Толщина провода в зависимости от тока


Сечение провода и нагрузка (мощность) таблица

При монтаже электропроводки в квартире или в частном доме очень важно правильно подобрать сечение провода. Если взять слишком толстый кабель, то это «влетит вам в копеечку», так как его цена напрямую зависит от диаметра (сечения) токопроводящих жил. Применение же тонкого кабеля приводит к его перегреву и при несрабатывании защиты возможно оплавление изоляции, короткое замыкание и как следствие — пожар. Наиболее правильным будет выбор сечения провода в зависимости от нагрузки, что отражено в приведенных ниже таблицах.

Сечение кабеля

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5 мм², а на освещение — 1,0-1,5мм².

Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.

При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Сечение кабеля, мм²Проложенные открытоПроложенные в трубе
медьалюминиймедьалюминий
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
220В380В220В380В220В380В220В380В
0.5112.4
0.75153.3
1173.76.41435.3
1.52358.7153.35.7
2.5306.611245.29.1214.67.9163.56
44191532712275.910214.67.9
6501119398.514347.412265.79.8
10801730601322501119388.314
161002238751628801730551220
25140305310523391002238651424
35170376413028491352951751628

Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.

Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабели в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя.

При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.

    Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:
  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром.
Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство.

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

Сечение жилы провода, мм2Медные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, Вт
0.561300
0.75102200
1143100
1.5153300102200
2194200143100
2.5214600163500
4275900214600
6347500265700
105011000388400
1680176005512100
25100220006514300

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

    Для примера обозначим некоторые из них:
  1. Чайник – 1-2 кВт.
  2. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
  3. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
  4. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Зачем производится расчет

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.

Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.

Что нужно знать

Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.

Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.

Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами


ЭлектроприборПотребляемая мощность, ВтСила тока, А
Стиральная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Джакузи2000 – 25009,0 – 11,4
Электроподогрев пола800 – 14003,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита4500 – 850020,5 – 38,6
СВЧ печь900 – 13004,1 – 5,9
Посудомоечная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Морозильники, холодильники140 – 3000,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом1100 – 12005,0 – 5,5
Электрочайник1850 – 20008,4 – 9,0
Электрическая кофеварка630 – 12003,0 – 5,5
Соковыжималка240 – 3601,1 – 1,6
Тостер640 – 11002,9 – 5,0
Миксер250 – 4001,1 – 1,8
Фен400 – 16001,8 – 7,3
Утюг900 –17004,1 – 7,7
Пылесос680 – 14003,1 – 6,4
Вентилятор250 – 4001,0 – 1,8
Телевизор125 – 1800,6 – 0,8
Радиоаппаратура70 – 1000,3 – 0,5
Приборы освещения20 – 1000,1 – 0,4

После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

расчет силы тока для однофазной сети

где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — коэффициент одновременности;
cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:

расчет силы тока для трехфазной сети

Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.

Какой провод лучше использовать

На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.

    Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
  • она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
  • меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
  • проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.

Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовую и осветительную.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне и в ванной. Так как там устанавливается наиболее мощная техника (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т.п.).

Для этой розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. При условии, что силовая нагрузка будет разбросана по разным розеткам. Что это значит? Например, на кухне для подключения всей бытовой техники нужно 3-4 розетки подключенных медным проводом сечением 2.5 мм2 каждая.

Если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 будет недостаточно, в этом случае нужно использовать провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнатах для питания розеток можно использовать провод сечением 1.5 мм2, но окончательный выбор нужно принимать после соответствующих расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки выполняется проводом сечением 1.5 мм2.

Необходимо понимать, что мощность на разных участках электропроводки будет разной, соответственно и сечение питающих проводов тоже разным. Наибольшее его значение будет на вводном участке квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего провода выбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже электропроводки применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Выбор сечения кабеля по мощности

Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.

Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда.

Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.

Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток — это направленное движение частиц.

Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока.

Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.

Несмотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.

Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.

Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке:

С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)

Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных.

Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.

А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо, когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.

Общепринятые сечения для проводки в квартире

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.

Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.

Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Выбор сечения провода исходя из количества потребителей

О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, проброшенный во все комнаты, от которого идут отводы.

Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.

Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).

Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую сторону допустимы).

Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:

U = ((p l) / S) I

    где:
  • U — напряжение постоянного тока, В
  • p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
  • l — длина провода, м
  • S — площадь поперечного сечения, мм2
  • I — сила тока, А

Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.

Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.

Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.

Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.

Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.

Что необходимо для расчёта по нагрузке

Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.

Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.

Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:

Для однофазной сети напряжением 220 В:

    Где:
  • Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
  • U — напряжение сети, В;
  • COSφ — коэффициент мощности.

Для трёхфазной сети напряжением 380 В:

Наименование прибораПримерная мощность, Вт
LCD-телевизор140-300
Холодильник300-800
Пылесос800-2000
Компьютер300-800
Электрочайник1000-2000
Кондиционер1000-3000
Освещение300-1500
Микроволновая печь1500-2200

Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.

Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.
Сечение токо-
проводящих
жил, мм
Медные жилы проводов и кабелей
Напряжение 220ВНапряжение 380В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
1,5194,11610,5
2,5275,92516,5
4388,33019,8
64610,14026,4
107015,45033
168518,77549,5
2511525,39059,4
3513529,711575,9
5017538,514595,7
7021547,3180118,8
9526057,2220145,2
12030066260171,6

Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.

Сечение токо-
проводящих
жил, мм
Алюминиевые жилы проводов и кабелей
Напряжение 220ВНапряжение 380В
Ток, АМощность, кВтТок, АМощность, кВт
2,5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
1050113925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
35100228556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044170112,2
12023050,6200132

Расчёт для помещений

Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться.

Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.

Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто.

Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток.

Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора!

    Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
  1. ППВ — медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  2. АППВ — алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
  3. ПВС — медный круглый, количество жил — до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
  4. ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
  5. ВВГ — кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
  6. ВВП — кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П — плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).
Автор:
Сергей Владимирович, инженер-электрик.
Подробнее об авторе.

расчет и подбор сечения жилы провода

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией


Кроме электрического тока, понадобится выбрать материал проводника и напряжение.

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

  • закрытая;
  • открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Расчет сечения кабеля по току

Без электричества жизнь современного человека представить сейчас просто невозможно. Но при небрежном отношении к себе оно способно становиться не другом, а смертельно опасным врагом. Даже на бытовом уровне эксплуатация электрических сетей, систем и приборов требует строгого соблюдения целого ряда непреложных правил.

Расчет сечения кабеля по токуРасчет сечения кабеля по току

И, кстати, одним из наиболее уязвимых мест именно в сфере конечного потребления электроэнергии, то есть в жилых домах и квартирах, является электропроводка. А именно – неправильно выполненный расчет сечения кабеля по току нагрузки, из-за чего чаще всего случаются аварии с очень тяжелыми, а иногда – и трагичными последствиями.

Проблема часто в том, что владельцы жилья попросту не видят связи между сечением проводника и мощностью подключаемой нагрузки: «идет ток – и ладно». Встречаются и такие ситуации, когда при строительстве подрядчики явно «халтурили», и, пытаясь максимально сэкономить на материалах, скрытно уложили некачественные или не соответствующие проекту провода. Сплошь и рядом случаи, когда продолжает эксплуатироваться старая проводка, смонтированная может быть и правильно, но когда-то очень давно, то есть явно не рассчитанная на современную насыщенность жизни людей электрическими бытовыми приборами.

В настоящей публикации будет рассмотрено несколько путей оценки соответствия сечения проводника реальным условиям эксплуатации электроприборов.

Несколько базовых понятий

А для чего вообще необходимо рассчитывать сечение проводов? Нельзя ли ограничиться подбором «на глаз»?

Нет, нельзя, так как совсем несложно впасть в две крайности:

  • Проводник недостаточного сечения начинает сильно перегреваться. Это ведет к оплавлению изоляции проводки, созданию условий для самовозгорания, для коротких замыканий. Все это становится причиной разрушительных пожаров, часто сопровождающихся человеческими трагедиями.
  • Проводники избыточного диаметра, безусловно, такими опасностями не грозят. Но зато они и существенно дороже (особенно если разговор идет о медных кабелях), и не столь удобны в работе. Получаются совершенно неоправданные материальные и трудовые затраты.

Так что руководствоваться следует принципом разумной достаточности. Тем более что произвести необходимые вычисления – по силам каждому, кто хоть немного разбирается в азах математики и физики.

Для начала вспомним некоторые понятия, многим, наверное, и без того хорошо известные. Но просто для того, чтобы в дальнейшем изложении не появилось разночтений.

Провода одножильные и многожильные

С этим вопросом часто бывает путаница, в том числе в статьях, опубликованных на интернет-сайтах.

Итак, в качестве проводника в проводах и кабелях может использоваться одна проволока —  с точки зрения электрической проводимости — это оптимальный вариант.

Но для достижения гибкости кабельной продукции приходится использовать более сложные конструкции – множество тонких проволочек, обычно скрученных при этом в «косичку». Чем больше таких проволочек – тем более гибким получается проводник.

Однако, это не следует путать с многожильностью провода. Под отдельной жилой подразумевается именно отдельный проводник. Чтобы стало понятнее – смотрим на иллюстрацию.

На картинке ниже – примеры одножильного провода. Просто с левой стороны – жесткий однопроволочный, а с правой – более гибкий многопроволочный вариант.

И слева, и справа - это одножильный провод.И слева, и справа — это одножильный провод.

Если провод (кабель) конструктивно совмещает два изолированных друг от друга проводника или больше, он становится двухжильным, трехжильным и т.п. Но он также может оставаться одно- или многопроволочным.

Двухжильный многопроволочный проводДвухжильный многопроволочный провод

Аналогичная ситуация и с кабелями. По определению, кабель – это конструкция из нескольких изолированных друг от друга проводников, заключенных в общую изолирующую и защитную оболочку. А вот проводники также могут быть одно- или многопроволочными.

Трехжильные силовые кабели – с однопроволочными или многопроволочными жиламиТрехжильные силовые кабели – с однопроволочными или многопроволочными жилами

Жесткие однопроволочные изделия хороши для неподвижных участков проводки, например, вмуровываемых в стены. Многопроволочные провода и кабели отлично подходят для тех участков, где бывает нужна подвижность — типичным примером являются шнуры питания бытовой техники и осветительных приборов.

Итак, все последующие расчеты будут вестись для сечения жилы провода или кабеля.

При оценке условий расположения проводов в дальнейшем могут быть варианты, когда придется представлять разницу, например, между тремя одножильными проводами, протянутыми в одной трубе, или одним трехжильным кабелем.

Диаметр и площадь поперечного сечения провода

Два взаимосвязанных параметра, которые порой по неопытности путают. Смотрим на схему – по ней все станет понятно.

Слева – диаметр проводника (жилы), измеряется в миллиметрах. Справа – площадь поперечного сечения проводника, измеряется в мм².Слева – диаметр проводника (жилы), измеряется в миллиметрах. Справа – площадь поперечного сечения проводника, измеряется в мм².

Во всех справочника обычно используется параметр сечения, так как именно по этому критерию производится классификация различных марок проводов и кабелей.

Но это хорошо, если известна марка кабеля (провода). Если нет, то сечение остается подсчитать, опираясь на диаметр, который можно измерить штангенциркулем или микрометром.

Диаметр жилы (проволоки) поддается обычному измерению. Площадь сечения – только расчёту.Диаметр жилы (проволоки) поддается обычному измерению. Площадь сечения – только расчёту.

Формулу площади круга должны, наверное, помнить все. Но тем не менее – приведем ее на всякий случай.

Sc = π × d² / 4 ≈ 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 ×

Знак «примерно равно» применен только потому, что взято округление числа π до сотых, всем известное значение π ≈ 3,14. Но в нашем случае такой точности – более чем достаточно!

Это формула сечения однопроволочного проводника. А если нужно найти сечение неизвестного провода, с многопроволочной жилой?

Тоже ничего сложного. Жила распушается, чтобы появилась возможность подсчитать количество проволочек в «косичке». И останется только микрометром или штангенциркулем промерить диаметр одной проволочки.

Sc = n × π × d² / 4 ≈ n × 3.14 × d² / 4 ≈ 0.785 × n × d²

где n – это количество проволочек в одной жиле.

Калькулятор пересчёта диаметра проводника в площадь его поперечного сечения

Перейти к расчётам

Основные электрические параметры цепи

При проведении расчетов нам могут понадобиться формулы, показывающими взаимосвязь между основными электрическими параметрами.

  • Базовой формулой для цепей переменного и постоянного тока является известный закон Ома, гласящий¸ что сила тока в проводнике (на участке цепи) прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

I = U / R

I — сила тока, ампер, А.

U — напряжение (разность потенциалов), вольт, В.

R — электрическое сопротивление, ом, Ом.

Из этой формулы несложно вывести другие:

U = I × R

R = U / I

  • Теперь обратимся к мощности электрического тока.

Для начала – работа, выполняемая электрическим током. Она равна произведению силы тока на напряжение и на длительность промежутка времени, в течение которого она выполнялась.

А = I × U × Δt

А — работа электрического тока, джоулей, Дж.

Δt — длительность периода, секунд, с.

Но более наглядной величиной всегда является мощность, то есть показатель работы, выполненной за единицу времени, например, секунду.

P = A / Δt = I × U × Δt / Δt = I × U

P — мощность электрического тока, джоулей в секунду или ватт, Вт.

  • Отсюда напрашивается целый каскад производных формул, описывающих взаимосвязи напряжения, силы тока, сопротивления и мощности между собой. Чтобы не перечислять все формулы «в столбик», можно привести хорошо понятное графическое их представление.
Графическое представление формул взаимосвязей основных электрических параметров.Графическое представление формул взаимосвязей основных электрических параметров.
  • Вернемся к сопротивлению проводника. Как оно выражается через ток и напряжение – мы уже знаем.

Но оно в первую очередь зависит от материала изготовления проводника и его геометрических размеров. Описывается эта зависимость следующей формулой:

R = ρ × L / S

ρ — удельное сопротивление материала, из которого изготовлен проводник. Показывает, какое сопротивление имеет проводник длиной 1 метр с площадью поперечного сечения 1 мм².

