Провода широко применяются в сфере электрических сетей самого разного назначения. Транспортировка энергии посредством кабельно-проводниковых изделий на первый взгляд кажется простой и понятной.
Однако для обеспечения безопасной эксплуатации электропроводки, необходимо учесть ряд важных нюансов при проектировании и обустройстве электрических сетей. Одна из таких деталей – умение правильно рассчитать сечение провода по диаметру, ведь от точности определения зависит граница допустимого тока, идущего через проводник.
Как определить сечение или диаметр, есть ли разница между этими параметрами? Постараемся разобраться в статье. Кроме того, мы подготовили сводные таблицы, которые помогут выбрать проводник в зависимости от условий монтажа электросети, материала изготовления кабельной жилы и мощностных характеристик подключаемых агрегатов.
Необходимость и порядок проведения расчета
Электрическим током питается самое разное оборудование, обладающее различной мощностью. И диапазон мощностей весьма обширный.
Каждый отдельно взятый электрический аппарат представляет собой нагрузку, в зависимости от величины которой требуется подвод тока определенной силы.
Необходимое количество тока под требуемую нагрузку можно пропустить через провода разного диаметра (сечения).
Но в условиях недостаточного сечения проводника для прохождения заданного объёма тока возникает эффект увеличенного сопротивления. Как следствие – отмечается нагрев провода (кабеля).
Если игнорировать подобное явление и продолжать пропускать ток, создаётся реальная опасность нагрева вплоть до момента возгорания. Такая ситуация грозит серьёзной аварийной ситуацией. Вот почему расчетам и подбору цепей передачи тока к нагрузке требуется уделять повышенное внимание.
Правильный расчёт, грамотный подбор кабелей и проводов положительно сказывается и на работе оборудования, выступающего в качестве нагрузки.
Так что, помимо фактора безопасности, расчёт сечений электрического кабеля по диаметру или наоборот, является обязательным действием с точки зрения обеспечения эффективной эксплуатации электрических машин.
Определение диаметра жилы проводника
Собственно, выполнить эту операцию можно простым линейным замером. Для точного замера рекомендуется использовать точечный инструмент, например, штангенциркуль, а ещё лучше — микрометр.
Относительно низкий по точности результат, но вполне приемлемый для многих вариантов применения проводов даёт замер диаметра обычной линейкой.
Конечно же, измерение следует проводить в состоянии оголенного проводника, то есть предварительно снимается изоляционное покрытие.
Кстати, изоляционным покрытием, к примеру, медного провода, считается также тонкий слой напыления лака, которое также необходимо снимать, когда требуется очень точный расчет.
Существует «бытовой» способ измерения диаметра, пригодный в тех случаях, когда под руками отсутствуют точечные измерительные инструменты. Для применения способа потребуется отвертка электрика и школьная линейка.
Проводник под измерение предварительно зачищается от изоляции, после чего наматывается плотно виток к витку на штанге отвертки. Обычно мотают десяток витков – удобное число для математических расчетов.
Далее намотанную на штанге отвертки катушку измеряют линейкой от первого до последнего витка. Полученное значение на линейке необходимо разделить на число витков (в данном случае на 6). Результатом такого нехитрого расчета будет диаметр жилы провода.
Вычисление сечения электрического провода
Для определения значения сечения жилы проводника придется уже пользоваться математической формулировкой.
По сути, сечением жилы проводника является площадь поперечного среза – то есть, площадь круга. Диаметр которого определяется методикой, описанной выше.
Опираясь на значение диаметра, несложно получить значение радиуса, разделив диаметр пополам.
Собственно, потребуется к полученным данным добавить константу «π» (3,14), после чего можно вычислить значение сечения по одной из формул:
S = π*R2 или S = π/4*D2,
где:
- D — диаметр;
- R — радиус;
- S — поперечное сечение;
- π — константа, соответствующая 3,14.
Указанные классические формулы используются и для определения сечения многожильных проводников. Стратегия расчёта остается практически неизменной, за исключением некоторых деталей.
В частности, изначально вычисляется сечение одной жилы из пучка, после чего полученный результат умножается на общее количество жил.
