работ по монтажу электричества. Ведь даже отклонение в несколько десятых миллиметра может сыграть злую шутку. Но как быть, если вы не электрик и штангенциркуля у вас под рукой нет? Не спешите бежать в магазин, есть простой метод вычисления диаметра с помощью подручных средств.
Простой метод определения диаметра
Все что нужно, есть у каждого под рукой. Для данного способа потребуется только карандаш или ручка и линейка.
- Первым делом возьмите провод, сечение которого нужно узнать, и снимите с него 300–400 мм изоляции по длине.
- Возьмите карандаш, ручку, фломастер или что будет под рукой, и намотайте на него провод. Для того чтобы добиться наиболее точного результата, витки должны быть подогнаны вплотную один к одному.
Чем больше витков вы сделаете, тем точнее будет результат. Рекомендуемое количество – 10 и больше витков. - Затем подсчитайте количество витков, которые вы намотали на карандаш, и запишите это число или запомните.
- При помощи линейки измеряйте полную длину посчитанных витков. К примеру, у вас получилось 19 витков, которые имеют длину 32 мм.
- Чтобы определить диаметр провода осталось только разделить длину на количество витков. Получается так: 32/19= 1,68 мм.
Вот и все, теперь осталось только подставить диаметр провода в формулу и получится сечение провода в 2,2 мм 2 . Такой результат можно считать точным при двух условиях: витки были намотаны вплотную, а их количество превышает 10 штук – чем больше, тем лучше. В результате вам не придется тратить лишние деньги.
Единственный минус такого способа: если жила с большим сечением, намотать ее на карандаш не получится.
Как измерять сечение, если провод многожильный
Хорошо, скажете вы, если провод один, вычислить сечение легко. А как быть, если он многожильный? Там таких отдельных проволок много, как узнать его в таком случае? Определить сечение многожильного провода не так тяжело как кажется. Все что нужно, определить сечение одной из жил.
- Для начала возьмите провод и снимите с него изоляцию.
- Теперь все проводки нужно рассоединить между собой и пересчитать их количество.
- Возьмите одну из жил и измерьте ее диаметр.
- Применив формулу, которая представлена выше, определите площадь одной жилы.
- Имея сечение одной жилы, можно узнать общее сечение. Для этого площадь одной проволоки умножьте на их общее количество. К примеру, у вас есть провод, состоящий из 15 жил. Вы узнали, что сечение одной проволоки составляет 0,2 мм 2 . Для того чтобы узнать их общее сечение, 0,2 нужно умножить на 15. Получаем: 0,2 × 15 = 3 мм 2 .
Но следует учесть, что все жилы в проводе не могут быть соединены вплотную. Из-за того, что они круглые, между ними образуется воздушный зазор. Его нужно учитывать. Для этого получившийся результат умножьте на 0,91. Допустим, если сечение провода составило 3 мм 2 , то, умножив его на коэффициент 0,91, получаем сечение 2,7 мм 2 . Вот и все. Сложного ничего нет, нужно только придерживаться инструкции.
Как видите, определить сечение провода под силу всем, кто умеет пользоваться формулами. Но, несмотря на простоту такой работы, она является одним из важнейших этапов, которые необходимо сделать перед тем, как проводить проводку по всему дому.
Людям, которые только знакомятся ближе с электричеством, обязательно нужно знать, как определить сечения кабеля по диаметру. Этот параметр можно считать одним из самых важных и поэтому информацией касательно него должен владеть каждый электрик. Но все же, начинающим электрикам или студентам немного сложно определить сечение кабеля по диаметру жилы и поэтому данный вопрос следует обсудить детальнее.
Нужно понимать то, что любой кабель состоит из некоторого количества жил, которые в сечении имеют форму круга. Именно от того, какую площадь будет иметь в сечении конкретный кабель и будут определяться параметры его проводимости. Чем толще кабель, тем больше электроэнергии он сможет проводить.
Что собой представляет кабель?
Кабель – длинный провод, внутри которого размещено несколько жил, который взаимодействуют между собой. Несколько металлических жил требуется для того, чтобы повысить мощность кабеля. Если жил будет недостаточно, то при перепадах напряжения в сети, этот провод будет сильно перегреваться и может сгореть.
