تستخدم الأسلاك على نطاق واسع في مجال الشبكات الكهربائية لأغراض مختلفة. للوهلة الأولى ، يبدو نقل الطاقة من خلال منتجات الكابلات والأسلاك بسيطًا ومباشرًا.
ومع ذلك ، لضمان التشغيل الآمن للأسلاك الكهربائية ، من الضروري مراعاة عدد من الفروق الدقيقة المهمة في تصميم وبناء الشبكات الكهربائية. أحد هذه التفاصيل هو القدرة على حساب المقطع العرضي للسلك حسب القطر بشكل صحيح ، لأن حدود التيار المسموح به الذي يمر عبر الموصل يعتمد على دقة التحديد.
كيفية تحديد المقطع العرضي أو القطر ، هل هناك فرق بين هذه المعايير؟ سنحاول فهم المقالة. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بإعداد جداول موجزة ستساعدك في اختيار الموصل وفقًا لظروف تركيب الشبكة الكهربائية ، والمواد المستخدمة في تصنيع قلب الكابل وخصائص الطاقة للوحدات المتصلة.
الحاجة والإجراءات للحساب
يتم تشغيل مجموعة متنوعة من المعدات ذات القدرات المختلفة بواسطة التيار الكهربائي. ومجموعة القدرات واسعة للغاية.
يمثل كل جهاز كهربائي فردي حمولة ، اعتمادًا على الحجم الذي يتطلبه التيار الحالي لقوة معينة.
من خلال الجهل "الافتراضي" أو المبتذل لأساسيات الكهرباء ، يسهل توصيل الموصلات ، وتجاهل جميع المتطلبات الحالية للأقطار والمقاطع العرضية. سؤال آخر هو ما يمكن الحصول عليه من هذه الممارسة أثناء العملية.
يمكن تمرير الكمية اللازمة من التيار للحمل المطلوب من خلال أسلاك بأقطار مختلفة (مقاطع عرضية).
ولكن في ظروف المقطع العرضي غير الكافي للموصل لمرور حجم معين من التيار ، ينشأ تأثير زيادة المقاومة. ونتيجة لذلك ، لوحظ تسخين السلك (الكبل).
إذا تجاهلت هذه الظاهرة واستمرت في تمرير التيار ، فهناك خطر حقيقي من التسخين حتى لحظة الحريق. هذا الوضع يهدد بحالة طارئة خطيرة. هذا هو السبب في أن حسابات واختيار دوائر النقل الحالية للحمل تتطلب اهتماما خاصا.
يمكن أن تكون عواقب الحسابات غير الدقيقة للموصلات الكهربائية على طول المقطع العرضي (القطر) مصحوبة بظواهر من التشوه الطفيف للمواد العازلة إلى النار الحقيقية والنار الرئيسية
الحساب الصحيح ، الاختيار الصحيح للكابلات والأسلاك له تأثير إيجابي على تشغيل المعدات التي تعمل كحمل.
لذلك ، بالإضافة إلى عامل الأمان ، فإن حساب المقاطع العرضية للكابل الكهربائي حسب القطر أو العكس هو إجراء إلزامي من وجهة نظر ضمان التشغيل الفعال للآلات الكهربائية.
تحديد قطر قلب الموصل
في الواقع ، يمكنك تنفيذ هذه العملية بقياس خطي بسيط. لقياس دقيق ، يوصى باستخدام أداة نقطة ، على سبيل المثال ، الفرجار ، أو حتى أفضل ، ميكرومتر.
نتيجة دقة منخفضة نسبيًا ، ولكنها مقبولة تمامًا للعديد من تطبيقات الأسلاك ، تعطي قياسًا للقطر باستخدام مسطرة عادية.
قياس قطر النواة وتحديده بأداة نقطة ، وهو الفرجار الورني. تعطي طريقة القياس الخطي هذه نتيجة دقيقة بما يكفي للحساب اللاحق للمقطع العرضي للموصل
بالطبع ، يجب إجراء القياس في حالة الموصل العاري ، أي يتم إزالة طلاء العزل أولاً.