Как правило, на практике в электротехнике чаще всего встречаются алюминий и медь. Реже применяются стальные проводники, но обычно – лишь в качестве каких-то токонесущих деталей электротехнической арматуры.

Для алюминия удельное сопротивление равно 0,029 Ом×м, у меди оно пониже – 0,0175 Ом×м.

L — длина линии (участка цепи) метров, м.

S — площадь поперечного сечения проводника, мм²

Эти соотношения полезно знать, так как иногда приходится оценивать собственные резистивные потери мощности на линиях большой протяженности.

  • Акцентируем внимание еще на одном взаимоотношении, которое, в принципе, уже было рассмотрено выше. Это – количество тепла, выделяемое проводником при прохождении по нему электрического тока. Описывается уравнением Джоуля-Ленца.

Q = I² × R × Δt

Как видно, нагрев проводника (Q) лежит в квадратичной зависимости от силы тока (I) и от сопротивления (R). Понятно, что при всех остальных равных параметрах медный провод будет иметь более низкое сопротивление, нежели алюминиевый, то есть при одинаковой нагрузке греться станет существенно меньше.

Так оно и есть – это будет очень хорошо заметно дальше, при работе с таблицами.

  • Можно еще вспомнить понятие плотности тока. Здесь все относительно просто – это количество ампер на единицу площади сечения проводника. Этот термин будет задействован в одном из способов оценки проводки.

Далеко не все их показанных формул и определений понадобятся для правильного подбора сечения проводника. Но зато они помогают более «рельефно» представить взаимосвязи между разными величинами.

Материалы изготовления проводки

Об этом уже вкратце говорилось – в подавляющем большинстве случаев используются медь и алюминий. Провода из иных металлов и сплавов если и встречаются, то имеют очень узкую специализацию.

Медь выигрывает у алюминия практически по всем статьям!Медь выигрывает у алюминия практически по всем статьям!

Сравнение меди и алюминия практически по всем статьям показывает ее преимущество.

  • Удельное сопротивление даже просто в «чистом виде» у меди практически в полтора раза ниже.
  • Оба этих металла от контакта с кислородом покрываются тонким слоем окислов. Однако, к меди этот слой практически не становится препятствием для токопроводимости. То есть в местах контактных соединений особых проблем не возникает (низкое переходное сопротивление).

А вот окислы алюминия по своим качествам близки к диэлектрикам. И проводимость обеспечивается только тем, что этот слой очень тонок. В местах механических контактов проблем  значительно больше. Поэтому рекомендуется зачистка проводников, а также использование специальных смазок, предотвращающих поверхностную коррозию алюминия.

  • Медь прочнее алюминия. Она в меру пластична, что позволяет достигать надёжных контактов при обжиме. Сломать медный проводник механическим воздействием – довольно сложно.

Переломить же алюминиевый провод можно буквально через несколько изгибов по одному месту. Недостаток упругости этого металла (слишком уж высокая пластичность) приводит к тому, что после выполнения скруток или обжима в клеммах, то есть при стабилизировавшейся механической нагрузке, алюминий продолжает «течь». А это значит, что надежность механических контактных соединений всегда постоянно снижается и требует регулярной подтяжки.

  • Оптимальный вариант контактов для любого металла – это сварка или пайка. Но и по этим позициям медь впереди. Произвести пайку меди можно, не прибегая к каким-то сложным технологическим приёмам. Пайка или сварка алюминия требует использования специальных припоев и флюсов, и неопытному человеку выполнить эту операцию – крайне затруднительно.
  • Единственные позиции, по которым алюминий обходит медь – он втрое легче и значительно дешевле. Этим и объясняется его широкое использование в эпоху массового городского многоэтажного строительства. Сейчас же по действующим СНиП в качестве проводки в жилых домах должна использоваться исключительно медь.

Как правильно определить сечение провода

С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки.

Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата.

Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.

Расчет через допустимую плотность тока

Изо всего изложенного выше уже должно быть понятно, что главным ограничителем при выборе требуемого сечения является резистивный нагрев проводников, способный привести к плавлению изоляции, к коротким замыканиям, к перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самовозгорания.

То есть выбираемое сечение провода должно исключать подобные явления.

Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками.

В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции.

Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:

Материал проводовОптимальная плотность тока, А/мм²
Расположение проводкиОткрытаяЗакрытая
Алюминий3.53
Медь54

Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.

  • Открытая встречается не столь часто. Она прокладывается по стенам или потолкам на хомутах или изоляторах, может быть воздушной — самонесущей или же удерживаться несущим тросом. К открытым проводкам можно отнести и сетевые шнуры, удлинители, если, конечно, они не намотаны на катушки, бобины и т.п.
  • Все остальное, по сути – это закрытая проводка: расположенная к кабель-каналах, коробах или гофротрубах, вмурованная в стены, проложенная в грунте и т.п. Иными словами, в любых условиях, где отсутствует нормальный теплоотвод. С опорой на этот критерий к закрытой проводке следует отнести и те участки, которые располагаются в распределительных щитах и монтажных коробках – нормального теплообмена здесь тоже нет.

Выше не зря было оговорено, что указанные показатели справедливы для комнатной температуры. Случается, что проводку приходится прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше обычного (предбанники, сушилки, оранжереи и т.п.) В таком случае в значение допустимой плотности тока вносятся коррективы – применяется коэффициент 0,9 на каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.

Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?

По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм².

Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна

50 – 20 = 30 ℃.

То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³:

G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм²

На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.

Еще один пример.  Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый.

Суммарная нагрузка по мощности на линию получается:

Р = 750 + 750 = 1500 Вт

Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт:

I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А

Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:

S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²

Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2.5 мм².

В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.

При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз

В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n.

Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.

Расчет этого коэффициента – задача непростая, так как учитывает немало нюансов. Но так как наша публикация предназначена для электриков-любителей, которые в своей работе наверняка ограничиваются своими небольшими жилыми владениями, можно задачу упростить. А конкретно: при двух приборах коэффициент оставляем равным единице. При трех ÷ четырех – 0,8. Пять ÷ шесть – 0,75. Большего количества потребителей на линии в условиях дома или квартиры вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… – коэффициент 0,7.

Кз – коэффициент запаса. Величина необязательная. Но рачительный хозяин может подумать и наперед, что, возможно, через год-другой к этой же линии придется подключать и дополнительную нагрузку, о которой пока можно только догадываться. Так что имеет смысл сразу заложить резерв, приняв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторимся, дело – добровольное, и этот коэффициент можно вообще исключить из расчетов.

Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей.

Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:

Pп = Pn / cos φ

Pп — полная мощность;

Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;

cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.

Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия.

Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателяЗначения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя

В бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.

А теперь можно попробовать произвести полный расчет с учетом всего сказанного выше. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.

В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:

  • Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, расположенная открыто или закрытая.
  • Напряжение в планируемой линии.
  • Если в помещении предполагается какой-то специфический температурный режим, то это следует указать – выбрать из предлагаемых вариантов. Температура в комнате ниже +25℃ будет считаться нормальной – она стоит в перечне первой и учитывается по умолчанию.
  • Далее, указывается мощность планируемой к подключению нагрузки. Предусмотрено до 6 разных единиц – для бытовых условий этого обычно достаточно. При этом если поле не заполняется, то мощность считается равной нулю, то есть поле в расчет не принимается.

Два последних поля позволяют учесть нагрузку с реактивной составляющей мощности, если таковая есть. Для этого помимо номинала необходимо указать и значение cos φ. По умолчанию cos φ = 0, то есть как для обычной активной нагрузки.

  • В зависимости от количества подключаемых к линии приборов в алгоритме автоматически учитывается коэффициент спроса.
  • Наконец, пользователь может заложить резерв мощности, повысив коэффициент запаса, от 1 до 2 с шагом 0,1.

Результат расчета будет выдан в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотой. Естественно, после этого придется сделать округление до ближайшего стандартного размера в большую сторону.

Калькулятор расчета площади сечения токонесущей жилы кабеля или провода

Поиск нужного сечения кабеля с помощью таблиц

Не все и не всегда любят заниматься самостоятельными расчетами. Таким пользователям можно порекомендовать воспользоваться таблицами.

По сути, это те же расчеты, выполненные специалистами по приведённым формулам. Но только для удобства их результаты сведены в табличное представление.

Например, таблица для определения допустимого сечения (и соответствующего диаметра) жилы исходя из мощности нагрузки и (или) значения силы тока для переменного напряжения 220 вольт (ОП и ЗП — открытая и закрытая проводка соответственно):

Мощность нагрузки, ВтТок, АМЕДЬАЛЮМИНИЙ
ОПЗПОПЗП
S, мм ²d, ммS, мм ²d, ммS, мм ²d, ммS, мм ²d, мм
1000,430,090,330,110,370,120,400,140,43
2000.870,170,470,220,530,250,560.290,61
3001,300,260,580,330,640,370,690,430,74
4001,740,350,670,430,740,500,800,580,86
5002.170,430,740,540,830,620,890.720,96
7503,260,650,910,821,020,931,091,091,18
10004,350,871,051,091,181,241,261,451,36
15006,521,301,291,631,441,861,542,171,66
20008,701,741,492,171,662,481,782,901,92
250010,872,171,662,721,863,111,993.622,15
300013.042,611,823,262,043,732.184,352,35
350015,223,041,973,802,204,352,355.072,54
400017.393,482,104,352,354.972.525,802.72
450019,573,912,234,892,505,592,676,522,88
500021,744,352,355,432,63_6,212,817.253,04
600026.095,222,586,522,887,453,088,703,33
]00030,436,092,787,613,118,703,3310,143,59
800034.786,962,988,703,339,943,5611,593,84
900039.137,833,169,783,5311,183,7713,044,08
1000043,488,703,3310,873,7212,423,9814.494,30

Чаще встречаются несколько иные таблицы. В них приведены стандартные сечения выпускаемой кабельной продукции, и соответствующие им допустимые значения силы тока и мощности нагрузки.

Вот такая таблица для кабелей с медными жилами:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, AP, кВтI, AP, кВт
1.5194.11610.5
2.5275.92516.5
4388.33019.8
64610.14026.4
107015.45033
168518.77549.5
2511525.39059.4
3513529.711575.9
5017538.514595.7
7021547.3180118.8
9526057.2220145.2
12030066260171.6

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводниками:

Сечение токонесущей жилы, мм ²Напряжение 220 ВНапряжение 380 В
I, AP, кВтI, AP, кВт
2.5204,41912,5
4286,12315,1
6367,93019,8
105011,03925,7
166013,25536,3
258518,77046,2
3510022,08556,1
5013529,711072,6
7016536,314092,4
9520044,0170112,2
12023050,6200132,2

Есть таблицы, которые сразу учитывают количество токонесущих жил в одном кабель-канале (коробе, трубе и т.п.). То есть принимается в расчет взаимное тепловое влияние в условиях ограниченности теплоотвода.

Такая таблица для медных кабелей показана ниже.

(Сокращения: ОЖ – одножильный, ДЖ – двужильный, ТЖ – трехжильный).

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одном кабель-канале
2×ОЖ3×ОЖ4×ОЖ1×ДЖ1×ТЖ
0.511-----
0.7515-----
1171615141514
1.2201816151614.5
1.5231917161815
2262422202319
2.5302725252521
3343228262824
4413835303227
5464239343731
6504642404034
8625451464843
10807060505550
161008580758070
251401151009010085
35170135125115125100
50215185170150160135
70270225210185195175
95330275255225245215
120385315290260295250

Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводами:

Сечение токонесущей жилы, мм²Ток, А, для проводов, проложенных
открытов одном кабель-канале
2×ОЖ3×ОЖ4×ОЖ1×ДЖ1×ТЖ
2211918151714
2.5242019191916
3272422212218
4322828232521
5363230272824
6393632303126
8464340373832
10605047394238
16756060556055
251058580707565
3513010095859575
50165140130120125105
70210175165140150135
95255215200175190165
120295245220200230190

При желании можно отыскать таблицы более узкой специализации, например, для воздушной прокладки проводов или для подземной, причем — еще и с учетом теплоотводных качеств того или иного грунта. Но не станем ими перегружать настоящую публикацию – она рассчитана все же на начинающих электриков, которые в своем дебюте выполняют задачи попроще.

Некоторые мастера и вовсе рекомендуют брать во внимание упрощенный вариант таблицы сечений проводов и кабелей, используемых для домашней проводки. Вот такой:

Сечение жилы медного провода, мм ² (в скобках - алюминиевого)Максимальный ток при длительной нагрузке, АМаксимальная мощность нагрузки. кВтНоминальный ток защиты автомата, АПредельный ток защиты автомата, АСфера применения в условиях дома (квартиры)
1,5 (2,5)194.11016приборы освещения, сигнализации
2,5 (4,0) 275.91625розеточные блоки, системы подогрева полов
4,0 (6,0)388.32532мощное климатическое обрудование, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины
6,0 (10,0)4610.13240электроплиты и электродуховки
10,0 (16,0)7015.45063входные линии электропитания

По большому счету, так оно обычно и получается.
Но напоследок рассмотрим еще один важный нюанс.

Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии

Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.

Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.

Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.

Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:

Rk = 2 × ρ × L / S

Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;

2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;

ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;

L — длина кабеля, м;

S — площадь поперечного сечения жилы, мм².

Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.

Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.

Ur = Rk × I

ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100

Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.

Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.

Калькулятор проверки падения напряжения на линии большой протяженности

Перейти к расчётам

Как уже говорилось, при значении до 5% можно ничего не менять. Если получается больше – увеличивается сечение жилы кабеля, также с последующей проверкой.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены основные вопросы, касающиеся необходимого сечения кабеля в зависимости от планируемой нагрузки на него. Читатель волен выбрать любой из предлагаемых способов расчета, какой ему больше понравится.

Завершим статью видеосюжетом на эту же тему.

Видео: Основные правила выбора сечения проводов

Сечение кабеля (провода) по току и мощности таблица

При прокладке электропроводки в частном доме или квартире важно правильно подобрать сечение используемых проводов (кабелей). Если взять слишком толстый кабель (большого сечения) — это «влетит вам в копеечку», так как его цена сильно зависит от диаметра токопроводящих жил. Применение же тонкого кабеля, приводит к его перегрузке и, при несрабатывании защиты, перегреву, оплавлению изоляции, короткому замыканию и пожару. Правильным будет выбор сечения провода в зависимости от тока, что отражено в приведенных ниже таблицах.

