Vysvetlenie oblasti prierezu vodiča: Vzorec, výpočet, AWG a výber kábla

Aká je plocha prierezu drôtu?

Predstavte si špecifikáciu projektu, ktorá hovorí „namontujte medený vodič 2,5 mm²“. Je ľahké predpokladať, že priemer je 2,5 mm. nie je. Plocha prierezu drôtu je plocha kruhovej plochy, ktorú získate pri čistom prerezaní vodiča, a 2,5 mm² sa vzťahuje na túto plochu, nie na šírku kábla. Tento rozdiel je dôležitý, pretože plocha vodiča určuje odpor, prúdovú kapacitu, pokles napätia a to, či kábel beží bezpečne pri zaťažení.

Táto príručka vysvetľuje, čo znamená plocha prierezu vodiča, ako ju vypočítať a ako ju použiť pri výbere káblov.

Tieto hodnoty popisujú iba holý vodič. Po pridaní izolácie a plášťa je celkový priemer kábla oveľa väčší, takže vonkajšia veľkosť kábla by sa nemala používať na identifikáciu oblasti vodiča.

Ako vypočítať plochu prierezu drôtu z priemeru

Ak máte pevný drôt a potrebujete poznať jeho oblasť, postup je jednoduchý:

1. Odizolujte krátku časť izolácie bez toho, aby ste poškodili meď.
2. Zmerajte priemer holého vodiča pomocou mikrometra.
3. Ak chcete získať polomer, vydeľte priemer dvoma alebo použite priemer priamo.
4. Vypočítajte plochu pomocou A = π × d² / 4.
5. Výsledok zaokrúhlite na najbližšiu štandardnú metrickú veľkosť.

Napríklad pevný medený drôt s nameraným priemerom 1,78 mm dáva A = 3,1416 × 1,78² / 4 = 2,49 mm². Najbližšia štandardná veľkosť je 2,5 mm².

Pre lankový vodič je celková kovová plocha súčtom plôch jednotlivých prameňov. Ak má vodič n rovnakých prameňov, každý s priemerom d, celková plocha je približne A = n × π × d² / 4. Tento vzorec neaplikujte na priemer väčšieho zväzku, pretože medzery medzi prameňmi spôsobujú, že zväzok vyzerá väčší ako skutočná plocha kovu.

Prečo záleží na ploche prierezu?

Vzťah medzi plochou vodiča a elektrickým výkonom je priamy. Pre akýkoľvek kovový vodič závisí odpor od odporu, dĺžky a plochy:

R = rezistivita × dĺžka / plocha

To znamená, že ak zdvojnásobíte plochu prierezu, znížite pri rovnakej dĺžke odpor vodiča na polovicu. Nižší odpor dáva káblu tri praktické výhody:

• Nižší pokles napätia pri dlhých kábloch.
• Menšia tvorba tepla pri rovnakom prúde.
• Vyššia prúdová znášanlivosť predtým, ako izolácia dosiahne svoju menovitú teplotu.

Existuje aj bezpečnostný prínos. Vodič, ktorý je príliš malý na záťažový prúd, sa rýchlejšie zohreje a môže poškodiť izoláciu, spôsobiť nebezpečenstvo požiaru alebo spôsobiť nepríjemné vypínanie. Výber správnej oblasti je jedným z prvých rozhodnutí pri akomkoľvek dizajne kábla.

V Severnej Amerike sú veľkosti vodičov často vyjadrené v AWG. Ako približný údaj, 10 AWG má plochu prierezu približne 5,26 mm² a 12 AWG má približne 3,31 mm². Na rozdiel od mm² nie sú čísla AWG úmerné ploche, čo spôsobuje bežné chyby pri prevode, keď návrh používa jednu konvenciu a dodávateľ používa inú.

Splietaný drôt, medzery a to, čo oblasť skutočne znamená

V priemyselných a úžitkových kábloch je väčšina vodičov skôr splietaných ako pevných. Splietanie spôsobuje, že kábel je dostatočne flexibilný na to, aby sa mohol vtiahnuť do vedenia, ohnúť sa okolo káblových žľabov a skončiť v rozvádzači. Spletená konštrukcia však predstavuje dôležitý problém merania: celkový priemer zväzku zahŕňa vzduchové medzery medzi kruhovými vláknami.

Uvedená plocha prierezu lanka teda nie je totožná s plochou kruhu s priemerom rovným zväzku. Je to namiesto toho ekvivalentná kovová plocha. Lankový vodič 16 mm² má približne rovnaký odpor a kapacitu trvalého prúdu ako pevný vodič 16 mm², ale jeho priemer zväzku je väčší ako 4,51 mm kvôli medzerám. Pre hlbšie porovnanie si pozrite naše Sprievodca výberom lanka alebo plného drôtu .

