Внешний диаметр силового кабеля

Внешний диаметр силового кабеля

Толщина кабеля — общая характеристика изделия, которая рассчитывается суммированием толщин его конструктивных составляющих, а именно:

• электропроводников;
• изоляционного слоя;
• внутренней и наружной оболочек;
• брони, экрана и т.д. (при наличии).

О том, почему важно понимать реальную толщину каждого элемента электрического кабеля, мы расскажем в данной статье.

Толщина жил кабеля – расчет диаметра по сечению

Фактическая толщина жил кабеля — ключевой показатель, который необходимо знать каждому инженеру-электрику и электромонтажнику. Дело в том, что действительный диаметр электропроводника может отличаться от заявленного заводом-изготовителем и приведенного в технической документации на кабельно-проводное изделие.

Если величина отклонения находится в пределах разрешенных нормативными документами допусков (об этом читайте в материале ниже), то проблемы нет. К чему может привести использование электрокабеля с намного, например, на 20-30% меньшим сечением, чем указано на его маркировке? Проведение расчетов мощности электролинии по заводским документам и прокладка фактически более тонкого кабеля с высокой долей вероятности станет причиной перегрева электрических жил, оплавления изоляции и оболочки. Возможные последствия — нарушение бесперебойности электропоставки, задымление, пожар

Допуски по отклонениям сечения

Нормативная документация прямо не регулирует данную группу показателей. Однако ГОСТ 22483-77 и его обновленные версии содержат требования к допустимым параметрам электросопротивления проводников в зависимости от их сечения. Используя несложные формулы, легко провести необходимые расчеты. Например, подберем минимальное сечение для жилы из алюминия 3 мм2.

По формуле R0=p*(l/S), где:

• R0 — расчетное сопротивление,
• p — удельное (0,0271*10 -6 Ом*м),
• l — 1000м,
• S — сечение в м2.

Получаем величину электросопротивления 9,03 Ом*км. По ГОСТУ значение не должно превышать 10,1 Ом*км. Обратным путем из формулы высчитываем расчетное значение S, применяя показатель 10,1. S=2,68 мм2 обозначает, что для жилы 3 мм2 предельный допуск по отклонению сечения равен 89,3% (2,68/3).

Расчет диаметра по сечению

Если кабельное изделие не имеет маркировки, то можно определить сечения электропроводника по диаметру жилы. Замеры проводятся с помощью простых подручных инструментов, а расчеты по формуле.

Чтобы узнать параметр D, производим замер «голого» проводника:

• микрометром или штангенциркулем;
• обычной линейкой (на ручку плотно наматывается, например, 20 витков, измеряется общая длина, которая делится на 20).

К примеру, диаметр проводника составляет 3,5 мм, тогда сечение S=0,785*3,5 2 =9,6 мм2. Округляем до ближайшей стандартной величины и получаем 10 мм2.

Для расчета сечения мультипроволочной жилы полученную величину для 1 проволоки следует умножить на их количество.

Толщина изоляции и оболочки кабеля

Толщина изолирующего покрова кабеля зависит от конструктивных особенностей изделия, его номинального электронапряжения и сечения электропроводников.

Толщина изоляционного слоя из пластмассовых полимеров (ПВХ и полиэтилена) и резины регулируется ГОСТом 23386-78. Данный документ устанавливает 6 категорий (к ним добавляется индекс «п» — пластмасса, «р» — резина):

И-1 — для кабельных изделий в оболочке, которые функционируют в энергосистемах 0,22/0,38 кВ с номиналом переменного электронапряжения до 0,22 кВ или постоянного — до 0,7 кВ (диапазон толщин Ип-1 для сечений 0,35-95 мм2 — 0,4-1,2 мм; Ир-1 — 0,6-1,6 мм);

И-2 — без оболочки, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ (Ип-2 для 0,35-95 мм2 — 0,5-1,6 мм; Ир-2 — аналогично Ир-1);

И-3 — в оболочке, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ, 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ (Ип-3 для 0,35-500 мм2 — 0,5-3,0 мм; Ир-3 для 0,5-500 мм2 — 0,8-3,0 мм)

И-4 — без оболочки, 0,22/0,38 кВ, до 0,22 или 0,7 кВ, 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ (Ип-4 для 0,35-500 мм2 — 0,6-3,0 мм; Ир-4 — аналогично Ир-3);

И-5 — 0,4/0,6 кВ, до 0,4 или 1 кВ, 1,8/3 кВ, до 1,8 или 6 кВ (Ип-5 для 4-500 мм2 — 2,2-3,0 мм; Ир-5 для 1,5-500 мм2 — 1,8-3,8 мм);

И-6 — 3,6/6 кВ, до 3,6 кВ (Ип-6 для 10-500 мм2 — 3,0-3,2 мм; Ир-6 для 10-150 мм2 — 4,0 мм).