Если нужно определить сечение кабеля, достаточно обратить внимание всего на один параметр – его диаметр. Как именно с его помощью провести нужные расчеты и, какие инструменты для этого сгодятся, стоит рассмотреть более детально.
Что понадобится для проведения расчетов?
Чтобы понять, что такое сечение провода и правильно рассчитать его по диаметру кабеля, пользователю понадобиться запастись следующими вещами:
- один кабель, имеющий неизвестное сечение;
- микрометр либо же штангенциркуль;
- таблицу, которая показывает параметры удельных сопротивлений веществ.
Вооружившись всем необходимым, можно приступать к моменту определения сечения конкретного кабеля, которое будет выполняться по его диаметру.
Детальная инструкция по проведению замеров
Весь процесс вычисления параметров сечения кабеля можно разделить на 6 этапов, каждый из которых имеет свою специфику и должен подчиняться конкретным правилам.
1 этап
Нужно взять кабель, для которого человек собирается определять параметр сечения. Чаще всего для такой цели используются провода, состоящие из 2 или 4 жил. Жилы должны быть изолированы друг от друга специальными материалами.
Как правило, жилы внутри кабеля обладают одинаковыми показателями диаметра, но можно и встретить такие варианты провода, где одна из жил намного тоньше остальных вариантов. Если в кабеле есть одна тонкая жила, значит, она предназначается для заземления.
2 этап
Жилы необходимо очень аккуратно очистить от изоляции провода – с этой целью нужно использовать небольшой, но очень острый нож.
Затем взять штангенциркуль или микрометр и, воспользовавшись инструментом, рассчитать диаметр жилы. Полученное в миллиметрах значение стоит куда-то записать. Используя этот параметр, нужно будет рассчитать такой показатель, как площадь поперечного сечения. Чтобы это сделать, человеку придется умножить коэффициент 0,25 на число П, которое ровняется 3,14, а также на полученное значение диаметра в квадрате. Общая формула для этого расчета выглядит так – S =0,25 x П xD в квадрате . Полученное значение необходимо умножить на количество жил, которые присутствуют в определенном кабеле.
Дополнительно нужно вычислить сопротивление провода, для чего понадобятся следующие показатели:
- длина провода;
- сечение кабеля;
- материал, из которого изготовлен кабель.
Имея эти параметры, можно без проблем вычислить показатель сопротивления.
3 этап
Чтобы понять, как делаются замеры на практике и узнать нужную информацию, нужно рассмотреть момент расчета на конкретном примере. Если у пользователя в руках есть медный кабель, который состоит из 4 жил, а параметр его диаметра составляет 2мм, то можно искать площадь его сечения.
Совет! Для проведения замеров лучше использовать микрометр, который позволит получить более точные показатели, а значит, и весь расчет будет максимально точным и правильным.
Чтобы определить этот параметр, стоит заняться моментом расчета площади поперечного сечения для одной из жил. Сделать это позволяет следующая формула:
S =0,25х3,14х2 в квадрате = 3,14мм в квадрате
Принцип расчета очень простой и максимально понятный. Определив параметр поперечного сечения одного из проводов, можно найти этот показатель для целого кабеля. Чтобы его определить, достаточно умножить полученный по формуле, указанной выше показатель, на общее количество кабелей.
4 этап
Определив параметр сечения, человек может узнать, какой максимальный ток может протекать именно по выбранному кабелю. Также, имея выше указанный показатель на руках, человек может определить сопротивление. К примеру, максимальный ток именно для кабеля из меди можно рассчитать, используя соотношение 8А на 1мм в квадрате. Исходя из этого, предельное значение тока будет составлять 8х12,56=100,5А . для алюминиевого кабеля используются немного другие параметры, которые составляют 5А на 1мм квадратный.
5 этап
Зная значение длины кабеля, можно легко опередить его сопротивление. Чтобы понять, как это делается, нужно рассмотреть все на конкретном примере. К примеру, если длина конкретного кабеля составляет 200м, то чтобы определить показатель сопротивления, нужно умножить удельное сопротивление материала на длину кабеля и поделить на площадь его поперечного сечения. Сделав эти расчеты, можно без проблем определить нужный параметр.