Сечение кабеля

Сечение кабеля — это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки — то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются «Правила устройства электроустановок» или кратко — ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых «Допустимые токовые нагрузки на кабель.» Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах — то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5 мм², а на освещение — 1,0-1,5мм².

Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0 мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для «прикидки» нужного сечения считают, что 1 мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² — 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0 мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении.

При прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Когда нагрузка называется в кВт — то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного — совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) — речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Таблица нагрузок по сечению кабеля:

Сечение кабеля, мм²Проложенные открытоПроложенные в трубе
медьалюминиймедьалюминий
ток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВтток, Амощность, кВт
220В380В220В380В220В380В220В380В
0.5112.4
0.75153.3
1173.76.41435.3
1.52358.7153.35.7
2.5306.611245.29.1214.67.9163.56
44191532712275.910214.67.9
6501119398.514347.412265.79.8
10801730601322501119388.314
161002238751628801730551220
25140305310523391002238651424
35170376413028491352951751628

Для самостоятельного расчета необходимого сечение кабеля, например, для ввода в дом, можно воспользоваться кабельным калькулятором или выбрать необходимое сечение по таблице.

Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабели в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины — своя.

При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п.

    Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:
  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;
  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;
  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;
  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром.
Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство.

Соотношение тока и сечения

Чтобы понять, как работает электрический кабель, необходимо вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше ее диаметр, тем больше воды через нее будет проходить. То же самое и с проводами.

Чем больше их площадь, тем большей силы ток, через них пройдет, тем большую нагрузку такой провод выдерживает. При этом кабель не будет перегреваться, что является самым важным требованием правил пожарной безопасности.

Поэтому связка сечение – ток является основным критерием, который используется в подборе электрических проводов в разводке. Поэтому вам необходимо сначала разобраться, сколько бытовых приборов и какой общей мощности будет подключены к каждому шлейфу.

Сечение жилы провода, мм2Медные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, Вт
0.561300
0.75102200
1143100
1.5153300102200
2194200143100
2.5214600163500
4275900214600
6347500265700
105011000388400
1680176005512100
25100220006514300

К примеру, на кухне обязательно устанавливается холодильник, микроволновка, кофемолка и кофеварка, электрочайник иногда посудомоечная машина. То есть, все эти прибору могут в один момент быть включены одновременно. Поэтому в расчетах и используется суммарная мощность помещения.

Узнать потребляемую мощность каждого прибора можно из паспорта изделия или на бирке.

    Для примера обозначим некоторые из них:
  1. Чайник – 1-2 кВт.
  2. Микроволновка и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
  3. Кофемолка и кофеварка – 0,5-1,5 кВт.
  4. Холодильник 0,8 кВт.

Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, можно подобрать ее сечение из таблицы. Не будем рассматривать все показатели данной таблицы, покажем те, которые преобладают в быту.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Выбор кабеля

Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.

Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

Зачем производится расчет

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.

Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.

Что нужно знать

Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.

Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.

Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами


ЭлектроприборПотребляемая мощность, ВтСила тока, А
Стиральная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Джакузи2000 – 25009,0 – 11,4
Электроподогрев пола800 – 14003,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита4500 – 850020,5 – 38,6
СВЧ печь900 – 13004,1 – 5,9
Посудомоечная машина2000 – 25009,0 – 11,4
Морозильники, холодильники140 – 3000,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом1100 – 12005,0 – 5,5
Электрочайник1850 – 20008,4 – 9,0
Электрическая кофеварка630 – 12003,0 – 5,5
Соковыжималка240 – 3601,1 – 1,6
Тостер640 – 11002,9 – 5,0
Миксер250 – 4001,1 – 1,8
Фен400 – 16001,8 – 7,3
Утюг900 –17004,1 – 7,7
Пылесос680 – 14003,1 – 6,4
Вентилятор250 – 4001,0 – 1,8
Телевизор125 – 1800,6 – 0,8
Радиоаппаратура70 – 1000,3 – 0,5
Приборы освещения20 – 1000,1 – 0,4

После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

расчет силы тока для однофазной сети

где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 ̵

Зависимость сечения кабеля и провода от токовых нагрузок и мощности

При проектировании схемы любой электрической установки и монтаже, выбор сечения проводов и кабелей является обязательным этапом. Чтобы правильно подобрать силовой провод нужного сечения, необходимо учитывать величину максимального потребления.

Сечения проводов измеряется в квадратных милиметрах или "квадратах". Каждый "квадрат" алюминиевого провода способен пропустить через себя в течение длительного времени нагреваясь до допустимых пределов максимум  - только 4 ампера, а медный провода  10 ампер тока. Соответственно, если какой-то электропотребитель потребляет мощность равную 4 киловаттам (4000 Ватт), то при напряжении 220 вольт сила тока будет равна 4000/220=18,18 ампер и для его питания достаточно подвести к нему электричество медным проводом сечением 18,18/10=1,818 квадрата. Правда в этом случае провод будет работать на пределе своих возможностей, поэтому следует взять запас по сечению в размере не менее 15%. Получим 2,091 квадрата. И теперь подберем ближайший провод стандартного сечения. Т.е. к этому потребителю мы должны вести проводку медным проводом сечением 2 квадратных миллиметра именуемого нагрузкой тока. Значения токов легко определить, зная паспортную мощность потребителей по формуле: I = Р/220. Алюминиевый провод будет соответственно в 2,5 раза толще.

Из расчета достаточной механической прочности открытая силовая проводка обычно выполняется проводом с сечением не менее 4 кв. мм. Если требуется с большей точностью знать длительно допустимую токовую нагрузку для медных проводов и кабелей, то можно воспользоваться таблицами.

Медные жилы проводов и кабелей

Сечение токопроводящей жилы, мм. 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 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33,0
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 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 66,0 260 171,6

Алюминиевые жилы проводов и кабелей

Сечение токопроводящей жилы, мм. Напряжение, 220 В Напряжение, 380 В
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,0

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами к примеру кабель МКЭШВнг

Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
0,5 11 - - - - -
0,75 15 - - - - -
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330 - - -
185 510 - - - - -
240 605 - - - - -
300 695 - - - - -
400 830 - - - - -

Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм. Открыто Ток, А, для проводов проложенных в одной трубе
Двух одножильных Трех одножильных Четырех одножильных Одного двухжильного Одного трехжильного
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255 - - -
185 390 - - - - -
240 465 - - - - -
300 535 - - - - -
400 645 - - - - -

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной,
найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток*, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
1,5 23 19 33 19 27
2,5 30 27 44 25 38
4 41 38 55 35 49
6 50 50 70 42 60
10 80 70 105 55 90
16 100 90 135 75 115
25 140 115 175 95 150
35 170 140 210 120 180
50 215 175 265 145 225
70 270 215 320 180 275
95 325 260 385 220 330
120 385 300 445 260 385
150 440 350 505 305 435
185 510 405 570 350 500
240 605 - - - -

* Токи относятся к кабелям и проводам с нулевой жилой и без нее.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных

Сечение токопроводящей жилы, мм. Ток, А, для проводов и кабелей
одножильных двухжильных трехжильных
при прокладке
в воздухе в воздухе в земле в воздухе в земле
2,5 23 21 34 19 29
4 31 29 42 27 38
6 38 38 55 32 46
10 60 55 80 42 70
16 75 70 105 60 90
25 105 90 135 75 115
35 130 105 160 90 140
50 165 135 205 110 175
70 210 165 245 140 210
95 250 200 295 170 255
120 295 230 340 200 295
150 340 270 390 235 335
185 390 310 440 270 385
240 465 - - - -

Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Сводная таблица сечений проводов, тока, мощности и характеристик нагрузки
Сечение медных жил проводов и кабелей, кв.мм Допустимый длительный ток нагрузки для проводов и кабелей, А Номинальный ток автомата защиты, А Предельный ток автомата защиты, А Максимальная мощность однофазной нагрузки при U=220 B Характеристика примерной однофазной бытовой нагрузки
1,5 19 10 16 4,1 группа освещения и сигнализации
2,5 27 16 20 5,9 розеточные группы и электрические полы
4 38 25 32 8,3 водонагреватели и кондиционеры
6 46 32 40 10,1 электрические плиты и духовые шкафы
10 70 50 63 15,4 вводные питающие линии

В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельно-проводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях
Наименование линий Наименьшее сечение кабелей и проводов с медными жилами, кв.мм
Линии групповых сетей 1,5
Линии от этажных до квартирных щитков и к расчетному счетчику 2,5
Линии распределительной сети (стояки) для питания квартир 4

 

Надеемся данная информация была полезна для Вас. Мы же напоминаем что у нас Вы можете купить кабель МКЭКШВнг отличного качества по низкой цене. 

Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры


Вы планируете заняться или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.

Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.

Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

Содержание статьи:

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.

Расчет необходимого сечения в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

Галерея изображений

Фото из

Различные виды кабеля для устройства проводки

Разная толщина у проводников для бытовой эксплуатации

Число жил в различных марках кабеля

Варианты многожильного кабеля

Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу:

P = (P1+P2+..PN)*K*J,

Где:

  • P – мощность всех потребителей, подключенных к рассчитываемой ветке в Ваттах.
  • P1, P2, PN – мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.

Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

Таблица 1. Сечение жил проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)

Этап #1 — расчет реактивной и активной мощности

Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Обычно в паспортах оборудования указана активная мощность вместе с  реактивной мощностью.

Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД,  в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид.

К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты.

Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:

P = U * I,

Где:

  • P – мощность в Вт;
  • U – напряжение в В;
  • I – сила тока в А.

Устройства с реактивным видом нагрузки способны накапливать энергию поступающую от источника, а затем возвращать. Происходит такой обмен за счет смещения синусоиды силы тока и синусоиды напряжения.

При нулевом смещении фаз мощность P=U*I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз силы тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14)

К устройствам с реактивной мощностью относятся электродвигатели, электронные приборы всех масштабов и назначений, трансформаторы.

Когда есть смещение фаз между синусоидой силы тока и синусоидой напряжения, мощность P=U*I может быть отрицательной (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14). Устройство с реактивной мощностью возвращает накопленную энергию обратно источнику

Электрические сети построены таким образом, что могут производить передачу электрической энергии в одну сторону от источника к нагрузке.

Поэтому возвращенная энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и тратится на нагрев проводников и других компонентов.

Реактивная мощность имеет зависимость от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения фаз выражают через cosφ.

Для нахождения полной мощности применяют формулу:

P = Q / cosφ,

Где Q – реактивная мощность в ВАрах.

Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.

Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.

Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса

K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию.

Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей.

Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.

Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом

Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм2.

Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать проволоки проводника.

В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:

S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот

D = √(4*S / π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h * m,

Где:

  • S – площадь жилы в мм2;
  • R – радиус жилы в мм;
  • D – диаметр жилы в мм;
  • h, m – ширина и высота соответственно в мм;
  • π – число пи, равное 3,14.

Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:

S = N*D2/1,27,

Где N – число проволочек в жиле.

Провода, имеющие свитые из нескольких проволочек жилы , в общем случае имеют лучшую проводимость, чем монолитные. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения.

Электрический ток представляет собой движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения зарядов смещена к поверхности проводника.

Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и применяют их в основном для стационарного монтажа.

Этап #4 —рассчитываем сечение по мощности на практике

Задача: общая мощность потребителей на кухне составляет 5000 Вт (имеется ввиду, что мощность всех реактивных потребителей пересчитана). Все потребители подключаются к однофазной сети 220 В и имеют запитку от одной ветки.

Таблица 2. Если вы планируете в будущем подключение дополнительных потребителей, в таблице представлены необходимые мощности распространенных бытовых приборов (+)

Решение:

Коэффициент одновременности K примем равным 0,8. Кухня место постоянных инноваций, мало ли что, коэффициент запаса J=2,0. Общая расчетная мощность составит:

P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт

Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм2. Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм2.

Для одножильной проводки минимальный диаметр составит 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае применения многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

Галерея изображений

Фото из

Помещение с максимальным числом бытовой техники

Техническое оснащение ванных комнат и совмещенных санузлов

Подключение мощных энергопотребителей

Блок-розетка для маломощного оборудования

Варочная поверхность требует правильного подключения

Силовая электролиния для стиральной машины

Отдельные силовые ветки для холодильников

Мощные потребители энергии в санузлах и ванных

Расчет сечения по току

Расчеты необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов представят более точные результаты. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д.

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

  • выбор мощности всех потребителей;
  • расчет токов, проходящих по проводнику;
  • выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.

Для этого варианта расчёта мощность потребителей по току с напряжением берется без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.

Этап #1 — расчет силы тока по формулам

Тем, кто подзабыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в форме графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:

«Классическое колесо» наглядно демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)

Выпишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:

I = P/Uл,

Где:

  • I — cила тока, принимается в амперах;
  • P — мощность в ваттах;
  • Uл — линейное напряжение в вольтах.

Линейное напряжение в общем случае зависит от источника электроснабжения, бывает одно- и трехфазным.

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

  1. Uл = U*cosφ в случае однофазного напряжения.
  2. Uл = U*√3*cosφ в случае трехфазного напряжения.

Для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, поэтому линейное напряжение можно переписать:

  1. Uл = 220 В для однофазного напряжения.
  2. Uл = 380 В для трехфазного напряжения.

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I = (I1+I2+…IN)*K*J,

Где:

  • I – суммарная сила тока в амперах;
  • I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах;
  • K – коэффициент одновременности;
  • J – коэффициент запаса.

Коэффициенты K и J имеют те же значения, что были применены при расчете полной мощности.

Может быть случай, когда в трехфазной сети через разные фазные проводники течет ток неравнозначной силы.

Такое происходит, когда к трехфазному кабелю подключены одновременно однофазные потребители и трехфазные. Например, запитан трехфазный станок и однофазное освещение.

Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывают сечение многожильного провода? Ответ прост — вычисления производят по наиболее нагруженной жиле.

Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам

В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭУ) приведен ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля.

Проводимость проводника зависит от температуры. Для металлических проводников с повышением температуры повышается сопротивление.

При превышении определенного порога процесс становится автоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, тем выше сопротивление и т.д. пока проводник не перегорает или вызывает короткое замыкание.