Толщина изоляции кабелей до 10 кВ из пропитанной спецбумаги установлена ГОСТом 23436-83 и составляет 0,6-2,75 мм.

Показатели толщины оболочки кабеля зависят от факторов, аналогичных для изоляционного слоя, их нормы и категории определены ГОСТом 23386-78 (в обозначениях также применяются индексы «п» и «р»):

Об-1 — переносные кабеля, используемые в сложных условиях (тяжелая техника для рытья земли и т.д.). Для диаметров изделий под оболочкой 6-60 мм номинал Обп-1 составляет 1,2-4,0 мм, Обр-1 — 1,5-6,0 мм;

Об-2 — стационарные электрокабеля и мобильные для средних условий (все случаи, которые не входят в Об-1 и Об-3). Диапазоны Обп-2 — 1,2-3,0 мм, Обр-2 — 1,5-4,5 мм;

Об-3 — переносные кабельные изделия, функционирующие при отсутствии механических воздействий, в т.ч. бытовые. Для 6-15 мм Обп-3 — 1,0-1,2 мм, Обр-3 — 0,8-1,2 мм.

Согласно ГОСТу 23386-78 максимальное несоответствие толщины изолирующего покрова кабеля может достигать минус 10%, защитной оболочки — минус 15% для полимерных материалов, минус 20% для резиновых и вулканизированного ПЭ.

В случаях, которые технически обоснованы и согласованы с покупателем или потребителем, толщины изоляционного слоя и оболочек могут быть уменьшены или увеличены, что обязательно отражается в технических документах на кабельные изделия.

Оболочки кабельно-проводниковой продукции также изготавливают из других материалов, например:

• свинец — толщина свинцовой оболочки обычно составляет 0,95-2,8 мм (1,1-3 мм в кабелях связи) и зависит от кабельного диаметра внутри данного покрова;
• алюминий — номинал толщин выпрессованных оболочек варьируется от 1,1 до 2 мм с максимальным отрицательным отклонением 0,2-0,3 мм, сварных — 0,95-1,1 мм (0,05 мм);
• сталь — оболочка представляет собой «сверток» из лент, имеющих толщину 0,3-0,5 мм;
• полиамиды или капрон — до 0,15 мм.

Толщина популярных марок кабеля

Достаточно часто необходимо знать толщину, а правильнее сказать наружный или внешний диаметр той или иной марки кабеля для подбора подходящих кабеленесущих систем или нужного диаметра защитных труб. Приведем в таблицах ниже толщины наиболее часто запрашиваемых марок: КГ, ВВГнг, СИП

Источник

Таблица: диаметр провода — сечение провода

Нередко перед приобретением кабельной продукции возникает необходимость самостоятельного замера ее сечения во избежание обмана со стороны производителей, которые из-за экономии и установления конкурентной цены могут незначительно занижать этот параметр.

Также знать, как производится определение сечения кабеля, необходимо, например, при добавлении новой энергопотребляющей точки в помещениях со старой электропроводкой, на которой отсутствует какая-либо техническая информация. Соответственно, вопрос о том, как узнать сечение проводников, остается актуальным всегда.

Общая информация о кабеле и проводе

При работе с проводниками необходимо понимать их обозначение. Существуют провода и кабеля, которые отличаются друг от друга внутренним устройством и техническими характеристиками. Однако многие люди часто путают эти понятия.

Проводом является проводник, имеющий в своей конструкции одну проволоку или группу проволок, сплетенных между собой, и тонкий общий изоляционный слой. Кабелем же называется жила или группа жил, имеющих как собственную изоляцию, так и общий изоляционный слой (оболочку).

Каждому из типов проводников будут соответствовать свои методы определения сечений, которые почти схожи.

Материалы проводников

Количество энергии, какую передает проводник, зависит от ряда факторов, главный из которых – это материал токопроводящих жил. Материалом жилок проводов и кабелей могут выступать следующие цветные металлы:

1. Алюминий. Дешевые и легкие проводники, что является их преимуществом. Им присуще такие отрицательные качества, как низкая электропроводность, склонность к механическим повреждением, высокое переходное электросопротивление окисленных поверхностей;
2. Медь. Наиболее популярные проводники, имеющие, по сравнению с другими вариантами, высокую стоимость. Однако им присуще малое электрическое и переходное на контактах сопротивление, достаточно высокая эластичность и прочность, легкость в спайке и сварке;
3. Алюмомедь. Кабельные изделия с жилами из алюминия, которые покрыты медью. Им свойственна чуть меньшая электропроводность, чем у медных аналогов. Также им присуще легкость, среднее сопротивление при относительной дешевизне.