Сделав необходимые замеры, можно определить сечение кабеля, используя показатели специальной таблицы. Измерив толщину диаметра жилы, используя специальную таблицу, можно определить сечение.
Таблица расчета сечения кабеля выглядит следующим образом:
Благодаря этой таблице можно узнать необходимую информацию очень быстро и без лишних проблем. Таблица показывает площадь сечения разных кабелей и позволяет значительно упростить процесс расчета, ведь некоторым начинающим электрикам, используя исключительно формулу, с этим показателем определиться нелегко.
Если поставить дома некачественный кабель, то он просто может сгореть от малейших колебаний в сети. Чтобы этого не случалось, мастера, перед установкой проводки, измеряют сечение кабеля по его диаметру. Это помогает понять, насколько большое напряжение выдержит конкретный провод и стоит ли его ставить. Если расчет сечения проведен и параметр оказался заниженным, то пользователь рискует столкнуться со следующей опасностью:
- падает нагрузочная способность провода;
- если по проводу продут меньший или больший ток, то он полностью разрушится;
- может случиться возгорание в любой зоне кабеля и начаться пожар.
Статистика говорит о том, что сейчас насчитывается очень много пожаров из-за того, что система электрических проводов работает некачественно. Поэтому, чтобы избежать фатальных последствий, стоит проводить расчет сечения кабеля по его диаметру.
Совет! Выбирая в магазине кабель, не всегда стоит верить информации, которая на нем указана. Часто, производители ставят лучшие технические данные, чем они есть на самом деле, чтобы только реализовать свою продукцию и хорошо заработать на этом.
Измерить сечение кабеля возможно за счет использования простой линейки. Это очень старый способ проведения замеров, но он не менее эффективный, чем проведение таких же действий с помощью специальных приборов. Чтобы выполнить измерение, используя обычную линейку, нужно действовать согласно следующей инструкции:
- аккуратно зачистить жилу от изоляции;
- плотно накрутить жилу на обычный карандаш;
- измерить с помощью линейки общую длину намотки;
- разделить длину намотки на общее количество жил, присутствующих в кабеле.
Наматывая на карандаш жилу, нужно проследить за тем, чтобы получилось не менее 15 витков. Витки должны очень плотно прижиматься друг к другу, так, чтобы между ними не оказалось свободного промежутка. Нужно проводить замеры не один, а несколько раз, чтобы результат получился максимально точным.
Это важно! Такой способ подходит исключительно для определения диаметра тонких проводков. Если кабель толстый, то его будет очень сложно накручивать, что не позволит сделать все качественно и провести точный замер.
Опытные электрики уже умеют определять сечение кабеля правильно даже на глаз. Для тех, кто не очень хорошо понимает в этом деле или производит замеры впервые, профессионалы готовы дать несколько полезных советов. И так, эксперты советуют людям, которые хотят провести замеры сечения, следовать таким правилам:
- нужно обращать внимание на качество металла, из которого изготовлена жила (алюминиевая или медная жила должна иметь насыщенный цвет, в противном случае использовался некачественный сплав метала, а это может быть опасным для использования);
- сечение стоит выполнять исключительно по жиле, ведь изолирующий материал в расчет брать не стоит;
- сомневаясь в размере проводника, нужно брать кабель потолще, поскольку тогда точно есть гарантия, что он выдержит определенную нагрузку.
Пользуясь этими советами, каждый сможет самостоятельно справиться с электрическими кабелями и рассчитать нужное значение.
Измерение сечения гибкого кабеля
Для многопроволочного гибкого кабеля используется свой способ измерения сечения. Заключается этот способ в следующих моментах:
- намотать на карандаш одну жилку из пучка;
- измерить длину всех витков;
- разделить длину на количество витков и умножить полученный результат на общее количество проводов.
Способ достаточно простой и понятный, поэтому воспользоваться им сможет абсолютно каждый человек. Чтобы провести замеры правильно, нужно выполнять все действия максимально аккуратно.
