Cách xác định tiết diện dây theo đường kính và ngược lại: bảng và công thức tính toán làm sẵn
Dây điện được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực mạng điện với nhiều mục đích khác nhau.Thoạt nhìn, việc vận chuyển năng lượng qua dây cáp và dây điện có vẻ đơn giản và dễ hiểu.
Tuy nhiên, để đảm bảo hệ thống dây điện vận hành an toàn, cần phải tính đến một số sắc thái quan trọng khi thiết kế và bố trí mạng điện. Một trong những chi tiết này là khả năng tính toán chính xác tiết diện của dây theo đường kính, vì giới hạn dòng điện cho phép chạy qua dây dẫn phụ thuộc vào độ chính xác của phép xác định.
Làm thế nào để xác định mặt cắt ngang hoặc đường kính, có sự khác biệt giữa các thông số này không? Hãy thử tìm hiểu nó trong bài viết. Ngoài ra, chúng tôi đã chuẩn bị các bảng tóm tắt giúp bạn chọn dây dẫn tùy thuộc vào điều kiện lắp đặt của mạng điện, vật liệu của lõi cáp và đặc tính nguồn của các thiết bị được kết nối.
Nội dung của bài viết:
Sự cần thiết và trình tự tính toán
Dòng điện cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị với mức công suất khác nhau. Và phạm vi quyền lực rất rộng.
Mỗi thiết bị điện riêng lẻ đại diện cho một tải, tùy thuộc vào cường độ mà nguồn cung cấp hiện tại có cường độ nhất định được yêu cầu.
Lượng dòng điện cần thiết cho tải yêu cầu có thể được truyền qua các dây có đường kính (phần) khác nhau.
Nhưng khi tiết diện của dây dẫn không đủ để truyền một lượng dòng điện nhất định thì sẽ xảy ra hiện tượng tăng điện trở. Kết quả là, sự nóng lên của dây (cáp) được ghi nhận.
Nếu bạn bỏ qua hiện tượng này và tiếp tục cho dòng điện chạy qua thì thực sự có nguy cơ nóng lên đến mức cháy. Tình trạng này đe dọa tình trạng khẩn cấp nghiêm trọng. Đó là lý do tại sao phải tăng cường chú ý đến việc tính toán và lựa chọn mạch truyền tải dòng điện tới phụ tải.
Tính toán đúng, tuyển chọn có năng lực cáp và dây điện có tác động tích cực đến hoạt động của thiết bị đóng vai trò là tải.
Vì vậy, ngoài hệ số an toàn, việc tính toán tiết diện dây cáp điện theo đường kính hoặc ngược lại là việc làm bắt buộc xét trên quan điểm đảm bảo máy điện hoạt động hiệu quả.
Xác định đường kính lõi dây dẫn
Trên thực tế, thao tác này có thể được thực hiện bằng phép đo tuyến tính đơn giản. Để đo chính xác, nên sử dụng dụng cụ đo điểm, chẳng hạn như thước cặp, hoặc thậm chí tốt hơn là micromet.
Kết quả có độ chính xác tương đối thấp, nhưng khá chấp nhận được đối với nhiều ứng dụng của dây, thu được bằng cách đo đường kính bằng thước thông thường.
Tất nhiên, phép đo phải được thực hiện ở trạng thái dây dẫn trần, nghĩa là trước khi lớp cách điện được loại bỏ.
Nhân tiện, lớp phủ cách điện, chẳng hạn như dây đồng, cũng được coi là một lớp sơn bóng mỏng được phun, lớp này cũng cần phải được loại bỏ khi cần tính toán rất chính xác.
Có một phương pháp đo đường kính “hộ gia đình”, phù hợp trong trường hợp không có dụng cụ đo điểm. Để sử dụng phương pháp này, bạn sẽ cần tuốc nơ vít của thợ điện và thước kẻ.
Dây dẫn để đo trước tiên được tước bỏ lớp cách điện, sau đó được quấn chặt, vặn để bật thanh tuốc nơ vít. Thông thường mười lượt được quấn - một con số thuận tiện cho các phép tính toán học.
Tiếp theo, vết thương của cuộn dây trên cần tuốc nơ vít được đo bằng thước từ lượt đầu tiên đến lượt cuối cùng. Giá trị kết quả trên thước phải được chia cho số vòng (trong trường hợp này là 6). Kết quả của phép tính đơn giản này sẽ là đường kính của lõi dây.
Tính tiết diện của dây dẫn điện
Để xác định giá trị tiết diện của lõi dây dẫn, bạn sẽ phải sử dụng công thức toán học.
Về cơ bản, tiết diện của lõi dây dẫn chính là diện tích mặt cắt ngang - tức là diện tích của một hình tròn. Đường kính của nó được xác định bằng phương pháp mô tả ở trên.
Dựa vào giá trị đường kính, có thể dễ dàng thu được giá trị bán kính bằng cách chia đường kính làm đôi.
