Kaip nustatyti laido skerspjūvį pagal skersmenį ir atvirkščiai: paruoštos lentelės ir skaičiavimo formulės
Laidai plačiai naudojami įvairios paskirties elektros tinklų srityje. Energijos transportavimas naudojant kabelių ir laidininkų gaminius iš pirmo žvilgsnio atrodo paprastas ir suprantamas.
Tačiau norint užtikrinti saugų elektros instaliacijos eksploatavimą, projektuojant ir įrengiant elektros tinklus reikia atsižvelgti į keletą svarbių niuansų. Viena iš tokių detalių – gebėjimas teisingai apskaičiuoti laido skerspjūvį pagal skersmenį, nes nuo nustatymo tikslumo priklauso leistinos srovės, tekančios per laidininką, riba.
Kaip nustatyti skerspjūvį ar skersmenį, ar yra skirtumas tarp šių parametrų? Pabandysime išsiaiškinti straipsnyje. Be to, parengėme apibendrintas lenteles, kurios padės pasirinkti laidininką atsižvelgiant į elektros tinklo montavimo sąlygas, kabelio gyslos gamybos medžiagą ir prijungiamų agregatų galios charakteristikas.
Straipsnio turinys:
Skaičiavimo būtinumas ir tvarka
Elektros srove maitinama įvairi įranga, turinti skirtingą galią. O galios diapazonas yra labai platus.
Kiekvienas atskiras elektros aparatas yra apkrova, nuo kurios dydžio priklauso reikalingas tam tikro stiprumo srovės tiekimas.
Reikiamą srovės kiekį pagal reikalingą apkrovą galima praleisti per skirtingo skersmens (skerspjūvio) laidus.
Tačiau esant nepakankamam laidininko skerspjūviui perduoti nustatytą srovės kiekį, atsiranda padidėjusios varžos efektas. Dėl to pastebimas laido (kabelio) įkaitimas.
Jeigu ignoruojamas šis reiškinys ir toliau praleidžiama srovė, susidaro reali perkaitimo iki užsidegimo grėsmė. Tokia situacija gali sukelti rimtą avarinį atvejį. Todėl skaičiavimams ir srovės perdavimo grandinių parinkimui prie apkrovos reikia skirti ypatingą dėmesį.
Teisingas skaičiavimas, tinkamas kabelių ir laidų parinkimas teigiamai veikia ir įrangos, veikiančios kaip apkrova, darbą.
Taigi, be saugumo faktoriaus, elektros kabelio skerspjūvių skaičiavimas pagal skersmenį arba atvirkščiai yra privalomas veiksmas siekiant užtikrinti efektyvų elektros mašinų eksploatavimą.
Laidininko gyslos skersmens nustatymas
Iš tiesų, šią operaciją galima atlikti tiesiniu matavimu. Tiksliam matavimui rekomenduojama naudoti taškinį įrankį, pvz., slankmatį, o dar geriau – mikrometrą.
Skersmens matavimas paprasta liniuote duoda santykinai žemo tikslumo rezultatą, tačiau daugeliui laidų naudojimo variantų jis yra visiškai priimtinas.
Žinoma, matavimą reikia atlikti ant nuogo laidininko, tai yra prieš tai nuimama izoliacinė danga.
Beje, pavyzdžiui, varinio laido izoliacine danga laikomas ir plonas lako sluoksnis, kurį taip pat reikia nuimti, kai reikalingas labai tikslus skaičiavimas.
Yra „buitinis“ skersmens matavimo būdas, tinkantis tais atvejais, kai po ranka nėra taškinių matavimo prietaisų. Šiam būdui naudoti reikės elektriko atsuktuvo ir mokyklinės liniuotės.
Laidininkas prieš matavimą nuvalomas nuo izoliacijos, po to tvirtai vija prie vijos vyniojamas ant atsuktuvo strypo. Paprastai vyniojama dešimt vijų – patogus skaičius matematiniams skaičiavimams.
Tada ant atsuktuvo strypo suvyniota ritė matuojama liniuote nuo pirmos iki paskutinės vijos. Gautą vertę liniuotėje reikia padalinti iš vijų skaičiaus (šiuo atveju iš 6). Tokio paprasto skaičiavimo rezultatas bus laido gyslos skersmuo.
Elektros laido skerspjūvio apskaičiavimas
Norint nustatyti laidininko gyslos skerspjūvio vertę, teks pasinaudoti matematine formuluote.
Iš esmės, laidininko gyslos skerspjūvis yra skersinio pjūvio plotas – tai yra, apskritimo plotas. Jo skersmuo nustatomas aukščiau aprašyta metodika.