Следующие две таблицы (3 и 4) показывают сечение проводников в зависимости от токов и способа укладки.

Таблица 3. Первое, необходимо выбрать способ укладки проводов, от этого зависит, на сколько эффективно происходит охлаждение (+)

Кабель отличается от провода тем, что у кабеля все жилы, оснащенные собственной изоляцией, скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельных изделий написано в этой .

Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения проводников, однако на практике сечения ниже 3 мм2 открыто не прокладывают по соображениям механической прочности (+)

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

  • 0,68 если 5-6 жил;
  • 0,63 если 7-9 жил;
  • 0,6 если 10-12 жил.

Понижающие коэффициенты применяются к значениям токов из столбца «открыто».

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

По нормативам ПЭУ выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току, производится как не менее 50% от фазной жилы.

Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого длительного тока при прокладке его в земле.

Таблица 5. Зависимости допустимого длительного тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или земле

Токовая нагрузка при прокладке открыто и при углублении в землю различаются. Их принимают равными, если прокладка в земле проводится с применением лотков.

Таблица 6. Зависимости допустимого длительного тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или земле

Для устройства временных линий снабжения электроэнергией (переноски, если для частного пользования) применяется следующая таблица (7).

Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных кабелей, прожекторных кабелей, гибких переносных проводов. Применяется только медных проводников

Когда прокладка кабелей производится в грунте помимо теплоотводных свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):

Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от типа и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабелей (+)

Расчет и выбор медных жил до 6 мм2 или алюминиевых до 10 мм2 ведется как для длительного тока.

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Тпв

где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.

При выборе кабеля для разводки электричества в особое внимание уделяют его огнестойкости.

Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере

Задача: медного кабеля для подключения:

  • трехфазного деревообрабатывающего станка мощностью 4000 Вт;
  • трехфазного сварочного аппарата мощностью 6000 Вт;
  • бытовой техники в доме общей мощностью 25000 Вт;

Подключение будет произведено пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.

Изоляция кабельно-проводниковой продукции рассчитывается на конкретное значение рабочего напряжения. Следует учитывать, что указанное производителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети

Решение.

Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

Uл = 220 * √3 = 380 В

Шаг # 2. Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:

Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт

Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:

Iтех = 35700 / 220 = 162 А

Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:

Iобор = 14300 / 380 = 38 А

Шаг # 5. Необходимый ток для подключения бытовой техники посчитан из расчета одной фазы. По условию задачи имеется три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты предположим равномерное распределение:

Iтех = 162 / 3 = 54 А

Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:

Iф = 38 + 54 = 92 А

Шаг # 7. Оборудование и бытовая техника работать одновременно не будут, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:

Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

Шаг # 8. Хотя в составе кабеля имеется 5 жил, в расчет берется только три фазные жилы. По таблице 8 в столбце трехжильный кабель в земле находим, что току в 115 А соответствует сечение жилы 16 мм2.

Шаг # 9. По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристики земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.

Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:

D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм

Если бы расчет производился только по мощности, без учета особенностей прокладки кабеля, то сечение жилы составит 25 мм2. Расчет по силе тока сложнее, но иногда позволяет экономить значительные денежные средства, особенно когда речь идет о многожильных силовых кабелях.

О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть .

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения.

Нормы ПЭУ требуют, чтобы сечение жилы кабеля было таким при котором падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S,

Uпад = I * R,

U% = (Uпад / Uлин) * 100,

Где:

  • 2 – коэффициент, обусловленный тем, что ток течет обязательно по двум жилам;
  • R – сопротивление проводника, Ом;
  • ρ – удельное сопротивление проводника, Ом*мм2/м;
  • S – сечение проводника, мм2;
  • Uпад – напряжение падения, В;
  • U% – падение напряжения по отношению к Uлин,%.

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Пример расчета переноски

Задача: рассчитать падение напряжения для медного провода с поперечным сечением одной жилы 1,5 мм2. Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата полной мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Желающим подключить бытовой сварочный аппарат к ветке электросети следует учесть ситу тока, на которую рассчитан применяемый кабель. Вполне возможно, что общая мощность работающих приборов может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг # 1. Рассчитываем сопротивление медного провода, используя таблицу 9:

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

Uпад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

U% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%

Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник с большим сечением.

Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

Рекомендации специалистов по подбору кабельно-проводниковой продукции:

Приведенные расчёты справедливы для медных и алюминиевых проводников промышленного назначения. Для других типов проводников предварительно рассчитывается полная теплоотдача.

На основе этих данных производится расчет максимального тока способного протекать по проводнику, не вызывая чрезмерного нагрева.

Если остались какие-либо вопросы по методике расчета сечения кабеля или есть желание поделиться личным опытом, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для отзывов расположен ниже.

Работа с проводом - learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 37

Толщина проволоки

Термин «калибр» используется для определения диаметра проволоки. Калибр провода используется для определения силы тока, с которой провод может безопасно справиться. Калибр провода может относиться как к электрическому, так и механическому. В этом руководстве рассматривается только электрическая часть. Существуют две основные системы измерения толщины проволоки: американский калибр проволоки (AWG) и стандартный калибр проволоки (SWG).Различия между ними не важны для этого руководства.

Примерный масштаб проволоки разного калибра

Сила тока, который может пропускать провод, зависит от нескольких различных факторов, например, от состава провода, длины провода и состояния провода. Как правило, более толстый провод может пропускать больше тока.

Приблизительная толщина провода в соответствии с таблицей допустимых значений

Здесь, в SparkFun, мы обычно используем провод 22 AWG для прототипирования и макетирования.При использовании макета или печатной платы сплошной сердечник идеально подходит, потому что он хорошо входит в отверстия. Для других прототипов / сборок, связанных с пайкой, многожильный сердечник - №1, просто убедитесь, что не пропускаете слишком большой ток через один провод. Он станет горячим и может расплавиться!

SparkFun поддерживает как одножильные, так и многожильные провода 22 AWG.

Нажмите, чтобы просмотреть больше вариантов проводов!

Тем не менее, есть возможность использовать проволочную ленту 30 AWG , если вам нужно меньше.

Совет: Обмотка проводов была впервые использована для создания прототипов схем. В наши дни это встречается гораздо реже. Тем не менее, он по-прежнему полезен для подключения к маленьким контактам на компоненте поверхностного монтажа или печатной плате, проектах с ограниченным пространством или ремонте плат (например, «зеленый» ремонт проводов). Работа с толстым проводом? Обмотка провода также полезна, когда сращивание толстой проволоки.Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с учебным пособием по сборке автономной мыши.
← Предыдущая страница
Многожильный и одножильный провод .

Необходимая толщина проволоки - quinled.info

При подключении светодиодной ленты бывает сложно понять, какие провода вам нужно использовать. Я перечислил, как подключить все провода для каждой из моих диммерных плат, но какой толщины должны быть эти провода?

Во-первых, давайте установим общее правило: мы используем медные кабели, а не что-то еще, например, провод динамика CCA.

Проектирование наихудшего сценария

Все сделанные расчеты предназначены для наихудшего сценария - полной яркости.Теперь я понимаю, что вы не будете использовать светодиодные ленты с полной яркостью большую часть времени (или когда-либо действительно с версиями с очень высокой мощностью), поэтому вы создаете диммер! Тем не менее, я стараюсь разрабатывать все свои настройки таким образом, чтобы, если мне действительно нужна полная яркость или что-то пойдет не так, вся настройка (источник питания + кабели + диммер + охлаждение) может справиться с количеством мощности, которое МОЖЕТ выводиться на Светодиодная лента - вероятность возгорания меньше!

С учетом сказанного, продолжайте читать, пока не дойдете до «Вы с ума сошли?» раздел!

Метод расчета толщины

Чтобы рассчитать необходимую толщину, сначала нам нужно знать, какой длины должен быть кабель.Как правило, потеря около 5% (падение напряжения) приемлемо для большинства соединений постоянного тока. Величина потерь в кабеле напрямую зависит от длины кабеля. Кабель AWG22 может подойти для 20 см, но если вам нужно гораздо большее расстояние, например, 5 м, вам понадобятся кабели намного толще.

Второй важный фактор - это количество ампер, необходимое для передачи по кабелю. Напряжение не играет прямого фактора при определении толщины кабеля, но определяет величину мощности, которая может пройти по кабелю в конечном итоге, и величину потерь, которые могут возникнуть.

Таким образом, Amperage + Length определяет толщину кабеля. Взгляните на следующую таблицу. В этой таблице указаны мм2, а не калибр провода !:

Таблица позаимствована у 24volt.co.uk

Эта таблица позволяет легко определить толщину кабеля, к которой следует стремиться при использовании напряжения 24 В. Поскольку на этой диаграмме указана сила тока, а не мощность, те же значения должны применяться и для 5 В и 12 В, изменится только процентное падение, но вы все равно должны оставаться в безопасном диапазоне.

В качестве примера предположим, что у вас 5 м (~ 16.6 футов) светодиодная лента, потребляющая мощность 100 Вт при максимальной яркости. Длина кабеля, который вы хотите использовать, должна составлять 5 метров, при 12 В это 8,33 А, а при 24 В - всего 4,16 А! Чтобы безопасно передавать ~ 8 А, вам понадобится кабель 1,5 мм2, переключающий его до светодиодной ленты 24 В и источника питания, теперь вам нужно только передать 4,16 А, и, следовательно, кабель 0,75 мм2 (в основном половина толщины) подойдет. Чтобы перевести мм2 в манометр, см. Следующую таблицу:

Исходя из того, что сказано в этой таблице для 12 В 8 А, вам понадобится кабель калибра 14.Если вы покупаете все на 24 В, вам нужно будет транспортировать только ~ 4 А мощности и, следовательно, понадобится только кабель сечением от 22 до 20. По сути, это происходит по тем же причинам, что и объясняется в моей статье «12 В против 24 В», использование более высокого напряжения постоянного тока позволяет использовать меньше меди и, таким образом, сэкономить на стоимости! У вас также будет меньше проблем с выцветанием светодиодной ленты на дальнем конце.

Для подключения аналоговой белой светодиодной ленты провода + и - должны быть одинаковой толщины.

  • 5м, 12в, тёпло-белая светодиодная лента с использованием 16 / м
    • 5 м * 16 Вт = 80 Вт | 80 Вт / 12 В ~ 7 ампер
      • Длина проводов от диммера до светодиодной ленты 2м
        • Для транспортировки 7 А на расстояние более 2 м вам потребуется провод минимальной толщины 1.5 мм2 или калибр от 16 до 14
  • 5 м, 24 В, светодиодная лента теплого белого цвета, мощность 14,4 Вт / м
    • 5 м * 14,4 Вт = 72 Вт | 72 Вт / 24 В = 3 А
      • Длина проводов от диммера до светодиодной ленты 2м
        • Для транспортировки 3 А на расстояние более 2 м вам потребуется провод толщиной не менее 0,75 мм2 или калибром от 22 до 20
      • Тот же сценарий, но теперь расстояние до светодиодной ленты составляет 10 м от диммера до светодиодной ленты.
        • Для транспортировки 3 А на расстояние более 10 м вам потребуется провод толщиной не менее 1.5 мм2 или калибр от 16 до 14
  • 5 м, 5 В, 60 светодиодов / м, RGB-лента WS2812b с использованием 60 мА на каждый светодиод
    • 60 светодиодов / м * 5в = 300 | 300 светодиодов * 0,06 А = 18 ампер
      • Провода от диммера до светодиодной ленты 5м
        • Для транспортировки 18 А на расстояние более 5 м вам потребуется провод толщиной не менее 2,5 мм2 или калибр 10

Согласно вышеприведенным расчетам, вам понадобятся толстые кабели для подключения светодиодных лент к платам! Большинство светодиодных лент поставляются с короткими выводами, которые имеют небольшую толщину, так какой смысл в приведенных выше расчетах?

Толщина кабеля напрямую зависит от расстояния.Для провода длиной 10 см не потребуется провод 2,5 мм2 или 10 калибра. Что-то вроде 0,5 мм2 или 24 калибра (или даже меньше) будет работать нормально. Лично я использую катушку с проводом 0,75 мм2 или 20 калибра для своих коротких проводов, длина которых не превышает 1 метр. Так что, если диммер находится близко к светодиодной ленте, вам не о чем беспокоиться. Когда диммер или источник питания находятся на расстоянии нескольких метров или 10 футов, вам нужно уделять особое внимание толщине кабеля!

Чтобы приобрести кабель, см. Статью «Инструменты и оборудование». Я перечислил несколько различных типов кабеля, которые можно использовать для силовых или сигнальных проводов (сигнальные провода могут быть намного тоньше!).

Иногда при расчете толщины проволоки необходимо учитывать особые случаи.

Двойная подача светодиодной ленты

Если у вас, например, однократное питание светодиодной ленты мощностью 100 Вт, которая работает при 24 В и требует 5 метров кабеля, для этого требуется 4,16 А мощности и, следовательно, толщина провода 0,75 мм2 для передачи его на эти 5 метров. Однако, если вы подаете кабель дважды (с обоих концов), требование на кабель составляет всего ~ 2 А, поэтому можно использовать более тонкие кабели!

* Распределение мощности никогда не бывает равным на 100%, и рекомендуется убедиться, что оба конца могут выдерживать полную нагрузку, возможно, используйте 2/3 толщины вместо половины, например

Аналоговый RGB (Вт)

При использовании полосы RGB (W) у вас есть 4 отрицательных провода, но только один положительный провод.Чтобы иметь возможность выдерживать такое же количество тока, с которым могут справиться все отрицательные провода, положительный провод теоретически должен быть в 4 раза толще, чем отрицательный. На самом деле это будет очень толстый (и, следовательно, дорогой) кабель, поэтому обычно рекомендуется кабель вдвое большего размера. Если каждый цвет светодиодной ленты может выдерживать, скажем, 1 А при напряжении 24 В, убедитесь, что положительный + кабель может выдерживать не менее 2 А, но желательно больше.