Эта процедура не составляет никакой сложности для профессиональных электриков, но начинающим справиться с этой задачей будет не так уж просто. В таком ответственном процессе, главное, выполнять все внимательно и тогда можно будет получить максимально точный результат.
Вывод
Определить сечение кабеля по диаметру можно достаточно быстро. Для того, чтобы визуализировать этот параметр, человек может воспользоваться одним из нескольких доступных способов. Главное, выполняя процесс замеров, проводить все действия внимательно и аккуратно. Чтобы быстрее рассчитать нужный показатель, можно воспользоваться специальной таблицей, в которой указаны все данные. Если человек не пользуется таблицей, то он сможет выполнить все расчеты по специальной формуле.
В пользу какого способа бы не сделал выбор человек, все действия стоит проводить аккуратно и внимательно. Провести замеры такого характера сможет каждый, учитывая при этом советы, которые дают профессиональные электрики. Проводить замеры можно с помощью специальных приборов или обычной линейки.
Измерить сечение кабеля можно буквально за пару минут, узнав, можно ли его использовать для конкретных целей. Выбирая кабель, нужно всегда помнить о том. Что маркировка на них не всегда соответствует действительности. Именно поэтому стоит проверить нужные параметры самостоятельно, чтобы знать, продукция какого качества используется. Рассчитав нужный параметр, человек может убедиться в качестве кабеля и использовать его для замены проводки. Главное, провести все замеры правильно и тогда используемый провод будет максимально безопасным для домашнего использования, риска возникновения каких-то замыканий или других неприятностей фактически не будет.
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.
Сечение электропроводки зависит от материала и нагрузки. Алюминий сейчас используется редко. Остаются только медь и композитный материал – алюмомедь, из которых производят электрическую проволоку. Величина сечения не всегда известна по следующим причинам: отсутствуют маркировки, не соответствует диаметр жилы указанному в сопроводительных документах.
Какие бывают виды кабелей и проводов
Провод и кабель
Для обозначения проводника часто применяют 2 понятия: провод и кабель. Их часто путают, хотя им присущи некоторые различия.
Провод представляет собой один проводник и делится на 2 группы: сплошной провод в изоляции или без нее, сплетенный из тонких проволочек гибкий провод.
Кабель состоит из группы жил, заключенных в отдельные и общую изоляции. Жилы могут быть сплошными (ВВГ, ВВГнг, NYM) или сплетенными (ПВС).
Материалы проводников
Количество передаваемой энергии зависит, прежде всего, от материала проводника. Им может быть один из следующих цветных металлов:
- Медь – малое электрическое сопротивление; высокая прочность и эластичность; легко сваривается и паяется; малое переходное сопротивление на контактах; высокая стоимость.
- Алюминий – легкий и дешевый материал; электропроводность в 1,7 раза ниже, чем у меди; легко деформируется; высокое переходное сопротивление окисленных поверхностей; сварка возможна в среде инертного газа, а для пайки требуются специальные припои и флюсы.
- Алюмомедь – композит с алюминиевой основой и медным покрытием; проводимость немного ниже, чем у меди; кабель и провод имеют меньший вес; недорогой материал.
Способы определения площади сечения проводов и жил мало чем отличаются. Прежде всего, нужно измерить диаметр проводников. Им обеспечивается надежная изоляция, которую необходимо удалить. Для этого есть 3 способа.
Приборы для измерений
В качестве приборов применяются микрометр и штангенциркуль. Обычно используют механические устройства, хотя есть и электронные с цифровым дисплеем. Один из этих приборов всегда найдется среди инструментов домашнего хозяина.
Чаще всего применяется штангенциркуль, подходящий для измерения провода в действующей сети, например, в щитке или розетке. Площадь сечения проводника находится так:
S Кр = 3.14D 2 /4,
где D – диаметр провода.
Замер диаметра делают не менее трех раз, при повороте кабеля на 120 0 . За результат принимается средняя величина.
Измерение диаметра провода штангенциркулем
При отсутствии приборов диаметр провода определяют с помощью линейки. Для этого у жилы очищают изоляцию и накручивают плотными витками вокруг карандаша (не менее 15 витков). Затем измеряют длину намотки и делят ее на количество витков. Витки должны быть ровно уложены и прилегать друг к другу без зазоров.