Trên thực tế, bạn sẽ cần thêm hằng số “π” (3.14) vào dữ liệu thu được, sau đó bạn có thể tính giá trị của mặt cắt ngang bằng một trong các công thức:
S = π*R2 hoặc S = π/4*D2,
Ở đâu:
- D - đường kính;
- R - bán kính;
- S - mặt cắt ngang;
- π là hằng số tương ứng với 3,14.
Những công thức cổ điển này cũng được sử dụng để xác định mặt cắt ngang của dây dẫn bị mắc kẹt. Chiến lược tính toán hầu như không thay đổi, ngoại trừ một số chi tiết.
Cụ thể, mặt cắt ngang của một lõi từ một bó được tính toán ban đầu, sau đó kết quả thu được sẽ được nhân với tổng số lõi.
Tại sao nó nên được coi là một yếu tố quan trọng? phần định nghĩa? Một điểm hiển nhiên liên quan trực tiếp đến định luật Joule-Lenz là do tham số tiết diện của dây dẫn xác định giới hạn dòng điện cho phép chạy qua dây dẫn này.
Xác định đường kính theo tiết diện
Bằng tính toán toán học có thể xác định được đường kính lõi dây dẫn khi biết thông số tiết diện.
Tất nhiên, đây không phải là lựa chọn thiết thực nhất, do có sẵn các cách đơn giản hơn để xác định đường kính, nhưng việc sử dụng tùy chọn này không bị loại trừ.
Để thực hiện phép tính, bạn sẽ cần thông tin số gần như giống như thông tin đã được sử dụng khi tính toán mặt cắt ngang bằng công thức toán học.
Tức là hằng số “π” và giá trị diện tích hình tròn (tiết diện).
Áp dụng các giá trị công thức dưới đây sẽ cho giá trị đường kính:
D = √4S/π,
Ở đâu:
- D - đường kính;
- S - mặt cắt ngang;
- π là hằng số tương ứng với 3,14.
Việc sử dụng công thức này có thể phù hợp khi biết tham số mặt cắt và không có sẵn công cụ phù hợp để đo đường kính.
Ví dụ, tham số mặt cắt có thể được lấy từ tài liệu dành cho dây dẫn hoặc từ bảng tính toán, trong đó trình bày các tùy chọn cổ điển được sử dụng phổ biến nhất.
Bảng lựa chọn dây dẫn phù hợp
Một lựa chọn thuận tiện và thiết thực để chọn dây (cáp) mong muốn là sử dụng các bảng đặc biệt cho biết đường kính và mặt cắt tương ứng với nguồn điện và/hoặc dòng điện mang theo.
Có sẵn một chiếc bàn như vậy là một cách dễ dàng và đơn giản để nhanh chóng xác định dây dẫn cho việc lắp đặt điện cần thiết.
Xét rằng dây dẫn truyền thống để lắp đặt điện là sản phẩm có dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm, nên có bảng dành cho cả hai loại kim loại.
Ngoài ra, dữ liệu dạng bảng thường trình bày các giá trị cho điện áp 220 volt và 380 volt.Ngoài ra, các điều kiện cài đặt cũng được tính đến - đóng hoặc mở hệ thống dây điện.
Trên thực tế, hóa ra một tờ giấy hoặc một bức ảnh được tải vào điện thoại thông minh có chứa rất nhiều thông tin kỹ thuật cho phép bạn thực hiện mà không cần các phép tính toán học (tuyến tính) nói trên.
Hơn nữa, nhiều nhà sản xuất sản phẩm cáp, để giúp người mua dễ dàng lựa chọn dây dẫn phù hợp hơn, chẳng hạn như để lắp đặt ổ cắm, họ đưa ra một bảng trong đó nhập tất cả các giá trị cần thiết.
Tất cả những gì còn lại là xác định tải trọng nào được lên kế hoạch cho một điểm điện cụ thể và cách lắp đặt sẽ được thực hiện, đồng thời dựa trên thông tin này, hãy chọn đúng dây có dây dẫn bằng đồng hoặc nhôm.
Ví dụ về các tùy chọn để tính đường kính mặt cắt ngang của dây được đưa ra trong bảng, trong đó thảo luận về các tùy chọn cho dây dẫn đồng và nhôm, cũng như các phương pháp đặt dây - loại mở hoặc ẩn. Từ bảng đầu tiên bạn có thể xác định chỉ báo mặt cắt công suất và dòng điện.
Bảng đường kính mặt cắt ruột dẫn đồng, nhôm tùy theo điều kiện lắp đặt
| Công suất, W | Hiện tại, A | lõi dẫn đồng | lõi dẫn nhôm | ||||||
| Mở loại | Kiểu đóng | Mở loại | Kiểu đóng | ||||||
| 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 |
Ngoài ra, còn có một tiêu chuẩn về mặt cắt và đường kính áp dụng cho các dây dẫn tròn (có hình dạng) không kín và kín của cáp, dây điện và dây điện. Các thông số này được điều chỉnh ĐIỂM 22483-2012.