Цифровой RGB

Digital RGB имеет свой собственный набор правил. Если мы говорим об APA102, то есть положительный, отрицательный и отдельные провода данных и часов.Для WS2812b есть положительный, отрицательный и только один провод данных. Толщина провода передачи данных в основном не так уж и важна, даже провод dupont подойдет. Однако толщина положительного и отрицательного проводов важна! Поскольку в большинстве этих полосок используется только 5 В, это означает, что вы имеете дело с гораздо большей силой тока, чем со светодиодами 12 или 24 В. Цифровая полоса RGB любой приличной длины может легко выдерживать ток более 10 А, поэтому толщина кабеля важна! Проверьте приведенную выше таблицу, чтобы рассчитать, что вам потребуется.Например, для 10 ампер потребуется 4 мм2 или калибр 6 на длину кабеля 10 метров, поэтому настоятельно рекомендуется стараться, чтобы длина провода после источника питания была как можно короче!

Например, в этой статье QuinLED-Quad у меня есть схемы оптимального подключения. Однако есть разные способы, которые иногда появляются в Интернете, я в основном не рекомендую их, но они есть:

Двусторонняя одинарная подача

Если вы хотите убедиться, что все светодиоды внутри полосы светятся равномерно, вы можете подключить положительный ток на одном конце и отрицательный ток на другой стороне светодиодной полосы.Таким образом, мощность всегда должна проходить через полосу одинаковое расстояние, и теоретически падение напряжения, таким образом, также всегда будет одинаковым для каждого светодиода. Хотя это жизнеспособный способ сделать это, особенно в больших светодиодных установках, подключение может быть затруднительным. Это также не решает проблему падения напряжения внутри светодиодной ленты, но в основном позволяет решить эту проблему, используя эффект вместо его решения. Результат, хотя и равномерно освещенный, все равно приведет к более тусклому свету светодиодов, а также вызовет много дополнительного тепла из-за всего тока, проходящего через светодиодную ленту.

Только двойное кормление положительное +

При использовании полосы RGBW каждый цвет (красный, зеленый, синий и белый) имеет свою собственную отрицательную линию, идущую к полосе. Положительная линия / рельс делится между ними. На мой взгляд, вам нужно убедиться, что положительная шина толще и использует более толстые кабели, чтобы иметь возможность соответствовать 4 отрицательным шинам на полной яркости (отображение белого + белого цвета в RGB). На самом деле все кабели, подключенные к светодиодным лентам, имеют одинаковую толщину, поэтому положительный кабель должен проводить намного больше тока, чем другие кабели.Чтобы исправить это, проложите только положительный кабель к другой стороне полосы и подайте только положительную шину дважды. Поскольку ток, протекающий через отрицательные провода, намного меньше, напряжение должно падать меньше, и иногда вы можете обойтись только двойным питанием положительных шин таким образом.

Лично я бы посоветовал, если вы планируете это, запланировать двойную подачу всех рельсов (положительную и отрицательную) или среднюю подачу, чтобы предотвратить дисбаланс полосы. Это также гарантирует, что вы получите желаемую максимальную яркость полосы и не вызовете очень сильного нагрева со стороны, где подключены все отрицательные провода.С учетом сказанного, для некоторых проектов может быть достаточно только двойной подачи положительного тока.

Вот пример того, как подключить это с помощью QuinLED-Quad:

.

Поиск и устранение неисправностей в системе подачи проволоки

Сварка

MIG (GMAW) и порошковая сварка (FCAW), обычно называемая «сваркой проволокой», дает возможность значительно повысить производительность по сравнению со сваркой штучной сваркой. Однако в системе подачи проволоки используется более сложная механическая система, чем в других, для подачи сварочной проволоки в сварочную ванну и подачи тока на проволоку, что приводит к большему количеству потенциальных проблем в работе сварочного оборудования.

Точное устранение этих проблем, когда они возникают, или, еще лучше, предотвращение их до их возникновения, имеет решающее значение для максимизации преимуществ, которые предлагают эти процессы.

В целях поиска и устранения неисправностей систему сварки проволокой можно разделить на три различные категории в зависимости от функции - подача проволоки, подача газа и передача электроэнергии. Отказ любой из этих систем приведет к неоптимальным характеристикам сварки, включая снижение производительности и увеличение времени простоя для повторной обработки плохих сварных швов.

ПОСТАВКА ПРОВОЛОКИ
Независимо от того, используете ли вы однотонные катушки, большие барабаны или большие мотки проволоки, механическая подача проволоки играет важную роль в определении качества дуги и свариваемости.Вы должны начать поиск и устранение неисправностей в системе, убедившись, что на пути от натяжения катушки до контактного наконечника и везде между ними нет препятствий.

Натяжение ступицы
Важно не перетягивать натяжение ступицы, которое позволяет катушке с проволокой вращаться. На большом барабане с проволокой эту функцию может выполнять механизм, перемещающийся вокруг катушки. Натяжение ступицы - это просто средство, предотвращающее соскальзывание проволоки с катушки при прекращении подачи проволоки.Это должно быть достаточно туго, чтобы проволока не разматывалась, когда вы прекращаете подавать полную катушку на максимальной скорости подачи проволоки. Избыточное затягивание приведет к тому, что приводной двигатель будет работать сильнее, просто чтобы снять проволоку с катушки, и приведет к проблемам при сварке.

Проверка давления ведущего ролика
Давление ведущего ролика - очень распространенная проблема при сварке проволокой. Слишком свободно, и проволока не попадает в лужу. Слишком плотно, и вы можете раздавить проволоку и отслоить покрытие, деформировать проволоку, изнашивать ролики и повредить двигатель.

Покрытие из хлопьев заставит эти маленькие хлопья попадать в лайнер, что еще больше ограничит простую подачу проволоки в лужу. Деформированная проволока будет изнашивать канавки на контактном наконечнике, что ограничивает электрическую проводимость, а также ухудшает подачу. Изнашивайте рифленые поверхности роликов, и у вас будет слабое трение для правильной подачи проволоки. Чрезмерно затянутое натяжение ведущего ролика вызывает все эти проблемы в дополнение к чрезмерному давлению на ведущий вал, которое может привести к износу коробки передач или приводного двигателя из-за неправильной центровки.

Не существует однозначного ответа относительно точного давления, необходимого для обеспечения надлежащего давления приводных валков. Натяжение приводного ролика следует отрегулировать так, чтобы оно не было слишком сильным, но и не слишком ослабленным. Начните с очень слабого давления ведущего ролика. Увеличивайте давление только до тех пор, пока не станет очень трудно остановить выход проволоки из контактного наконечника. Используйте плоскогубцы или деревянный брусок, чтобы остановить подачу проволоки. Пройдите примерно пол-оборота дальше этой точки. Когда проволока фактически остановлена, ведущие ролики должны вращаться на проволоке, и птицы не должны гнездиться.

Проверка выравнивания приводных роликов
Приводные ролики можно отрегулировать из стороны в сторону, чтобы убедиться, что они совпадают с входной направляющей пистолета GMAW.

Проверьте впускные направляющие
Впускные направляющие должны быть подходящего размера для используемого провода. На них не должно быть бороздок - часто это вызвано перекосом или неправильным размером.

Проверка состояния лайнера
Футеровка пистолета должна быть подходящего размера для используемой проволоки, а также должна быть чистой и не содержать пыли и мусора.Чрезмерно натянутая проволока отслаивается и помещает излишки частиц внутрь лайнера, забивая его. Использование специальных смазок для проволоки также может привести к тому, что проволока станет «влажной», и на проволоке может скапливаться пыль, втягивающая ее в лайнер.

Производители проволоки уже должным образом подготовили поверхность проволоки для обеспечения максимальной подачи и добавления или даже вычитания, что может повлиять на качество сварки. Если вы настаиваете на использовании чего-нибудь для «смазки» или «протирания» провода перед тем, как он попадет в систему, лучше всего подойдет хлопчатобумажная ткань с прищепкой для одежды, чтобы не было загрязнения провода и пыли, чтобы не собираться на нем. мокрая »поверхность.Вкладыши изнашиваются и подлежат регулярной замене.

Состояние контактного наконечника
Часто проблемы с подачей можно решить, заменив контактный наконечник. Контактный наконечник может забиться из-за брызг или от прикосновения к сварочной ванне. Если проволока имеет канавки в контактном наконечнике, необходимо проверить натяжение приводного ролика.

ПОДАЧА ГАЗА
При MIG и дуговой сварке порошковой проволокой в ​​среде защитного газа может возникнуть ряд проблем, которые препятствуют подаче защитного газа в сварочную ванну, что приводит к пористости, избыточному разбрызгиванию, нестабильной дуге и другим дефектам .Самое маленькое отверстие в газовом шланге может действовать как карбюратор и втягивать воздух, загрязняя сварной шов. Вот несколько шагов, которые необходимо предпринять для устранения предполагаемых проблем с защитным газом:

Проверка регулятора / расходомера
Измеритель потока со стеклянной трубкой и шариком может использоваться в качестве индикатора утечки газа. Если мяч не падает на дно манометра, когда он не сваривается, это означает, что газ все еще течет, что указывает на утечку. Если используется циферблатный регулятор / расходомер, утечку можно обнаружить, нанеся мыльный водный раствор на все шланги и соединения.Выходящий газ вызовет образование пузырьков в мыльном водном растворе в месте утечки.

Помните, что газовые соединения и шланги после газового клапана должны проверяться при протекании газа. Во время этого процесса используйте функцию продувки. Кроме того, выключение цилиндра и наблюдение за медленным падением стороны высокого давления также будет указывать на наличие утечки в системе.

Проверить расход газа
Больше не обязательно лучше. Расход газа обычно составляет от 30 до 50 CFH (кубических футов в час).Более низкие скорости потока могут привести к неадекватной защите, что приведет к пористости. Более высокие скорости потока могут вызвать проблемы, когда окружающая атмосфера может втягиваться в защитный газ, обеспечивая подачу загрязненного защитного газа, что также приводит к пористости.

Проверка состояния пистолета
Проверьте уплотнительные кольца на конце сварочного пистолета, где он крепится к направляющей механизма подачи проволоки. Если одно или оба уплотнительных кольца отсутствуют, треснуты, выдолблены или изношены, может произойти утечка защитного газа или втягивание атмосферы, что в обоих случаях приведет к снижению производительности сварки.

Проверьте газовые порты диффузора и сопла некоторых производителей расходных материалов. Эти отверстия также могут забиваться брызгами и ограничивать поток защитного газа в сварочную ванну. Эти компоненты следует проверять несколько раз в течение дня, даже если проблемы с защитным газом не возникают.

Внутри кабеля пистолета находится шланг, который содержит как лайнер, так и защитный газ. Этот шланг также может выйти из строя из-за чрезмерного использования, и внутри кабеля могут образоваться отверстия, через которые газ может выйти, и вы никогда его не увидите.Эта проблема в основном вызвана использованием слишком маленького пистолета для силы тока, используемой для сварки, и постоянного изгиба пистолета во время использования.

Внутренний диаметр сопла сварочной горелки также может влиять на подачу защитного газа. Если диаметр сопла слишком мал, а поток газа установлен слишком большим, может возникнуть эффект типа Вентури, втягивающий атмосферу и загрязняющий подачу газа. Кроме того, если сопло слишком велико в диаметре, или контактный наконечник выходит слишком далеко от конца сопла, или если расстояние между контактным наконечником и рабочей поверхностью слишком велико, это может повлиять на покрытие защитным газом.

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Без хорошего электрического потока между источником питания, механизмом подачи проволоки, подводящим кабелем и рабочим кабелем вы можете столкнуться с множеством проблем, включая разбрызгивание дуги, чрезмерное разбрызгивание и снижение срока службы оборудования. Лучший способ избежать этих проблем или устранить их, когда они возникают, - это убедиться, что все электрические соединения между сварочными компонентами надежны и надежны.

Сопротивление - это «неизвестная» сварочная переменная и самая большая причина несоответствий в любой сварочной системе.Пистолет MIG постоянно изгибается и скручивается при нормальной эксплуатации. Это, в сочетании с теплом от сварочного аппарата, со временем разрушает медь в пистолете. Если вы обнаружите, что включаете свою машину с того дня, когда все было новым и правильным для достижения того же результата, у вас, вероятно, проблема с сопротивлением.

Необходимо проверить все электрические соединения сварочных и рабочих кабелей. Все соединения должны быть чистыми и плотными. Между медными наконечниками и поверхностями соединения не должно быть краски, ржавчины или шайб любого типа.Убедитесь, что все обжимы сварного кабеля и наконечников затянуты.

Нагрев является хорошим признаком плохого электрического соединения. По прошествии некоторого времени после сварки ячейки проверьте все точки подключения и сварочные кабели на нагрев. Если соединения или кабели кажутся горячими, это, вероятно, указывает на то, что в цепи слишком большое электрическое сопротивление. Это может быть вызвано ненадежными или неисправными соединениями, кабелями, которые слишком малы для приложения, или внутренним разрывом кабеля.Кабель, который слишком мал для данного приложения, скорее всего, будет горячим по всей своей длине, а разрыв кабеля приведет к нагреванию определенной точки вдоль кабеля.

Контактный наконечник - еще один распространенный источник прерывания электрического тока. Сварочный ток должен проходить через это соединение в проволоку, поэтому он должен плотно прилегать к диффузору и должен иметь хороший контакт со сварочной проволокой. Признаком неплотного соединения является обесцвеченный контактный наконечник в месте его соединения с диффузором.В этом случае замените наконечник на новый и убедитесь, что он плотно прикреплен к диффузору.

Хотя для того, чтобы перечислить все проблемы, которые потенциально могут возникнуть при сварке проволокой, и их возможные причины, потребуется целая книга, следование приведенным выше рекомендациям должно помочь вам добиться успеха в сварке.

.

Измерение толщины покрытия на проводах | Ресурсы

DeFelsko производит различные ручные неразрушающие толщиномеры краски, которые идеально подходят для измерения покрытий на проводах.

Проблемы измерения

Для неразрушающего измерения толщины немагнитных покрытий на проволоке и подложках малого диаметра.