Измерение диаметра провода с помощью линейки
Делают несколько измерений с разных сторон. Тогда результат получится точней. Жилы большой толщины навить на карандаш не получится, а в магазине проверку можно произвести только после покупки продукции. Величину сечения можно определить по формуле или прибегнуть к таблице.
- Алюминий легко отличить от меди, которая имеет характерный насыщенный цвет. Вместо нее может быть сплав металлов, что легко определить по внешнему виду.
- При возникновении сомнений в материале и сроке давности проводника берется большее сечение. Правильность выбора после проверяется по нагреву провода при номинальной нагрузке. Если он не нагревается, значит, расчет верный.
- Кабель имеет в своем составе несколько жил. Для подбора необходимого сечения определяют диаметр индивидуально для каждой из них, а после объединяют между собой необходимое количество, чтобы получить нужную площадь:
S общ = S 1 + S 2 +…+S n ,
S общ – общее поперечное сечение,
S 1 , S 1 , S n – поперечные сечения отдельных проводников.
Многожильный провод
Кабель ПВС для подключения электроинструмента и электроприборов производится гибким, так как все жилы являются многопроволочными. Измерение диаметра жгута одновременно даст неправильный результат, поскольку внутри есть воздушные зазоры. Правильный принцип расчета тот же, что и для кабеля. Жилу следует распушить, пересчитать, сколько в ней проволочек, а затем измерить диаметр одной из них. Зная их общее количество в жиле, можно рассчитать общее сечение по предыдущей формуле. Только замеры лучше производить микрометром. Им удобней пользоваться, так как штангенциркуль легко продавливает тонкие проволочки.
Cегментный кабель
Кабель сечением до 10 мм 2 всегда выполняется круглым. Им всегда можно обеспечить бытовые нужды квартиры или частного дома. При большем сечении кабеля жилы ввода от наружной электросети делаются сегментными, которые сложно рассчитать. Удобно определять площадь сечения, когда есть готовая таблица расчета.
Для этого надо сначала измерить высоту и ширину сегмента.
Таблица расчета площади сегмента жилы кабеля
| Кабель | Площадь сечения сегмента, мм2 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35 | 50 | 70 | 95 | 120 | 150 | 185 | 240 | ||
| Трехжильные секторные однопроволочные, 6(10) кВ | в | 5.5 | 6.4 | 7.6 | 9 | 10.1 | 11.3 | 12.5 | 14.4 |
| ш | 9.2 | 10.5 | 12.5 | 15 | 16.6 | 18.4 | 20.7 | 23.8 | |
| Трехжильные секторные многопроволочные, 6(10) кВ | в | 6 | 7 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13.2 | 15.2 |
| ш | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | |
| Четырехжильные секторные однопроволочные, до 1 кВ | в | - | 7 | 8.2 | 9.6 | 10.8 | 12 | 13.2 | - |
| ш | - | 10 | 12 | 14.1 | 16 | 18 | 18 | - | |
Расчет сечения жил
По мощности
Метод расчета является предпочтительным, так как в документации к приборам и на бирках к ним указывается количество средней и максимальной потребляемой мощности. Для проводки важно знать предельно допустимое значение. Стиральная машина может потреблять от десятков ватт при полоскании до 2,5 кВт в процессе нагрева. Кроме того, на одной жиле может быть несколько потребителей. Общую мощность определяют путем суммирования всех максимальных значений.
Средняя величина нагрузки в квартире не превышает 7,5 кВт для однофазной сети, где напряжение составляет 220 В. Сюда входят все электрические приборы и освещение. Им подбирается ближайший размер сечения кабеля в сторону увеличения мощности. Для медной жилы сечением 4 мм 2 соответствует 8,3 кВт. У алюминиевой жилы площадь составит 6 мм 2 на 7,9 кВт.
Выбирая сечение каждого проводника, следует учитывать возможное увеличение нагрузки в будущем. Поэтому обычно берут следующую по величине площадь в сторону увеличения.