Почему следует считать важным фактором определение сечения? Очевидный момент, связанный напрямую законом Джоуля-Ленца, – потому что параметром сечения проводника определяется граница допустимого тока, текущего через этот проводник.
Определение диаметра по сечению
Математическим расчетом допустимо определить диаметр жилы проводника, когда известен параметр сечения.
Это, конечно, не самый практичный вариант, учитывая наличие более простых способов определения диаметра, но использование такого варианта не исключается.
Для выполнения расчета потребуются фактически те же самые числовые сведения, что использовались при расчетах сечения с помощью математической формулы.
То есть, константа «π» и значение площади круга (сечения).
Применяя эти значения формулы ниже, получают значение диаметра:
D = √4S/π,
где:
- D — диаметр;
- S — поперечное сечение;
- π — константа, соответствующая 3,14.
Применение этой формулы может быть актуальным, когда известен параметр сечения и под руками нет никаких подходящих инструментов для измерения диаметра.
Параметр сечения допустимо получить, к примеру, из документации на проводник или из таблицы для расчетов, где представлены наиболее часто используемые классические варианты.
Таблицы для выбора подходящего проводника
Удобным и практичным вариантом подбора нужного провода (кабеля) является пользование специальными таблицами, где обозначены диаметры и сечения относительно мощностей и/или проводимых токов.
Наличие такой таблицы под рукой – легкий и простой способ быстро определиться с проводником под требуемую электрическую установку.
Учитывая, что традиционными проводниками электротехнического монтажа выступают продукты с медными или алюминиевыми жилами, существуют таблицы для обоих видов металлов.
Также табличными данными зачастую представлены значения для напряжения 220 вольт и 380 вольт. Плюс, учитываются значения условий монтажа — закрытая или открытыя проводка.
Фактически получается, что на одном листе бумаги или на картинке, загруженной в смартфон, содержится объёмная техническая информация, которая позволяет обойтись без отмеченных выше математических (линейные) расчетов.
Более того, многие производители кабельной продукции, чтобы упростить покупателю выбор нужного проводника, к примеру, под установку розеток, предлагают таблицу, в которой внесены все нужные значения.
Останется только определить, какая нагрузка планируется на конкретную электроточку и каким образом будет выполнен монтаж, и на основании этой информации подобрать правильный провод с медными или алюминиевыми жилами.
Примеры таких вариантов расчета диаметра провода по сечению приведены в таблице, где рассмотрены варианты для медных и алюминиевых жил, а также способы укладки проводки — открытый или скрытый тип. Из первой таблицы можно определить показатель сечения по мощности и току.
Таблица соответствия сечения диаметру медных и алюминиевых жил в зависимости от условий монтажа
| Мощность, Вт | Ток, А | Медная жила проводника | Алюминиевая жила проводника | ||||||
| Открытый тип | Закрытый тип | Открытый тип | Закрытый тип | ||||||
| S, мм2 | D, мм | S, мм2 | D, мм | S, мм2 | D, мм | S, мм2 | D, мм | ||
| 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 |
Кроме того, существует стандарт сечений и диаметров, распространяемый на круглые (фасонные) неуплотненные и уплотненные токопроводящие жилы кабелей, проводов, шнуров. Эти параметры регламентирует ГОСТ 22483-2012.
Под стандарт подпадают кабели из медной (медной луженой), алюминиевой проволоки без металлического покрытия или с металлическим покрытием.
Медные и алюминиевые жилы кабелей и проводов стационарной укладки разделяют по классам 1 и 2. Провода, шнуры, кабели нестационарной и стационарной укладки, где требуется повышенная степень гибкости на монтаже, разделяются на классы от 3 до 6.