Remiantis skersmens reikšme, nesunku gauti spindulio reikšmę, padalijus skersmenį per pusę.
Iš tiesų, prie gautų duomenų reikės pridėti konstantą «π» (3,14), tada galima apskaičiuoti skerspjūvio vertę pagal vieną iš formulių:
S = π*R2 arba S = π/4*D2,
kur:
- D – skersmuo;
- R – spindulys;
- S – skerspjūvis;
- π – konstanta, atitinkanti 3,14.
Šios klasikinės formulės taip pat naudojamos daugiagyslių laidininkų skerspjūviui nustatyti. Skaičiavimo strategija išlieka beveik nepakitusi, išskyrus kai kurias detales.
Visų pirma, iš pradžių apskaičiuojamas vienos gyslos iš pluošto skerspjūvis, po to gautas rezultatas padauginamas iš bendro gyslų skaičiaus.
Kodėl skerspjūvio nustatymas turėtų būti laikomas svarbiu veiksniu? Akivaizdu, kad tai tiesiogiai susiję su Džaulio-Lenco dėsniu – nes laidininko skerspjūvio parametras lemia leistinos srovės, tekančios per šį laidininką, ribą.
Skersmens nustatymas pagal skerspjūvį
Matematiniu skaičiavimu galima nustatyti laidininko gyslos skersmenį, kai žinomas skerspjūvio parametras.
Tai, žinoma, nėra pats praktiškiausias variantas, atsižvelgiant į paprastesnius skersmens nustatymo būdus, tačiau tokio varianto naudojimas neatmetamas.
Skaičiavimui atlikti iš esmės reikės tų pačių skaitinių duomenų, kurie buvo naudojami skaičiuojant skerspjūvį matematinėje formulėje.
Tai yra, konstanta «π» ir apskritimo (skerspjūvio) ploto vertė.
Taikant šias vertes žemiau pateiktoje formulėje, gaunama skersmens vertė:
D = √4S/π,
kur:
- D – skersmuo;
- S – skerspjūvis;
- π – konstanta, atitinkanti 3,14.
Šios formulės taikymas gali būti aktualus, kai yra žinomas skerspjūvio parametras, o po ranka nėra jokių tinkamų įrankių skersmeniui išmatuoti.
Skerspjūvio parametrą galima gauti, pavyzdžiui, iš laidininko dokumentacijos arba iš skaičiavimo lentelės, kurioje pateikiami dažniausiai naudojami klasikiniai variantai.
Lentelės tinkamam laidininkui pasirinkti
Patogus ir praktiškas būdas parinkti reikiamą laidą (kabelį) yra naudoti specialias lenteles, kuriose nurodyti skersmenys ir skerspjūviai, atsižvelgiant į galias ir (arba) sroves.
Tokios lentelės turėjimas po ranka yra lengvas ir paprastas būdas greitai apsispręsti dėl laidininko, tinkamo reikiamam elektros įrenginiui.
Atsižvelgiant į tai, kad tradiciniais elektrotechnikos montavimo laidininkais yra gaminiai su varinėmis arba aliumininėmis gyslomis, egzistuoja lentelės abiem metalų tipams.
Taip pat lentelės duomenyse dažnai pateikiamos vertės 220 voltų ir 380 voltų įtampai. Be to, atsižvelgiama į montavimo sąlygų reikšmes: uždara arba atvira instaliacija.
Iš tiesų gaunasi, kad viename popieriaus lape arba į išmanųjį telefoną įkeltame paveikslėlyje yra didelis kiekis techninės informacijos, leidžiančios išvengti anksčiau paminėtų matematinių (tiesinių) skaičiavimų.
Be to, daugelis kabelių gamintojų, siekdami supaprastinti pirkėjui reikiamo laidininko pasirinkimą, pavyzdžiui, rozetėms įrengti, siūlo lentelę, kurioje pateiktos visos reikiamos vertės.
Beliks tik nustatyti, kokia apkrova planuojama konkrečiam elektros taškui ir kaip bus atliekamas montavimas, ir remiantis šia informacija parinkti tinkamą laidą su varinėmis arba aliumininėmis gyslomis.
Tokių laido skersmens skaičiavimo pagal skerspjūvį variantų pavyzdžiai pateikti lentelėje, kurioje nagrinėjami variantai varinėms ir aliumininėms gysloms, taip pat instaliacijos klojimo būdai: atviras arba uždaras tipas. Iš pirmos lentelės galima nustatyti rodiklį skerspjūvio pagal galią ir srovę.