В частных домах применяется трехфазное электроснабжение на 380 В, а большая часть электроприборов на это не рассчитана. Создать им напряжение 220 В можно подключением через нулевой провод с равномерным распределением нагрузки на все фазы. Трехфазная техника также учитывается. Это могут быть станки, насосы, котлы отопления.
Таблица соответствия сечения кабеля току и мощности
| Сечение токо- проводящих жил, 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 | 50 | 11 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 90 | 19,8 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 140 | 30,8 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
По току
Иногда мощность прибора не известна по следующим причинам: в характеристике нет значения мощности, а номинальный ток указан, отсутствует бирка и описание.
Поскольку ток с напряжением известны, мощность можно рассчитать следующим образом:
P = UI∙cos φ,
I – сила тока, А;
U – приложенное напряжение, В.
Если не известна величина тока, ее можно измерить, включив прибор в другом месте. Когда определена потребляемая мощность по формуле, таблица дает возможность сразу узнать требуемый размер кабеля. Приведенная таблица также показывает зависимость сечения проводника от величины тока.
По нагрузке
Расчет кабеля по токовой нагрузке необходим для защиты от перегрева. Если ток слишком большой для сечения кабеля, происходит перегрев, оплавление и разрушение изоляции.
Под предельно допустимой длительной нагрузкой подразумевается значение тока, который можно пропускать по кабелю в условиях прокладки достаточно долго без перегрева. При расчете суммируются все мощности приборов, подключенных на определенные жилы. Затем делается расчет по нагрузке для бытовых сетей:
I = P ∑ ∙K и /U – однофазная;
I = P ∑ ∙K и /(√3∙U) – трехфазная;
P ∑ – общая мощность потребителей;
По длине
Обычно требуется рассчитывать удлинители на большие расстояния. В условиях квартиры это не требуется, поскольку длина линий небольшая. Но везде необходимо оставлять запас, особенно для щитков, где подключается защита и нужна аккуратная укладка провода.
Кабель прокладывается следующим образом:
- Отмечаются места расположения подключений: розеток, автоматов, распределительных коробок, выключателей.
- Измеряются расстояния с помощью рулетки или специального ручного измерителя длины. Им удобней пользоваться, а результат получается более точный. После с запасом отрезается провод.
- Укладка и крепление провода производится с соблюдением требований ПУЭ .
Измеритель длины кабеля
Любой проводник имеет электрическое сопротивление, на которое влияют факторы:
- выбор материала;
- сечение;
- длина.
Если величина падения напряжения превышает 5 %, то принимают меры по его снижению. Если выбрать проводник большего сечения, можно уменьшить сопротивление участка, определяемое из формулы:
p – удельное сопротивление (Ом·мм 2 /м);
R – общее сопротивление участка провода (Ом);
S – площадь сечения (мм 2);
L – длина участка провода (м).
При расчете следует учитывать, что ток идет по одной жиле, а возврат происходит по другой. Поэтому длину L удваивают. Несмотря на то, что сопротивление провода получается небольшим, им создается существенное падение напряжения. Если R = 0,5 Ом, то при силе тока в 20 А падение составит:
∆U = I·R = 20·0,5 = 10 В.
В процентном отношении это будет 10/220·100 = 4,5 %. Значение потерь получается близким к предельно допустимому.
В помещении необходимо учитывать различие между силовой и осветительной нагрузками. Для ламп можно брать сечение провода из меди на 1,5 мм 2 , а с розетками нужно быть осторожнее. Они наиболее нагружены на кухне и в ванной комнате, где постоянно включают микроволновку, электрическую плиту, стиральную машину, посудомойку, электроприборы. Нагрузку стараются распределить равномерно по розеточным группам, а провод подбирается сечением 4 мм 2 и даже больше. Под величину тока устанавливают соответствующие розетки и выключатели.
Сечение провода. Видео
Представленное ниже видео расскажет, как подобрать сечение провода наиболее оптимальным для каждой конкретной ситуации.
Расчет кабеля по длине и в поперечном сечении – важный процесс, не допускающий просчетов. Учитывать необходимо наибольшее количество факторов, доверяя только собственным расчетам. Они должны совпадать с тем, что показывает таблица справочника. Особые требования нужно выставлять качеству материалов проводки и характеристики подключаемых потребителей.