Решения для измерения толщины покрытий

Вариант № 1

Серия PosiTector 6000 F Microprobe состоит из 3 датчиков, которые измеряют покрытия толщиной до 45 мил (1150 микрон), что делает их идеальными для неразрушающего измерения большинства нанесение покрытий на черную проволоку диаметром от 80 мил (калибр 14).Для достижения наилучших результатов на малых диаметрах быстроразъемный адаптер с V-образной канавкой обеспечивает оптимальное выравнивание, превращая железный микрозонд в датчик постоянного давления. Повторяемость может быть дополнительно улучшена путем установки микрозонда в стойку для крепления зонда, чтобы обеспечить повторяемое позиционирование каждой части. Также доступны микрозонды под углом 45 и 90 градусов для неудобных или труднодоступных мест измерения. Три микрозонда PosiTector 6000 N предназначены для измерений на проволоке из цветных металлов (не из стали) немного большего диаметра.

Процесс измерения прост. Прибор обнуляется на неизолированном проводе, что называется калибровкой. Затем можно проводить точные и повторяемые измерения на покрытых деталях с аналогичным основанием и диаметром. Чтобы упростить процесс измерения, соответствующие модели PosiTector 6000 постоянно хранят настройки калибровки, возможно, по одной для каждой проволочной подложки и диаметра. С точностью до 1% и потенциалом разрешения 0,01 мил (0,5 микрон) все типы датчиков обладают отличными характеристиками.

Расширенные модели PosiTector 6000 (обозначенные цифрой «3» в названии модели) имеют несколько мощных функций, которые идеально подходят для этих типов измерительных приложений. Для статистического управления процессом прибор постоянно отображает и обновляет количество показаний, среднее значение, стандартное отклонение, минимальное и максимальное значение толщины во время измерения. Кроме того, функция HiLo позволяет устанавливать верхний и нижний пределы, обеспечивая звуковое и визуальное оповещение оператора, когда любое измерение превышает указанные пределы.Для ведения записей можно сохранить до 100 000 показаний в 1000 различных пакетах для будущего анализа и загрузки.

Option # 2

Механический датчик PosiPen представляет собой экономичную альтернативу с аналогичными возможностями измерения, хотя и обеспечивает более низкую точность и разрешение. Преимущество PosiPen, в частности, заключается в его способности напрямую измерять горячие объекты без повреждения датчика.

Бесплатная консультация

Чтобы узнать текущие цены или заказать эти инструменты, посетите нашу страницу продаж.

Общие сведения о покрытиях на проводах

Общие области применения покрытий?

Большая часть проданной сегодня проволоки имеет защитное покрытие для предотвращения износа, повреждений и коррозии. Некоторые распространенные покрытия проводов включают хромирование, фарфор, цинкование, алюминий, эпоксидную смолу, полиэстер, полиэтилен, поливинилхлорид и краску.

Хромирование решеток из железа и стали в основном носит косметический характер, но обеспечивает некоторую защиту от коррозии. Их часто используют как утеплители.

Фарфоровое покрытие решеток из стальных и железных стержней обеспечивает защиту от налипания продуктов и коррозии. Качество решетки напрямую зависит от толщины стержня и фарфорового покрытия.

Гальваника - это основное покрытие для ограждений из цепных звеньев, которые широко используются на теннисных кортах, стадионах, парках, промышленных предприятиях или в любых помещениях, требующих безопасности. Ткань для ограждений Chain Link выпускается разных размеров, с диаметром проволоки от 16 до 4 (от 64 до 232 мил).Цинк - это самоотверженный элемент, который медленно рассеивается, защищая сталь от коррозии. Следовательно, долговечность защиты напрямую зависит от нанесенной толщины. Качество ограждения звена цепи определяется толщиной проволоки, а также толщиной и консистенцией цинкования.

Таблица преобразования калибров и диаметров проволоки

Сетка из оцинкованной проволоки обычно изготавливается из низкоуглеродистой проволоки калибра 12–14. Он используется в качестве армирования крыши и пола зданий, в перегородках для стен, а также в качестве ограждения клеток для животных, будок, садов для рыб, ловушек для омаров, защиты садов и детских площадок.

Алюминий и алюминиевые сплавы также используются в качестве защиты от коррозии для ограждений из стальных звеньев цепи. При одинаковой толщине проволока с алюминиевым покрытием может противостоять коррозии в пять раз дольше, чем оцинкованная.

Эпоксидные покрытия часто используются для защиты стальных арматурных стержней, проволочной сетки и дюбелей. Наносится методом электростатического порошкового покрытия, общие технические характеристики варьируются от 7 до 12 мил (от 175 до 300 микрон) эпоксидного покрытия с минимально допустимым значением 5 мил (125 микрон).

Полиэфирами, такими как нейлон, наносят порошковое покрытие на проволочные изделия, такие как корзины для посудомоечных машин, тележки для покупок и стойки для велосипедов. Корзины для посудомоечной машины могут содержать от 10 до 25 мил (от 250 до 625 микрон) покрытия, тогда как для велосипедных стоек может потребоваться только от 6 до 8 мил (от 150 до 200 микрон). Нейлоновые покрытия популярны из-за их привлекательного внешнего вида, а также их способности обеспечивать защиту от коррозии, моющих и ополаскивающих средств, влаги, износа, истирания, пятен и ударопрочности.

Полиэтилен - это обычное термопластическое покрытие для холодильных стеллажей, поскольку оно защищает от коррозии.Полиэтилен признан безопасным для контакта с пищевыми продуктами, фармацевтическими препаратами и питьевой водой. Характеристики включают постоянную индивидуальную окраску, хорошую ударную вязкость, экономичность, высокий блеск, гладкую поверхность, хорошую прочность и гибкость, хорошую адгезию, высокую толщину однослойного покрытия, легкость и простоту покрытия, защиту от коррозии и улучшенный внешний вид и ощущение продукта. Термопластические покрытия также используются на велосипедных стойках из-за их высокой ударопрочности (благоприятно для велосипедистов) и устойчивости к ультрафиолетовому излучению при толщине от 8 до 12 мил (200-300 микрон).

Поливинилхлорид (ПВХ) - это порошковые покрытия, сочетающие в себе свойства, в том числе мягкость, эластичность и устойчивость. Порошки ПВХ обычно демонстрируют выдающуюся ударопрочность, химическую стойкость, долговечность на открытом воздухе, однородность цвета и прочность. В результате ПВХ часто используется в стойках для велосипедов, корзинах для посудомоечных машин и в устройствах, контактирующих с пищевыми продуктами, таких как стеллажи для холодильников и корзины для морозильных камер. Эстетичные покрытия из экструдированного ПВХ часто оцинковываются поверх оцинкованной проволоки для ограждений калибра 6–14, чтобы обеспечить дополнительную защиту от окружающей среды и коррозии.Покрытие из экструдированного ПВХ наносится толщиной до 25 мил (625 микрон) на гальванизированный сердечник. Порошковые виниловые покрытия позволяют получить однородную отделку толщиной от 7 мил (175 микрон) за одно нанесение. Экструдированное ПВХ-покрытие - это высокопрочная ткань для забора из оцинкованной стали, предназначенная для промышленного, коммерческого и институционального применения. Экструдированная ткань содержится в спецификациях местного правительства, правительства штата и федерального правительства для использования в тюрьмах, на дорогах, доках, аэропортах, жилых домах, лесном хозяйстве и в военных целях.

Краски с низким содержанием свинца и цинка наносят порошковое покрытие на большие клетки для птиц из железа и нержавеющей стали. Железные клетки требуют полного покрытия и прочности сцепления, чтобы предотвратить опасность токсического отравления от отслаивающейся краски или железной клетки.

Зачем измерять?

Несмотря на широкий спектр доступных покрытий, общим общим элементом является то, что антикоррозионные и защитные покрытия обычно имеют допустимый диапазон толщины. Преждевременный выход из строя может произойти, если толщина будет слишком тонкой или слишком большой.Процесс покрытия малых диаметров (например, проволоки) требует контроля множества переменных. Рассмотрим процесс порошкового покрытия, в котором температура и время предварительного нагрева, время погружения, а также температура и время последующего нагрева влияют на конечную толщину покрытия.

Для соблюдения применимых спецификаций ASTM, а также для других приложений, требующих контроля качества покрытия и затрат, необходимо отслеживать и контролировать изменение толщины покрытия. Кроме того, стандарты ASTM, требующие снятия изоляции и взвешивания покрытия, могут быть быстро и менее затратно проверены на месте с помощью толщиномера покрытия.

Применимые стандарты

A116-00 Стандартные технические условия на металлическое покрытие из стальной проволочной сетки для ограждений

A185-02 Стандартные технические условия на арматуру из стальной сварной проволоки, плоскую, для бетона

A392-03 Стандартные технические условия на цинк- Стальная ткань для ограждения звеньев цепи с покрытием

A460-94 (2004) e1 Стандартные спецификации для стальной проволоки с медным покрытием

A491-03 Стандартные спецификации для стальных ограждений звеньев цепи с алюминиевым покрытием

Стандарт A641 / A641M-03 Спецификация на оцинкованную (оцинкованную) проволоку из углеродистой стали

A775 / A775M-04a Стандартные технические условия на стальные арматурные стержни с эпоксидным покрытием

A856 / A856M-03 Стандартные технические условия на проволоку из углеродистой стали с покрытием из цинка-5% алюминия и мишметаллического сплава

A884 / A884M-04 Стандартные спецификации для стальной проволоки с эпоксидным покрытием и армирования сварной проволоки

F668-04 Стандартные спецификации для поливинилхлорида (ПВХ) и d Прочая ткань ограждения из стали с органическим полимерным покрытием

F1043-04 Стандартные спецификации для прочности и защитных покрытий на металлическом каркасе промышленных звеньев цепи

F1345-96 (2003) Стандартные спецификации для сплава цинк-5% алюминия и мишметалла -Стальная ткань для ограждения звеньев цепи с покрытием

F1553-01 Стандартное руководство по определению промышленных и коммерческих ограждений звеньев цепи

F1664-01 Стандартные спецификации для поли (винилхлорида) (ПВХ) -Стальная натяжная проволока с покрытием, используемая с ограждением для звеньев цепи

Федеральная спецификация RR-F-191, тип IV, Ограждение, проволока и металлический столб (ткань ограждения с цепочкой)

Американская ассоциация государственных служащих автомобильного транспорта (AASHTO) M-181 (2002) Ограждение с цепью

AASHTO M-284 Арматурные стержни с эпоксидным покрытием

Другие действующие стандарты, которые зависят от веса покрытия при измерении толщины:

A111-99a (200 4) Стандартные спецификации e1 для оцинкованных (оцинкованных) "железных" телефонных и телеграфных проводов

A121-99 (2004) Стандартные спецификации для колючей проволоки из углеродистой стали с металлическим покрытием

A363-03 Стандартные спецификации для оцинкованных ( Оцинкованная) стальная проволока для подвесного заземления

A475-03 Стандартные спецификации для стальной проволоки с цинковым покрытием

A603-98 (2003) Стандартные спецификации для стальных конструкционных проволочных канатов с цинковым покрытием

A741-98 (2003) Стандартные спецификации для Стальной трос с цинковым покрытием и фитинги для ограждения автомагистрали

A809-03 Стандартные спецификации для проволоки из углеродистой стали с алюминиевым (алюминированным) покрытием

A817-03 Стандартные спецификации для стальной проволоки с металлическим покрытием для ткани ограждения звеньев цепи и натяжения с мраморным покрытием Проволока

A824-01 Стандартные спецификации для стальной проволоки с металлическим покрытием Marcelled для использования с ограждением звеньев цепи

A854 / A854M-98 (2003) Стандартные спецификации для Meta Стальной гладкий высокопрочный забор и решетчатая проволока с металлическим покрытием

A975-97 (2003) Стандартные технические условия на двухскрученные шестиугольные сетчатые габионы и реветные матрасы (стальная проволока с металлическим покрытием или стальная проволока с металлическим покрытием и поли (винилхлорид) (ПВХ) Покрытие)

.

Все о толщиномерах - определение, размеры и использование

Цифровой (электронный) толщиномер

Изображение предоставлено: nattanan726image / Shutterstock.com

Толщиномеры - это измерительные приборы, которые можно использовать для определения толщины или толщины материала. На самом деле существует несколько различных типов толщиномеров, каждый из которых работает по-своему, в зависимости от предполагаемого применения толщиномера. В этой статье будут обсуждаться распространенные типы толщиномеров и их использование, а также представлена ​​информация о спецификациях, связанных с этими типами устройств.

Чтобы узнать больше о других разновидностях манометров, см. Соответствующее руководство по типам манометров.

Типы толщиномеров

Термин толщиномеры имеет несколько возможных значений и может относиться к одному из следующих основных типов:

  • Толщиномеры
  • Толщиномеры покрытия
  • Толщиномеры для проволоки и листового металла

Первый из этих датчиков измеряет толщину материала механическими средствами - откалиброванный инструмент замыкается вокруг образца до тех пор, пока не произойдет контакт с обеими сторонами материала - процесс, похожий на микрометрический.В данной статье эти датчики будут называться датчиками толщины материала.

Второй тип толщиномера предназначен для измерения толщины покрытий, нанесенных на поверхность - они известны как толщиномеры покрытий.

Третий тип толщиномера представляет собой более простое механическое устройство, которое используется для измерения толщины проволоки и листового металла.

Некоторые характеристики толщиномеров могут включать в себя такие инструменты, как щупы или щупы.Эти устройства больше связаны с измерением зазора или зазора между двумя поверхностями, чем с толщиной материала или нанесенного покрытия. Как таковые, они не рассматриваются в этой статье. Для получения дополнительной информации об этих инструментах см. Соответствующее руководство «Все о щупах».

Толщиномеры

Для случаев, когда есть доступ к обеим сторонам материала, толщина которого измеряется, может использоваться толщиномер материала. Эти измерительные приборы доступны в нескольких вариантах, в том числе:

  • Аналоговые (механические) толщиномеры
  • Цифровые (электронные) толщиномеры
  • Карманные толщиномеры

Аналоговые (механические) толщиномеры

Аналоговые толщиномеры имеют губку со стальными контактными штифтами, рукояткой и рычагом.Когда рычаг отпускается после того, как материал вставлен между контактными штифтами, штифты смыкаются с поверхностью материала, и измеренное значение толщины записывается на аналоговый циферблат по положению иглы на градуированной шкале на лицевой стороне циферблата. Подход, при котором штифты закрываются при отпускании рычага, обеспечивает точность и согласованность показаний, поскольку прибор прикладывает равномерное измерительное давление к поверхности материала, которое будет одинаковым для разных пользователей.