Важно! Некоторые способы определения сечения кабелей и проводов будут зависеть именно от материала их жильной составляющей, который напрямую влияет на пропускную мощность и силу тока (метод определения сечения жил по мощности и току).

Измерение сечения проводников по диаметру

Существует несколько способов, как определить сечение кабеля или провода. Разница при определении площади сечения проводов и кабелей будет заключаться в том, что в кабельной продукции требуется производить замеры каждой жилы в отдельности и суммировать показатели.

Для информации. Измеряя рассматриваемый параметр контрольно-измерительными приборами, необходимо изначально произвести замеры диаметров токопроводящих элементов, желательно сняв изоляционный слой.

Приборы и процесс измерения

Приборами для замеров могут выступать штангенциркуль или микрометр. Используют обычно механические приспособления, но могут применяться и электронные аналоги с цифровым экраном.

В основном, замеряют диаметр проводов и кабелей посредством штангенциркуля, так как он найдется в почти каждом домашнем хозяйстве. Им также можно замерять диаметр проводов в работающей сети, например, розетке или щитовом устройстве.

Определение сечения провода по диаметру совершается по следующей формуле:

S = (3,14/4)*D2, где D – диаметр провода.

Если кабель в своем составе имеет больше одной жилы, то необходимо произвести замеры диаметра и расчет сечения по вышеприведенной формуле для каждой из них, после объединить полученный результат, воспользовавшись формулой:

Sобщ= S1 + S2 +…+Sn, где:

• Sобщ – общая площадь поперечного сечения;
• S1, S2, …, Sn – поперечные сечения каждой жилы.

На заметку. Для точности полученного результата рекомендуется производить измерения не менее трех раз, поворачивая проводник в разные стороны. Результатом будет являться средний показатель.

При отсутствии штангенциркуля или микрометра диаметр проводника можно определить посредством обычной линейки. Для этого необходимо выполнить следующие манипуляции:

1. Очистить изоляционный слой жилы;
2. Накрутить плотно друг другу витки вокруг карандаша (их должно быть не менее 15-17 шт.);
3. Произвести замер длины намотки;
4. Разделить полученную величину на количество витков.

Важно! Если витки не будут уложены на карандаш равномерно с зазорами, то точность полученных результатов измерения сечения кабеля по диаметру будет под сомнением. Для повышения точности замеров рекомендуется производить замеры с разных сторон. Толстые жилы навить на простой карандаш будет сложно, поэтому лучше прибегнуть к штангенциркулю.

После измерения диаметра площадь сечения провода рассчитывается по вышеописанной формуле или определяется по специальной таблице, где каждому диаметру соответствует величина площади сечения.

Диаметр провода, имеющего в своем составе сверхтонкие жилы, лучше замерять микрометром, так как штангенциркуль может с легкостью проломить ее.

Определить сечение кабеля по диаметру проще всего посредством таблицы, которая приведена ниже.

Таблица соответствия диаметра провода сечению провода

Диаметр проводникового элемента, мм	Площадь сечения проводникового элемента, мм2
0,8	0,5
0,9	0,63
1	0,75
1,1	0,95
1,2	1,13
1,3	1,33
1,4	1,53
1,5	1,77
1,6	2
1,8	2,54
2	3,14
2,2	3,8
2,3	4,15
2,5	4,91
2,6	5,31
2,8	6,15
3	7,06
3,2	7,99
3,4	9,02
3,6	10,11
4	12,48
4,5	15,79

Сечение сегментного кабеля

Кабельная продукция с сечением до 10 мм2 практически всегда производится круглой формы. Таких проводников вполне достаточно для обеспечения бытовых нужд домов и квартир. Однако при большем сечении кабеля жилы ввода от внешней электрической сети могут выполняться в сегментном (секторном) виде, и определить сечение провода по диаметру уже будет довольно сложно.

В таких случаях необходимо прибегнуть к таблице, где размер (высота, ширина) кабеля принимает соответствующее значение площади сечения. Изначально необходимо линейкой измерить высоту и ширину требуемого сегмента, после чего требуемый параметр может быть рассчитан соотнесением полученных данных.

Таблица расчета площади сектора жилы электрокабеля

Тип кабеля	Площадь сечения сегмента, мм2
S	35	50	70	95	120	150	185	240
Четырехжильный сегментный	в	—	7	8,2	9,6	10,8	12	13,2	—
	ш	—	10	12	14,1	16	18	18	—
Трехжильный сегментный многопроволочный, 6(10)	в	6	7	9	10	11	12	13,2	15,2
	ш	10	12	14	16	18	20	22	25
Трехжильный сегментный однопроволочный, 6(10)	в	5,5	6,4	7,6	9	10,1	11,3	12,5	14,4
	ш	9,2	10,5	12,5	15	16,6	18,4	20,7	23,8

Зависимость тока, мощности и сечения жил

Измерить и произвести расчеты площади сечения кабеля по диаметру жилы недостаточно. Перед прокладкой проводки или иных типов электросетей необходимо также знать пропускную способность кабельной продукции.