Vario ir aliuminio gyslų skerspjūvio atitikimo skersmeniui lentelė pagal montavimo sąlygas
| Galia, W | Srovė, A | Varinė laidininko gysla | Aliumininė laidininko gysla | ||||||
| Atviras tipas | Uždaras tipas | Atviras tipas | Uždaras tipas | ||||||
| S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | S, mm2 | D, mm | ||
| 100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
| 200 | 0,87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0,29 | 0,61 |
| 300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
| 400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
| 500 | 2,17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0,72 | 0,96 |
| 750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
| 1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
| 1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
| 2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
| 2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3,62 | 2,15 |
| 3000 | 13,04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2,18 | 4,35 | 2.35 |
| 3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5,07 | 2,54 |
| 4000 | 17,39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4,97 | 2,52 | 5,80 | 2,72 |
| 4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
| 5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63 | 6,21 | 2,81 | 7,25 | 3,04 |
| 6000 | 26,09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
| 7000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
| 8000 | 34,78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
| 9000 | 39,13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
| 10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14,49 | 4,30 |
Be to, egzistuoja skerspjūvių ir skersmenų standartas, taikomas apvalioms (formuotoms) nesutankintoms ir sutankintoms srovės laidžioms kabelių, laidų, virvelių gysloms. Šiuos parametrus reglamentuoja GOST 22483-2012.
Šiam standartui priklauso kabeliai iš varinės (alavuotos varinės), aliuminės vielos be metalinės dangos arba su metaline danga.
Varinės ir aliumininės kabelių ir laidų gyslos stacionariam klojimui skirstomos į 1 ir 2 klases. Laidai, virvelės, kabeliai nestacionariam ir stacionariam klojimui, kur reikalingas didesnis lankstumas montuojant, skirstomi į 3–6 klases.
Kabelių (laidų) varinių gyslų atitikties lentelė pagal klases
| Vardinė gyslos skerspjūvio sritis, mm2 | Maksimalus leistinas varinių gyslų skersmuo, mm | ||||
| vienalaidžių (1 klasė) | daugialaidių (2 klasė) | daugialaidių (3 klasė) | daugialaidių (4 klasė) | lanksčių (5 ir 6 klasės) | |
| 0,05 | – | – | – | 0,35 | – |
| 0,08 | – | – | – | 0,42 | – |
| 0,12 | – | – | – | 0,55 | – |
| 0,20 | – | – | – | 0,65 | – |
| 0,35 | – | – | – | 0,9 | – |
| 0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
| 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| 1,2 | – | – | 1,6 | 1,6 | – |
| 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| 2,0 | – | – | 1,9 | 2,0 | – |
| 2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
| 3,0 | – | – | 2,5 | 2,6 | – |
| 4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| 5 | – | – | 3,0 | 3,2 | – |
| 6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
| 8 | – | – | 4,0 | 4,2 | – |
| 10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
| 16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
| 25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
| 35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
| 50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
| 70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
| 95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
| 120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
| 150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
| 185 | – | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
| 240 | – | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
| 300 | – | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
| 400 | – | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
| 500 | – | 29,2 | 43,5 | – | 35,0 |
| 625 | – | 33,0 | – | – | – |
| 630 | – | 33,2 | – | – | 39,0 |
| 800 | – | 37,6 | – | – | – |
| 1000 | – | 42,2 | – | – | – |
Aliumininiams laidininkams ir kabeliams GOST 22483-2012 taip pat numato vardinio gyslos skerspjūvio parametrus, atitinkančius atitinkamą skersmenį, priklausantį nuo gyslų klasės.
Be to, pagal tą patį GOST, nurodytus skersmenis galima naudoti 1 klasės variniam laidininkui, jei reikia apskaičiuoti jo minimalų skersmenį.