Кромки контактных измерительных штифтов часто имеют закругленную форму, так что прижатие штифтов к поверхности материала не повреждает и не оставляет следов на поверхности.

Цифровые (электронные) толщиномеры

Электронный (цифровой) толщиномер работает так же, как аналоговый толщиномер, но заменяет стрелочный дисплей цифровым дисплеем. Значение толщины можно напрямую просмотреть на цифровом индикаторе без необходимости интерпретировать измерение, исходя из положения иглы по шкале на лицевой стороне циферблата.

Карманные толщиномеры

Меньшие версии аналоговых и цифровых толщиномеров известны как карманные толщиномеры или карманные толщиномеры с круговой шкалой. Вместо того, чтобы работать с прибором всей рукой, пользователь держит прибор между большим и указательным пальцами. Эти устройства предназначены для быстрой проверки толщины таких материалов, как бумага, пленка или другие типы плоского материала. Карманные толщиномеры доступны либо с аналоговыми (циферблат и стрелка), либо с электронными (цифровыми) дисплеями.

Размеры и характеристики

Размеры и спецификации толщиномеров приведены ниже. Обратите внимание, что технические характеристики могут отличаться в зависимости от типа рассматриваемого измерителя толщины с круговой шкалой. Параметры, показанные ниже, предназначены для того, чтобы дать общее представление о том, что следует искать и учитывать при поиске толщиномера со шкалой. Размер толщиномера может относиться к диапазону толщиномера, но другие параметры, такие как радиус действия, также являются относительным показателем размера.

  • Тип дисплея - для аналоговых приборов используется механический индикатор часового типа. Для цифровых (электронных) датчиков обычно используются ЖК-дисплеи или светодиоды.
  • Контактный тип (опора и шпиндель) - типичные контактные штифты выполнены из плоской стали, поверхности которой параллельны друг другу, с закругленной кромкой. Некоторые из них округлые, а другие имеют форму лезвия. Другие материалы включают керамические поверхности для более длительного ношения.
  • Диаметр контакта - измеряет диаметр контактного штифта.
  • Диапазон толщиномера - указывает диапазон значений, для которых датчик может обеспечить показание толщины материала, например, от 0 до 0,0500 дюйма.
  • Дальность действия датчика - (также называемая глубиной горловины или горловины), это значение является показателем расстояния, на которое датчик может быть вставлен от края материала до того, как край материала ударится о заднюю часть рамы. Глубина горловины может составлять доли дюйма или может быть намного больше, например, 12 дюймов или 16 дюймов. Когда горловина толщиномера увеличивается до больших значений, прочность рамы должна увеличиваться, чтобы избежать деформации рамы из-за ее веса, вызывающей проблемы с точностью измерений толщины.
  • Горловой зазор - есть также модели, которые больше похожи на суппорты, называемые измерителями толщины суппорта. Для них зазор в горловине - это максимальное расстояние, когда челюсти устройства открыты
  • Разрешающая способность - показатель степени зернистости или тонкости, для которой толщиномер может обеспечить измерение. Датчик с диапазоном от 0 до 0,0500 дюйма может иметь разрешение 0,0001, что означает, что он может разрешать значения с точностью до десятитысячной доли дюйма.
  • Точность датчика - это мера способности датчика отражать фактическую толщину материала, выраженную в виде значения +/- или процента от показания полной шкалы (например, +/- 0,0002).
  • Измерительная сила - величина силы (в метрических единицах в Ньютонах), которая прилагается к материалу, когда контакты замыкаются на материале для измерения толщины. Для более мягких материалов, таких как пластмассы или ткани, может возникнуть необходимость учитывать величину измерительного усилия.
  • Система измерения - значения толщины могут отображаться в метрических или британских (английских) единицах.
  • Тип батареи - для цифровых манометров указывает конкретную батарею, установленную в устройстве.

Толщиномеры покрытия

В некоторых случаях важно измерить толщину материала, нанесенного на другую поверхность, например, покрытия или краски, нанесенной на трубу. В таких случаях измерителя толщины материала будет недостаточно, потому что доступна только одна сторона покрытия или краски, и поэтому измеритель толщины материала, как описано ранее, не может функционировать для измерения.Измерители толщины покрытия (иногда называемые измерителями краски) обеспечивают измерение толщины покрытия, чтобы убедиться, что покрытие соответствует требуемым стандартам.

Обычно существует два типа толщиномеров покрытия. Более простой из них - это разрушающий процесс измерения, в котором датчик протыкает сухое покрытие до основы и, таким образом, напрямую определяет толщину покрытия. Очевидная проблема этого метода заключается в том, что он требует нарушения целостности покрытия, чтобы считывать показания.Существуют также датчики мокрого покрытия, которые измеряют толщину покрытия до того, как оно затвердеет.

Второй тип толщиномера покрытия использует неразрушающий процесс для определения толщины покрытия. Существует несколько технологий, которые используются для этих типов толщиномеров, наиболее распространенной из которых являются ультразвуковые волны.

Ультразвуковые толщиномеры

Ультразвуковой толщиномер содержит ультразвуковой преобразователь, излучающий импульс энергии звуковой волны в покрытие.Когда звуковые волны попадают на границу материала, в данном случае на границу между нижней частью покрытия и подложкой, происходит отражение, посылая обратный импульс обратно на датчик. Измеряя время, которое требуется для обнаружения отраженного импульса, измеритель толщины покрытия может установить толщину покрытия или краски.

Эта методология работает с множеством материалов, включая металлы, пластмассы, композиты, стекловолокно и керамику, и это лишь некоторые из них.К преимуществам этого метода замера можно отнести:

  • Требуется доступ только к одной стороне материала, что делает его идеальным для труб, насосно-компрессорных труб, полых отливок и других случаев с ограниченным доступом
  • Неразрушающий
  • Предлагает широкий диапазон измерений
  • Обеспечивает быстрые результаты
  • Простота использования

Толщиномеры сухой пленки

Когда покрытия, толщина которых измеряется, являются немагнитными, но наносятся на магнитную основу, такую ​​как железо или сталь, существует несколько типов магнитных толщиномеров, которые можно использовать для определения толщины нанесенного покрытия.Так называемый магнитный датчик отрыва типа 1 использует оценку силы, необходимой для оттягивания магнита от подложки с покрытием, для оценки толщины покрытия. Эти датчики содержат постоянный магнит и калиброванную пружину с градуированной шкалой. Чем толще покрытие, тем меньше сила, необходимая для удаления магнита - чем тоньше покрытие, тем больше необходимое усилие. Следовательно, силу отрыва можно использовать для оценки толщины покрытия.

Магнитный датчик типа 2 работает с использованием измерения изменений магнитного поля, создаваемого датчиком, когда это устройство помещается на покрытие (это снова используется в случае немагнитного покрытия, которое находится над магнитной подложкой).Изменение напряженности магнитного поля будет изменяться в зависимости от расстояния между магнитной подложкой и зондом на поверхности покрытия. Во многих из этих устройств используется датчик постоянного давления, поэтому давление оператора на покрытие не является фактором при оценке толщины покрытия.

Существуют также откатные магнитные толщиномеры отрыва, которые работают аналогично магнитным толщиномерам, описанным выше. Эти устройства имеют постоянный магнит, прикрепленный к одному концу балансира, который может поворачиваться, когда пользователь вращает циферблат пальцем.Калиброванная пружина используется для отображения силы, необходимой для оттягивания магнита от поверхности, что также является показателем толщины покрытия между магнитом и лежащей под ним подложкой.

Толщиномеры и инструменты прочие

Три дополнительных прибора, которые можно использовать для измерения толщины покрытия: приборы магнитной индукции, электромагнитные приборы и вихретоковые толщиномеры. Первые два из этих трех функционируют путем измерения изменения плотности магнитного потока на поверхности магнитного зонда, когда он приближается к поверхности стальной поверхности с покрытием.Измеренные значения плотности потока можно использовать для оценки толщины покрытия, нанесенного на поверхность.

Вихретоковый толщиномер работает с непроводящими покрытиями, которые наносятся на подложки из цветных металлов. Эти устройства генерируют высокочастотный переменный ток, который создает переменное магнитное поле. Когда поле приближается к поверхности, переменное магнитное поле создает на поверхности вихревые токи, которые, в свою очередь, приводят к созданию противоположного магнитного поля.Противоположное поле может быть обнаружено вихретоковым измерителем толщины и использовано для оценки толщины покрытия.

Калибровка

Измерители толщины материала и толщиномеры покрытия требуют калибровки по стандартным образцам материала для испытаний, чтобы гарантировать, что показания устройства обеспечивают и поддерживают точные значения. Например, при использовании ультразвуковых измерителей толщины покрытия скорость распространения звуковой энергии будет зависеть от материала, в котором она распространяется. В таблице 1 ниже показана скорость передачи звука в метрах в секунду для различных типов материалов.Эту характеристику необходимо сохранить и использовать для определения времени прохождения импульса (и, следовательно, толщины материала).

Таблица 1 - Величина скорости звука для различных материалов

Материал

Скорость (м / с)

Алюминий

3040–6420

Кирпич

3600–4200

Бетон

3200–3700

Медь

3560–3900

Стекло

3950–5000

Утюг

3850–5130

Свинец

1160–1320

Сталь

4880–5050

Дерево

3300–5000

Данные таблицы: Cygnus Instruments Inc.

Аналогичным образом, толщиномеры материала часто продаются с калибровочными блоками, которые можно использовать для калибровки датчика путем размещения материала известной толщины между контактными штифтами или кронштейнами суппорта для проверки показаний.

Толщиномеры для проволоки и листового металла

Толщиномеры для проволоки и листового металла представляют собой металлические шаблоны, в которых вырезаны прецизионные отверстия и прорези. Эти устройства могут позволить пользователю легко оценить размер листового металла для стали или железа и размер проволоки для стали, алюминия, латуни и медной проволоки.Калибры включают стандартный калибр для железа и стали США, калибр для американской проволоки (AWG) и калибр для стальной проволоки США. Измерительные приборы позволяют пользователю напрямую считывать соответствующие номера датчиков из этих шаблонов, а также получать доступ к десятичным эквивалентным размерам. Хотя они называются термином «толщиномеры», они отличаются по смыслу от других типов толщиномеров, упомянутых в этой статье, тем, что они больше предназначены для проверки материала на соответствие стандартному набору размеров, а не для измерения значения, величина которого неизвестна.

Для получения дополнительной информации о стандартных размерах листового металла см. Соответствующее руководство по толщине листового металла.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор толщиномеров, включая то, что они собой представляют, типы, размеры и характеристики, а также способы их использования. Для получения информации по другим темам обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, где вы можете найти потенциальные источники поставок для более чем 70000 различных категорий продуктов и услуг, включая более 100 поставщиков инструментов для измерения толщины и испытаний, а также поставщиков ультразвуковых толщиномеры, резьбовые пробки и кольцевые калибры, щупы, цифровые манометры, калибры внутреннего диаметра, глубиномеры, профильные калибры, кольцевые калибры, пробки и кольцевые калибры, калибры для резьбы и манометрические манометры.

Источники:
  1. https://www.pce-instruments.com/us/measuring-instruments/test-meters/thickness-gauge-kat
  2. https://www.measurementshop.co.uk/blog/guides/all-you-need-to-know-about-thickness-gauges
  3. https://www.reliabilitydirectstore.com/Thickness-Gauges-s/440.htm
  4. https://www.elcometer.com/en/coating-thickness-gauge.html
  5. https://www.greatgages.com/collections/deep-throat-thickness-gages?page=2
  6. http: // www.longislandindicator.com/p12.html
  7. https://www.olympus-ims.com/en/applications-and-solutions/introductory-ultrasonics/introduction-thickness-gaging/
  8. https://www.cygnus-instruments.com/
  9. https://www.corrosionpedia.com/7-methods-of-coating-thickness-measurement/2/6545
  10. https://www.qualitymag.com/articles/87956-quality-101--understand-coating-thickness-measurement-test-methods
  11. https://www.starrett.com/category/precision-measuring-tools/special-function-dial-gages/110507#currentPage=1&displayMode=grid&itemsPerPage=12&sortBy=wp/asc
  12. http: // www.davis.com
  13. https://www.grainger.com/category/machining/precision-measuring-tools/thickness-gages
  14. https://www.mcmaster.com/thickness-gauges

Прочие изделия для манометров

  • Механические манометры: подробный обзор различных типов манометров
  • Магнитные уровнемеры
  • Все о калибрах-щупах - определение, размеры и применение
  • Все о цифровых манометрах - определение, размеры и применение
  • Все о калибрах для внутреннего диаметра - определение, размеры и применение
  • Все о глубиномерах - определение, размеры и применение
  • Все о профильных калибрах - определение, размеры и использование
  • Все о кольцевых калибрах - определение, размеры и использование
  • Все о манометрах - определение, размеры и применение
  • Все о манометрах для пробок - определение, размеры и применение
  • Все о манометрах - определение, размеры и применение
  • Все о высотомерах - определение, размеры и применение
  • Все об уровнемерах - определение, размеры и применение

Больше от Instruments & Controls

.

Стандартная толщина печатной платы - определите правильные стандарты

При покупке и производстве печатной платы (печатной платы) играет роль множество факторов, таких как профиль, вес и компоненты. Однако одним из важнейших факторов является толщина печатной платы. Почему? Толщина влияет на его проводимость и сопротивление, важные факторы, которые должны соответствовать требованиям вашей печатной платы. Обычно толщина печатной платы играет важную роль в ее функциональности.

Обычно заказчик или дизайнер должен предоставить скудную информацию о том, где и как он будет использоваться.Это помогает определить конкретную толщину, подходящую для его применения и области, в которой он используется.

В свою очередь, давайте рассмотрим различные доступные уровни толщины и то, как вы можете определить стандарты, соответствующие вашим требованиям.

1 、 Стандартная толщина печатной платы

В 20-м веке были определены стандарты печатных плат, начиная с листовой рамы и заканчивая тем, что Альберт Хансон разработал плоские грязные проводники с многослойной изоляцией.Доски имели простую конструкцию с единой панелью, состоящей из множества слоев, размещенных вместе. Сегодня печатные платы бывают односторонними (с одним слоем меди), двух- / двусторонними (два слоя меди со слоем подложки между ними) или многослойными (несколько слоев двусторонней печатной платы).