Tiêu chuẩn này bao gồm các loại cáp làm bằng đồng (đồng đóng hộp), dây nhôm không có lớp phủ kim loại hoặc có lớp phủ kim loại.
Dây dẫn bằng đồng và nhôm của cáp và dây để lắp đặt cố định được chia thành loại 1 và 2. Dây, dây điện, cáp để lắp đặt không cố định và cố định, trong đó cần có mức độ linh hoạt cao hơn trong lắp đặt, được chia thành các loại từ 3 đến 6.
Bảng phù hợp theo cấp cho dây dẫn đồng (dây)
| Mặt cắt lõi danh nghĩa, mm2 | Đường kính tối đa cho phép của dây dẫn đồng, mm | ||||
| dây đơn (lớp 1) | mắc kẹt (lớp 2) | mắc kẹt (lớp 3) | mắc kẹt (lớp 4) | linh hoạt (lớp 5 và 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 | — | — | — |
Đối với dây dẫn và cáp nhôm, GOST 22483-2012 cũng cung cấp các thông số về mặt cắt danh nghĩa của lõi, tương ứng với đường kính tương ứng, tùy thuộc vào loại lõi.
Hơn nữa, theo cùng một GOST, đường kính được chỉ định có thể được sử dụng cho dây dẫn đồng loại 1 nếu bạn cần tính đường kính tối thiểu của nó.
Bảng phù hợp theo cấp cho dây dẫn nhôm
| Mặt cắt lõi danh nghĩa, mm2 | Đường kính lõi tròn (nhôm), mm | |||
| Lớp 1 | Lớp 2 | |||
| tối thiểu | tối đa | tối thiểu | tối đa | |
| 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 |
Các khuyến nghị bổ sung cho việc lựa chọn loại dây và cáp để bố trí mạng điện trong căn hộ và nhà ở được đưa ra trong bài viết:
- Nên sử dụng dây nào để đi dây trong nhà: khuyến nghị lựa chọn
- Nên sử dụng loại cáp nào để đi dây trong nhà gỗ: các loại cáp không cháy và cách lắp đặt an toàn
- Sử dụng cáp nào để đi dây trong căn hộ: tổng quan về dây và chọn phương án tốt nhất
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Video dưới đây trình bày một ví dụ thực tế về việc xác định tiết diện của dây dẫn bằng các phương pháp đơn giản.
Nên xem video vì thông tin được trình bày rõ ràng giúp tăng lượng kiến thức:
Làm việc với dây điện luôn đòi hỏi thái độ có trách nhiệm trên quan điểm tính toán.
Vì vậy, thợ điện ở bất kỳ cấp bậc nào đều phải biết phương pháp tính toán và sử dụng được các bảng kỹ thuật hiện có. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm đáng kể chi phí lắp đặt do tính toán chính xác mà quan trọng nhất là đảm bảo an toàn vận hành của dây chuyền được giới thiệu.
Bạn có điều gì cần bổ sung hoặc thắc mắc về việc xác định tiết diện dây không? Bạn có thể để lại nhận xét trên ấn phẩm, tham gia thảo luận và chia sẻ kinh nghiệm của bản thân trong việc lựa chọn dây để lắp đặt mạng điện trong nhà hoặc căn hộ. Biểu mẫu liên hệ nằm ở khối bên dưới.
Bây giờ bạn cần kiểm tra mặt cắt ngang của bất kỳ dây nào. Những người sản xuất sản phẩm cáp theo thông số kỹ thuật sẽ tiết kiệm được nhiều tiền đồng và làm cho dây dẫn mỏng hơn quy định.
Chào buổi chiều, Egor.
Tôi nghi ngờ rằng các nhà sản xuất đang phải đối mặt với các vụ kiện tụng quy mô lớn và hãy để tôi giải thích - đường kính thực tế thực sự có thể nhỏ hơn những gì ghi trên bảng tên. Tuy nhiên, lý do không phải là tội phạm.
Hãy để tôi giải thích - trong bài viết có một đoạn: “Ngoài ra, còn có một tiêu chuẩn về mặt cắt và đường kính áp dụng cho lõi dẫn điện tròn (có hình dạng) không được bọc kín và bịt kín của cáp, dây điện, dây điện. Các thông số này được quy định bởi GOST 22483-2012.”
GOST này quy định các đặc tính dẫn điện của lõi ở nhiệt độ nhất định - không có kết nối cứng nhắc nào với mặt cắt ngang. Tôi đã cung cấp bảng dưới dạng ảnh chụp màn hình - được đính kèm sau nhận xét.
Tại sao các nhà phát triển GOST lại làm điều này? Để sản xuất dây dẫn, được phép sử dụng đồng và nhôm với những sai lệch nhất định trong thành phần. Nếu bạn lấy phải kim loại xấu, các đường gân sẽ “dày hơn”. Và ngược lại.