Kabelių (laidų) aliumininių gyslų atitikties lentelė pagal klases
| Vardinė gyslos skerspjūvio sritis, mm2 | Apvalių gyslų (aliumininių) skersmuo, mm | |||
| 1 klasė | 2 klasė | |||
| minimalus | maksimalus | minimalus | maksimalus | |
| 16 | 4,1 | 4,6 | 4,6 | 5,2 |
| 25 | 5,2 | 5,7 | 5,6 | 6,5 |
| 35 | 6,1 | 6,7 | 6,6 | 7,5 |
| 50 | 7,2 | 7,8 | 7,7 | 8,0 |
| 70 | 8,7 | 9,4 | 9,3 | 10,2 |
| 95 | 10,3 | 11,0 | 11,0 | 12,0 |
| 120 | 11,6 | 12,4 | 12,5 | 13,5 |
| 150 | 12,9 | 13,8 | 13,9 | 15,0 |
| 185 | 14,5 | 15,4 | 15,5 | 16,8 |
| 240 | 16,7 | 17,6 | 17,8 | 19,2 |
| 300 | 18,8 | 19,8 | 20,0 | 21,6 |
| 400 | – | – | 22,9 | 24,6 |
| 500 | – | – | 25,7 | 27,6 |
| 625 | – | – | 29,0 | 32,0 |
| 630 | – | – | 29,3 | 32,5 |
Papildomos rekomendacijos renkantis laidų ir kabelių tipą elektros tinklų įrengimui bute ir name pateiktos straipsniuose:
- Kokį laidą naudoti instaliacijai name: pasirinkimo rekomendacijos
- Kokiu kabeliu atlikti instaliaciją mediniame name: nedegaus kabelio rūšys ir saugus jo klojimas
- Kokį kabelį naudoti buto instaliacijai: laidų apžvalga ir geriausio varianto pasirinkimas
Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema
Toliau pateiktame vaizdo įraše demonstruojamas praktinis pavyzdys, kaip paprastais metodais nustatyti laidininko skerspjūvį.
Rekomenduojama peržiūrėti vaizdo įrašą, nes aiškiai pateikta informacija padeda didinti žinių kiekį:
Darbas su elektriniais laidais visada reikalauja atsakingo požiūrio skaičiavimų atžvilgiu.
Todėl bet kokios kategorijos elektrikas turi žinoti skaičiavimo metodiką ir mokėti naudotis esamomis techninėmis lentelėmis. Taip pasiekiamas ne tik didelis sutaupymas montavimo išlaidoms dėl tikslių skaičiavimų, bet, svarbiausia – užtikrinamas įrengiamos linijos eksploatacijos saugumas.
Turite ką pridurti ar kilo klausimų dėl laido skerspjūvio nustatymo? Galite palikti komentarus prie publikacijos, dalyvauti diskusijose ir dalintis savo patirtimi renkantis laidus elektros tinklo įrengimui name ar bute. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.
Įrankis laidų izoliacijos nuėmimui: viskas apie prietaisus, skirtus kabelio apvalkalo šalinimui 
Kas yra VVG kabelis: iššifravimas, charakteristikos + kabelio pasirinkimo subtilybės 
Kabelių ir laidų rūšys bei jų paskirtis: aprašymas ir klasifikacija + žymėjimo iššifravimas 
Laidų spalvos elektrikoje: standartai ir žymėjimo taisyklės + laidininko nustatymo būdai 
Gnybtai laidams: esamų gnybtų tipai + išsami jungimo instrukcija 
Kokiu kabeliu atlikti instaliaciją mediniame name: nedegaus kabelio rūšys ir saugus jo klojimas 
Kiek kainuoja dujų prijungimas prie privataus namo: dujų tiekimo organizavimo kaina 
Geriausios skalbimo mašinos su džiovykla: modelių reitingas ir patarimai pirkėjams 
Kas yra šviesos spalvinė temperatūra ir niuansai renkantis lempų temperatūrą pagal savo poreikius 
Dujinio vandens šildytuvo keitimas bute: keitimo dokumentinis įforminimas + pagrindinės normos ir reikalavimai
Dabar bet kokio laido skerspjūvį reikia tikrinti. Tie, kurie kabelių gaminius gamina pagal TU – labai taupo varį ir daro gyslas plonesnes, nei nurodyta.
Laba diena, Jegorai.
Abejoju, ar gamintojai būtų veikiami didelių teisminių ginčų, ir paaiškinsiu – faktinis skersmuo iš tiesų gali būti mažesnis nei nurodyta etiketėje. Tačiau priežastis toli gražu nėra kriminologinė.
Paaiškinsiu – straipsnyje yra pastraipa: «Be to, egzistuoja skerspjūvių ir skersmenų standartas, taikomas apvalioms (formuotoms) nesutankintoms ir sutankintoms srovę laidžioms kabelių, laidų, virvelių gysloms. Šiuos parametrus reglamentuoja GOST 22483-2012».
Šis GOST reglamentuoja gyslos laidumo savybes esant tam tikrai temperatūrai – nėra griežto ryšio su skerspjūviu. Lentelę pateikiau ekrano nuotraukoje – pridėta po komentaro.
Kodėl GOST kūrėjai taip padarė? Gaminant laidininkus leidžiama naudoti varį, aliuminį su tam tikrais sudėties nuokrypiais. Gavus blogą metalą, gyslos bus «storesnės». Ir atvirkščiai.