Типичная толщина печатной платы составляет 0,063 дюйма или 1,57 мм; это стандартизированный уровень, определенный в прошлом. Это потому, что во время производства фанеры 0,063 дюйма были толщиной листов фанеры, используемых в качестве подложек для электронных устройств, в том числе печатных плат.

Изображение 1: Толщина печатной платы

Когда начали развиваться многослойные печатные платы, толщина разъемов между платами должна была совпадать. Таким образом, уровень консистенции стал важной переменной, и возникла потребность в стандартном настиле из меди, используемой в качестве слоев на краях пластины. В свою очередь, 0,063 дюйма стали стандартной толщиной печатной платы.

Тем не менее, существует широкий диапазон толщины от 0,008 дюйма до 0,240 дюйма, который вы можете выбирать в зависимости от области применения или области применения.Поэтому важно, чтобы вы сообщали требования к соответствующему размеру печатной платы.

1.1 Толщина печатной платы

Ширина плиты зависит от изоляционного слоя и состава его материала. На начальных этапах разработки печатных плат верхний и нижний слои были сделаны из бакелита, и итоговая толщина составляла 0,0065 дюйма.

Со временем стали использоваться более качественные подложки, кроме фанеры. Например, эпоксидная смола или фенольная смола, армированная бумагой, входят в число подложек, используемых между слоями медной фольги.Следовательно, использование более легких материалов в дополнение к отсутствию использования краевых разъемов приводит к тому, что толщина платы порой оказывается ниже 0,0065 дюйма.

1,2 Толщина меди печатной платы

Медь определяет функциональность печатной платы и область ее применения, поэтому ее толщина играет важную роль в достижении стандартной толщины печатной платы. Его размер обычно составляет унцию (унцию). Это достигается путем равномерного распределения унции меди по площади квадратного фута, что дает 1.37 мил (1,37 тысячных дюйма).

Обычно в печатных платах используется 1 унция меди. Кроме того, это предполагаемая толщина изготовителями, когда дизайнер не дает им конкретных размеров.

Однако, если ток, который должен пройти через печатную плату, потребует более 30 грамм меди, производитель может добавить вес меди или ширину дорожки. Однако рост цен не только из-за увеличения количества меди, но и из-за того, что обработка более толстой меди является более сложной задачей и требует больше времени.

1,3 Толщина следа печатной платы

Толщина дорожки печатной платы - это толщина, определяемая разработчиком, и это один из важных параметров при проектировании печатной платы. В дизайнерских файлах Garber указано, что это предотвращает перегрев или повреждение печатной платы. Когда ток течет или увеличивается, медные дорожки начинают нагреваться, и в конечном итоге температура печатной платы повышается. Когда температура превышает предел печатной платы, она начинает повреждаться. Следовательно, путь должен быть достаточно толстым, чтобы пропускать более высокий ток, не влияя на среднюю температуру печатной платы.

Так как же определяется толщина дорожек печатной платы? Величина тока, проходящего через печатную плату, сравнивается с увеличением температуры. Ширина, которая может выдержать повышение температуры от средней рабочей температуры до максимальной рабочей температуры, и есть толщина следа.

Расчет ширины следа был бы утомительным. Поэтому разработчики используют калькулятор ширины печатной платы, который обеспечивает соответствующую ширину для прохождения тока без повреждения печатной платы.Результирующая толщина имеет широкие внутренние слои из-за накопления большего количества тепла, поскольку внешние слои передают им свое тепло посредством конвекции.

Рекомендуется использовать внутреннюю ширину трассы для всех трасс.

2 、 Стандартная печатная плата Fr-4 Толщина

Также известный как FR-4 или FR4, Fr-4 обозначает антипирен, а четверка обозначает класс используемых материалов. Fr-4 - это имя, а также рейтинг. Он используется в качестве названия при производстве печатных плат и стекловолоконных листов, армированных эпоксидной смолой.В качестве рейтинга Fr-4 используется для оценки листов эпоксидного ламината в качестве показателя их качества.

Если вы часто имеете дело с печатными платами, вы наверняка знакомы с материалом Fr-4. Это популярный базовый материал для печатных плат, поскольку он является основным ингредиентом, используемым при производстве жестких печатных плат.

Материал Fr-4 представляет собой структуру, состоящую в основном из стекловолокна, сплетенного в тонкий и похожий на ткань лист. Именно благодаря стекловолокну Fr-4 пользуется популярностью как прочная основа для изготовления жестких печатных плат.Он заключен в огнестойкую эпоксидную смолу, и именно от нее исходит жесткость.

Изображение 2: Стандартная печатная плата Fr-4 толщиной

Среди прочих причин, популярность Fr-4 связана с невысокой стоимостью материалов и универсальностью. Листы FR-4 в качестве электрических изоляторов обладают огромной диэлектрической прочностью. Кроме того, они легкие, водо- и термостойкие; Одним словом, это материал, пригодный для различных условий окружающей среды.

Стандартная толщина печатной платы Fr-4 измеряется в миллиметрах или дюймах. Использование любой калибровки зависит от того, что предпочитает разработчик или производитель. В связи с широким использованием подложки Fr-4 диапазон ее последующей толщины платы может достигать некоторых пределов. Обычно это от 3 дюймов до 10 дюймов.

Итак, с таким широким диапазоном толщины Fr-4, какие факторы должен учитывать проектировщик при производстве печатной платы?

Совместимость компонентов

: Несмотря на то, что Fr-4 можно использовать для изготовления практически любой печатной платы, его толщина влияет на совместимость компонентов платы.Например, большие части печатной платы со сквозными отверстиями отличаются от большинства компонентов тем, что они имеют сквозные отверстия, требующие небольшой толщины печатной платы.

Пространство: Пространство является незаменимым фактором при разработке печатных плат, особенно при производстве небольших устройств, таких как разъемы USB и аксессуары Bluetooth. В свою очередь, подходят более тонкие доски, где экономия места жизненно важна.

Требования к дизайну: большинство производителей предпочитают более толстые доски более тонким. Почему? При использовании подложки Fr-4 более узкие доски с большей вероятностью сломаются, если они будут слишком большими.Кроме того, в них отсутствуют канавки. С другой стороны, более толстые доски невероятно гибкие и имеют канавки. Следовательно, было бы разумно учитывать дополнительный вес печатной платы.

Гибкость: вопрос о том, является ли гибкость более тонкой или более толстой, является спорным, но правильный ответ будет - это зависит от того, где используется печатная плата и ее применение. Давайте рассмотрим пример применения электронного блока управления в медицинской сфере; более тонкие доски гарантируют меньшую нагрузку.В этой ситуации более узкие платы приводят к очень гибким печатным платам.

Однако, когда печатная плата изготавливается с использованием более тонких плат, могут возникнуть проблемы, особенно во время пайки. Из-за своей гибкости панели могут изгибаться при пайке, вызывая изгиб других компонентов под нежелательным углом. При этом элементы и их соединения также могут сломаться, что приведет к повреждению платы.

Согласование импеданса: Толщина платы важна при работе с многослойными платами, так как согласование импеданса имеет решающее значение.То есть слои создают диалектику, которая облегчает контроль импеданса.

Изображение 3: 4 Толщина слоя

Производитель обычно знает, что для высокочастотных сигналов жизненно важны компоненты, такие как согласование импеданса микроволнового излучения, и следует учитывать емкость на каждом слое. Без согласования импеданса адекватная функциональность платы практически равна нулю.

Соединения: Еще одним важным фактором, влияющим на желаемую заказчиком ширину конструкции печатной платы, является краевой соединитель.При изготовлении печатной платы производитель должен быть осторожен с толщиной Fr-4. Если сопрягаемая часть разъема не совпадает, это может привести к повреждению печатной платы.

Чтобы избежать таких несчастных случаев, материалы, используемые при изготовлении печатной платы, выбираются после завершения проектирования схемы. Он действует как шаблон или план печатной платы, которая точно соответствует сопрягаемой части разъема или компонента.

Вес: Очевидно, что толщина платы будет влиять на стоимость печатной платы.Производитель может не обращать внимания на важность печатной платы, но она имеет большое значение для покупателя. Более легкая доска означает экономию на покупках, так как конечный продукт легче.

Таким образом, даже при таком широком диапазоне толщин более тонкий слой больше подходит для устройства. Тем не менее, дизайнер никогда не уверен, подойдет ли маленькая плата к вашим сопрягаемым частям разъемов и сквозным отверстиям устройств. Поэтому разумным выбором обычно будет стандартная толщина печатной платы.

3 、 Стандартная толщина сердечника печатной платы

Сердечник печатной платы

- это слой, содержащий подложку из Fr-4, зажатую медной фольгой, произведенную на заводе сердечников. При изготовлении стандартного сердечника печатной платы некоторые элементы необходимо установить на свои места. Медная фольга, используемая для формирования внутреннего слоя Fr-4, должна быть гладкой и очень точной толщины.

Два - это препрег, слой, используемый для ламинирования сердечника, должен быть под контролем. Этот слой состоит из волоконной сетки, пропитанной связующим на основе смолы, предназначенной для скрепления вытравленных сердец.Он также содержит неотвержденный Fr-4, толщина которого отличается от высоты протравленных досок с обеих сторон.

Изображение 4: Популярные ядра

При изготовлении печатных плат с многослойной конструкцией у производителей возникает проблема с выбором стандартной толщины сердцевины печатной платы. Проблема заключается в том, что информация о точных требованиях к материалам обычно указывается частично или не приводится вообще. В результате отсутствия такой важной информации производительность полученной печатной платы снижается.

Тем не менее, есть ситуации, которые производитель может назвать удачными, когда требования к толщине все еще не выполняются, и печатная плата работает нормально. Это означает, что материалы сердечника печатной платы не критичны для производительности, и все время покупатель этого не замечает.

Однако сегодня качество продукта - это его отличные характеристики, и для этого необходимо, чтобы толщина сердечника была максимально точной. Следовательно, проектировщики должны предоставить производителю как исчерпывающие, так и точные требования к ядру печатной платы.

Диапазон толщины сердечника печатной платы

Вес измерения толщины сердечника варьируется от половины унции до 3 унций, между которыми определяется точный размер на основе желаемой функциональности печатной платы. Обратите внимание, что полученный вес включает медную фольгу, которая имеет одинаковое значение с обеих сторон.
Итак, что произойдет, если производитель установит разную массу меди с обеих сторон? Обычно это приводит к дополнительным расходам тока и, следовательно, к снижению производительности печатной платы.

Однако, если у вас есть сердцевина с подходящей толщиной меди, вы можете использовать несколько листов pre-preg в диэлектрических позициях для достижения конечной консистенции. Это не обязательно предусмотрено при проектировании, особенно там, где нет необходимости в контроле импеданса.

Однако, если требование импеданса не является важным, вы всегда можете правильно указать его в документации, которую вы предоставите производителю. Затем они могут вносить изменения в пре-прег между ядрами.

4 、 Стандартная двухслойная печатная плата Толщина

Многослойные конструкции плат развивались с течением времени и в настоящее время являются популярным типом плат, используемых в производстве печатных плат. Благодаря развитию технологий различные слои позволяют выдерживать большие нагрузки и при этом имеют толщину 63 мм. Обычно они состоят из стеклоткани на эпоксидной основе, но с медным покрытием.

Из-за требований к разводке сложных схем были добавлены счетчики слоев печатных плат.В свою очередь, печатные платы также были произведены с большим количеством слоев, что привело к увеличению толщины печатной платы с 63 мм до 93 мм.

Из материалов Isola 370HR доступны сердечники внутреннего слоя, в том числе сердечники 5, 8, 9,5, 14, 18, 21, 28, 35, 39, 47, 59 и 93 мил. Однако для высокотемпературных материалов предусмотрены сердечники Isola 370HR с толщиной 8, 10, 14, 22 и 39 мил.
Стандартная толщина печатной платы также зависит от слоев фольги. Если ламинирование фольгой предназначено для четырехслойной печатной платы, стандартная толщина будет равна 0.031 ". Для 6-слойного ламинирования фольгой наиболее подходящим стандартом будет 0,062".

В конечном итоге, для 8-слойной и 10-слойной платы стандартная толщина печатной платы составляет 0,062, 0,093 и 0,125 дюйма. Вы также можете выбрать внутренний слой медной фольги толщиной ½, один или 2 унции в зависимости от ваших требований к плате. Вы также можете использовать любую из наших диэлектрических сборок или свою контролируемую сборку.

4.1 Стандартная двухслойная печатная плата толщиной

Изображение 5: Стандартная двухслойная печатная плата толщиной

4.2 Четырехслойная стандартная толщина печатной платы

Изображение 6: Стандарт толщины четырехслойной печатной платы

Допуск толщины печатной платы 5 дюймов

Допуск на толщину печатных плат определяется как допуск вещества, используемого при производстве печатных плат. Это может быть меньше или больше стандартного количества материала.

Изображение 7: Допуск толщины печатной платы

Производитель использует руководство и правила IPC в качестве дополнительной линии, которая предоставляет различные спецификации, созданные с внутренними параметрами допусков.Эти параметры имеют достаточные вариации, чтобы производитель мог создать плату и чтобы она правильно работала в своей области применения.

6 、 Вывод

К настоящему времени совершенно ясно, какое огромное значение имеет толщина печатной платы для ее функциональности. Следовательно, это требует от дизайнеров стремления предоставлять точные результаты для самых эффективных печатных плат, и именно здесь мы, наша печатная плата, вступаем в игру.

Мы понимаем, что приобретение печатной платы - это инвестиция, и мы ценим наших клиентов, которые доверяют нам и предлагают самое лучшее.В свою очередь, мы применяем наш многолетний опыт в работе и используем новейшие технологии при создании каждой печатной платы, тем самым обеспечивая надлежащую стандартную толщину в соответствии с требованиями наших клиентов.

Если у вас есть какие-либо вопросы о процессе производства печатных плат, печатных плат или сборки печатных плат в вашем проекте, не стесняйтесь обращаться к нам, так как мы доступны 24 часа. Что наиболее важно, если вы хотите сделать заказ, мы всегда будем рады доставить важные, высокопроизводительные решения для печатных плат и печатных плат к вашему порогу.

.

Смотрите также