Выбирая кабель, необходимо руководствоваться несколькими критериями:

• сила электротока, которую будет пропускать кабель;
• мощность, потребляемая источниками энергопотребления;
• токовая нагрузка, оказываемая на кабель.

Мощность

Самым важным параметром при электромонтажных работах (в частности прокладке кабелей) является пропускная мощность. От сечения проводника зависит максимальная мощность передаваемой по нему электроэнергии. Поэтому крайне важно знать общую мощность источников потребления энергии, которые будут подключены к проводу.

Обычно производители бытовой техники, приборов и иных электротехнических изделий указывают на этикетке и в прилагаемой к ним документации максимальную и среднюю мощность потребления. Например, машина для стирки белья может потреблять электроэнергию в диапазоне от десятков Вт/ч при режиме полоскания до 2,7 кВт/ч при нагреве воды. Соответственно, к ней должен подключаться провод с тем сечением, которого хватит для передачи электроэнергии максимальной мощности. Если к кабелю подключается два и более потребителя, то общая мощность определяется путем сложения предельных значений каждого из них.

Усредненная мощность всех электроприборов и осветительных устройств в квартире редко превышает 7500 Вт для однофазной сети. Соответственно, сечения кабелей в электропроводке необходимо подбирать под это значение.

На заметку. Рекомендуется округлять сечение в сторону увеличения мощности из-за возможного увеличения потребляемой электроэнергии в будущем. Обычно берут следующую по числу площадь сечения от рассчитанной величины.

Так, для значения общей мощности 7,5 кВт необходимо использовать медный кабель с сечением жилы 4 мм2, который способен пропустить около 8,3 кВт. Сечение проводника с алюминиевой жилой в таком случае должно быть не менее 6 мм2, пропускающее мощность тока от 7,9 кВт.

В индивидуальных жилых постройках нередко применяется трехфазная система электроснабжения на 380 В. Однако большая часть техники не рассчитана на такое электронапряжения. Напряжение в 220 В создается посредством их подсоединения в сеть через нулевой кабель с равномерном распределением токовой нагрузки на все фазы.

Электроток

Зачастую мощность электрооборудования и техники может быть не известна владельцу из-за отсутствия этой характеристики в документации или полностью утерянных документов, этикеток. Выход в такой ситуации один – произвести расчет по формуле самостоятельно.

Мощность определяется по формуле:

• Р – мощность, измеряемая в ваттах (Вт);
• I – сила электротока, измеряемая в амперах (А);
• U – приложенное электронапряжение, измеряемое в вольтах (В).

Когда неизвестна сила электротока, то ее можно измерить контрольно-измерительными приборами: амперметром, мультиметром, токоизмерительными клещами.

После определения потребляемой мощности и силы электротока можно посредством нижеприведенной таблицы узнать необходимое сечение кабеля.

Нагрузка

Расчет сечения кабельных изделий по токовой нагрузке необходимо производить для дальнейшей защиты их от перегрева. Когда по проводникам проходит слишком большой электроток для их сечения, то может происходить разрушение и оплавление изоляционного слоя.

Предельно допустимая длительная токовая нагрузка – это количественное значение электротока, который сможет пропускать кабель достаточно долго без перегревов. Для определения этого показателя изначально необходимо просуммировать мощности всех энергопотребителей. После этого произвести вычисления нагрузки по формулам:

1. I = P∑*Kи/U (однофазная сеть),
2. I = P∑*Kи/(√3*U) (трехфазная сеть), где:

• P∑ – общая мощность энергопотребителей;
• Kи – коэффициент, равный 0,75;
• U – электронапряжение в сети.

Та блица соответствия площади сечения медных жил проводниковых изделий току и мощности *

Сечение кабельно-проводниковой продукции	Электронапряжение 220 В		Электронапряжение 380 В
Сила ток, А	Мощность, кВт	Сила ток, А	Мощность, кВт
2,5	27	5,9	25	16,5
4	38	8,3	30	19,8
6	50	11	40	26,4
10	70	15,4	50	33
16	90	19,8	75	49,5
25	115	25,3	90	59,4
35	140	30,8	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	260	171,6

*Важно! Проводникам с алюминиевыми жилами соответствуют другие значения.

Определение кабельного изделия в поперечном сечении – особо важный процесс, в котором недопустимы просчеты. Учитывать требуется все факторы, параметры и правила, доверяя только своим расчетам. Проведенные измерения должны совпадать с вышеописанными таблицами – при отсутствии в них конкретных значений их можно найти в таблицах многих справочников электротехника.

Видео

Источник