Nadzemné vedenie je dobrým praktickým príkladom. Holé vodiče ako napr Vrchné vodiče AAAC, AAC a ACSR sú spletené vo vrstvách kvôli pevnosti a pružnosti, ale ich prúdová hodnota sa vypočíta z kovového prierezu, nie z vonkajšieho priemeru hotového vodiča. Ak vidíte hrubý horný vodič, použiteľná hliníková plocha môže byť stále menšia, ako naznačuje celkový profil, takže vždy skontrolujte deklarovanú plochu vodiča, než aby ste použili posuvné meradlo na vonkajší priemer.

Dodávatelia AAAC、AAC & ACSR, spoločnosť - Jiangsu Dongfeng Cable Co., Ltd. Dongfeng China veľkoobchod AAAC, dodávatelia AAC & ACSR a spoločnosť AAAC, AAC & ACSR, podrobnosti: Referenčný štandardTento produkt sa vyrába s ... Zobraziť produkt →

Výber správneho prierezu vodiča

Keď vyberiete kábel pre inštaláciu, oblasť vodiča sa vyberie tak, aby spĺňala niekoľko podmienok súčasne:

• Trvalý zaťažovací prúd nesmie presiahnuť kapacitu kábla pre zvolený spôsob inštalácie.
• Pokles napätia oproti skutočnej dĺžke kábla musí zostať v rámci projektového limitu.
• Vodič musí odolať skratovému prúdu, kým ochranné zariadenie neodstráni poruchu.
• Zoskupenie, okolitá teplota a pohreb alebo vystavenie slnku musia byť zahrnuté do výpočtu zníženia ratingu.
• Ponechajte aspoň nejaký priestor pre budúci rast zaťaženia alebo očakávané zmeny zaťaženia.

To je dôvod, prečo rovnaký menovitý prúd môže viesť k rôznym oblastiam vodičov v rôznych inštaláciách. Kábel vo voľnom vzduchu beží chladnejšie, zatiaľ čo päť káblov zviazaných v potrubí môže potrebovať väčší vodič na dosiahnutie rovnakej kapacity.

Pre typické rozvody budov NN, Napájacie káble 0,6/1 kV XLPE/PVC patria medzi najbežnejšie možnosti, pretože ponúkajú silné elektrické a mechanické vlastnosti za praktickú cenu. Výber oblasti vodiča by sa mal ešte potvrdiť z plánu zaťaženia a výpočtu poklesu napätia. Ak porovnávate izolačné materiály pre projekt, náš výber nízkonapäťového kábla medzi XLPE a PVC sprievodca vysvetľuje rozdiely.

XLPE/PVC izolovaný napájací kábel pre menovité napätie 0,6/1kV Dodávatelia, spoločnosť - Ji Dongfeng Čína veľkoobchodný XLPE/PVC izolovaný napájací kábel pre menovité napätie 0,6/1kV dodávateľov a XLPE/PVC izolovaný napájací kábel pre menovité ... Zobraziť produkt →

Veľké prierezy a vysokonapäťové aplikácie

So stúpajúcou úrovňou výkonu sa zväčšujú prierezy vodičov. Veľké vodiče znižujú straty, ale vytvárajú svoje vlastné problémy: sú ťažšie, ťažšie sa ohýbajú, ťažšie sa ukončujú a ich inštalácia je nákladnejšia. Výroba vodiča s veľkým prierezom tiež vyžaduje starostlivé splietanie a zhutňovanie, pretože obyčajná konštrukcia s okrúhlym prameňom môže produkovať zbytočne hrubý kábel.

Pre podzemné prenosové a priemyselné vysokonapäťové obvody zvolená oblasť vodiča často kombinuje veľký medený prierez s robustným systémom izolácie a plášťa. Vysokonapäťové XLPE napájacie káble s medenými vodičmi a vlnitým hliníkovým plášťom sú praktickým riešením, pretože veľká kovová plocha udržuje odpor a dielektrické straty v prijateľných medziach. Mechanická konštrukcia vlnitého kovového plášťa tiež pomáha chrániť kábel počas inštalácie a prevádzky. Viac podrobností o tom, čo sa deje vo veľkých vodičoch a ako výrobcovia tieto problémy riešia, nájdete v našom článku o inžinierske výzvy pre vodiče s veľkým prierezom pokrýva tému hlbšie.

XLPE izolačný kábel vlnitý hliníkový plášť pre menovité napätie 290/500 kV S Dongfeng Čína veľkoobchodný XLPE izolačný kábel vlnitý hliníkový plášť pre menovité napätie dodávateľov 290/500 kV a izolačná kabína XLPE... Zobraziť produkt →

Praktický odber

Plocha prierezu drôtu je najužitočnejšie číslo na predpovedanie elektrického výkonu. Pre plné kruhové drôty to vypočítajte priamo z priemeru. Pri lankových kábloch sa namiesto merania vonkajšieho zväzku spoliehajte na plochu a odpor na jednotku dĺžky deklarovanú výrobcom. Na výber správnej veľkosti použite prúd záťaže, dĺžku obvodu, podmienky inštalácie a nastavenia ochrany. Oblasť vodiča je technická špecifikácia, ale je to aj jeden z najjednoduchších spôsobov, ako udržať elektrickú inštaláciu bezpečnú, efektívnu a cenovo výhodnú.