Таблица соответствия по классам для кабельных (проводных) медных жил
| Номинальное сечение жилы, мм2 | Максимально допустимый диаметр медных жил, мм | ||||
| однопроволочных
(класс 1) |
многопроволочных
(класс 2) |
многопроволочных
(класс 3) |
многопроволочных
(класс 4) |
гибких
(классы 5 и 6) |
|
| 0,05 | — | — | — | 0,35 | — |
| 0,08 | — | — | — | 0,42 | — |
| 0,12 | — | — | — | 0,55 | — |
| 0,20 | — | — | — | 0,65 | — |
| 0,35 | — | — | — | 0,9 | — |
| 0,5 | 0,9 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 |
| 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3 |
| 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| 1,2 | — | — | 1,6 | 1,6 | — |
| 1,3 | 1,5 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
| 2,0 | — | — | 1,9 | 2,0 | — |
| 2,5 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 |
| 3,0 | — | — | 2,5 | 2,6 | — |
| 4 | 2,4 | 2,7 | 2,8 | 3,0 | 3,2 |
| 5 | — | — | 3,0 | 3,2 | — |
| 6 | 2,9 | 3,3 | 3,9 | 4,0 | 3,9 |
| 8 | — | — | 4,0 | 4,2 | — |
| 10 | 3,7 | 4,2 | 4,7 | 5,0 | 5,1 |
| 16 | 4,6 | 5,3 | 6,1 | 6,1 | 6,3 |
| 25 | 5,7 | 6,6 | 7,8 | 7,8 | 7,8 |
| 35 | 6,7 | 7,9 | 9,1 | 9,1 | 9,2 |
| 50 | 7,8 | 9,1 | 11,6 | 11,6 | 11,0 |
| 70 | 9,4 | 11,0 | 13,7 | 13,7 | 13,1 |
| 95 | 11,0 | 12,9 | 15,0 | 15,0 | 15,1 |
| 120 | 12,4 | 14,5 | 17,1 | 17,2 | 17,0 |
| 150 | 13,8 | 16,2 | 18,9 | 19,0 | 19,0 |
| 185 | — | 18,0 | 20,0 | 22,0 | 21,0 |
| 240 | — | 20,6 | 23,0 | 28,3 | 24,0 |
| 300 | — | 23,1 | 26,2 | 34,5 | 27,0 |
| 400 | — | 26,1 | 34,8 | 47,2 | 31,0 |
| 500 | — | 29,2 | 43,5 | — | 35,0 |
| 625 | — | 33,0 | — | — | — |
| 630 | — | 33,2 | — | — | 39,0 |
| 800 | — | 37,6 | — | — | — |
| 1000 | — | 42,2 | — | — | — |
Для алюминиевых проводников и кабелей ГОСТом 22483-2012 также предусмотрены параметры номинального сечения жилы, которые отвечают соответствующему диаметру, зависящему от класса жилы.
Более того, согласно этому же ГОСТу, указанные диаметры можно использовать для медного проводника класса 1, если требуется вычислить его минимальный диаметр.
Таблица соответствия по классам для кабельных (проводных) алюминиевых жил
| Номинальное сечение жилы, мм2 | Диаметр круглых жил (алюминиевых), мм | |||
| Класс 1 | Класс 2 | |||
| минимальный | максимальный | минимальный | максимальный | |
| 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 |
Дополнительные рекомендации по выбору типа проводов и кабелей для обустройства электрических сетей в квартире и доме приведены в статьях:
- Какой провод использовать для проводки в доме: рекомендации по выбору
- Каким кабелем делать проводку в деревянном доме: виды негорючего кабеля и его безопасная укладка
- Какой кабель использовать для проводки в квартире: обзор проводов и выбор лучшего варианта
Выводы и полезное видео по теме
Видеороликом ниже демонстрируется практический пример определения сечения проводника простыми методами.
Просмотр ролика рекомендуется, так как наглядно представленная информация способствует увеличению объёма знаний:
Работа с электрическими проводами всегда требует ответственного отношения с точки зрения расчета.
Поэтому электрик любого ранга должен знать методику расчета и уметь пользоваться существующими техническими таблицами. Тем самым достигается не только существенная экономия средств на монтаже за счет точного расчета, но главное — гарантируется безопасность эксплуатации вводимой линии.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по определению сечения провода? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом подбора проводов для обустройства электрической сети в доме или квартире. Форма для связи находится в нижнем блоке.