بالمناسبة ، يعتبر الطلاء العازل ، على سبيل المثال ، من الأسلاك النحاسية ، طبقة رقيقة من رش الورنيش ، والتي تحتاج أيضًا إلى إزالتها عند الحاجة إلى حساب دقيق للغاية.
هناك طريقة "منزلية" لقياس القطر ، مناسبة في الحالات التي لا توجد فيها أدوات قياس نقطة في متناول اليد. لاستخدام هذه الطريقة ، ستحتاج إلى مفك كهربائي وحاكم مدرسة.
يتم تجريد موصل القياس مبدئيًا من العزل ، وبعد ذلك يتم لفه بإحكام حوله على شريط مفك البراغي. عادة ما يتم جرح اثني عشر دورة - رقم مناسب للحسابات الرياضية.
يعد قياس القطر الخطي طريقة شائعة أخرى لتحديد معلمة الموصل لحساب الطاقة (الإنتاجية). يتم استخدامه باستخدام مسطرة عادية وأي قاعدة يجوز فيها لف الموصل (+)
بعد ذلك ، يتم قياس لفائف الجرح على قضيب مفك البراغي باستخدام مسطرة من أول إلى آخر دورة. يجب تقسيم القيمة الناتجة على الخط على عدد الدورات (في هذه الحالة ، 6). ستكون نتيجة مثل هذا الحساب البسيط قطر قلب السلك.
حساب المقطع العرضي للسلك الكهربائي
لتحديد قيمة المقطع العرضي لنواة الموصل ، سيكون عليك استخدام الصيغة الرياضية.
في الواقع ، المقطع العرضي من قلب الموصل هو منطقة المقطع العرضي - أي مساحة الدائرة. يتم تحديد قطرها بالطريقة الموضحة أعلاه.
القسم الأساسي هو في الواقع منطقة الدائرة. وفقًا لذلك ، يمكن حساب هذا الجزء من الرياضيات الهندسية باستخدام صيغة تقليدية ، شريطة أن تكون القيمة المعروفة للقطر أو نصف القطر
استنادًا إلى قيمة القطر ، من السهل الحصول على قيمة نصف القطر عن طريق قسمة القطر إلى النصف.
في الواقع ، تحتاج إلى إضافة ثابت 3.1 (3.14) إلى البيانات التي تم الحصول عليها ، وبعد ذلك يمكنك حساب قيمة المقطع العرضي باستخدام إحدى الصيغ:
S = π * R2 أو ق = π / 4 * د2,
أين:
- د - قطر الدائرة؛
- ص - نصف القطر؛
- س - المقطع العرضي ؛
- π هو ثابت يقابل 3.14.
تستخدم هذه الصيغ الكلاسيكية أيضًا لتحديد المقطع العرضي للموصلات المجدولة. تبقى إستراتيجية الحساب كما هي دون تغيير تقريبًا ، باستثناء بعض التفاصيل.
على وجه الخصوص ، يتم حساب المقطع العرضي لنواة واحدة من الحزمة في البداية ، وبعد ذلك يتم ضرب النتيجة في إجمالي عدد الأسلاك.
يمكن حساب المقطع العرضي لموصل متعدد النواة باستخدام نفس الطريقة الرياضية التي تنطبق على سلك واحد ، ولكن يتم أيضًا أخذ عدد النوى الموجودة كعامل في الاعتبار
لماذا يجب اعتبار تقرير المقطع العرضي عاملاً مهمًا؟ النقطة الواضحة ، المرتبطة مباشرة بقانون جول لينز ، هي أن المعلمة الحدودية للموصل تحدد حد التيار المسموح به المتدفق عبر هذا الموصل.
تحديد القطر المقطعي
يجوز من خلال الحساب الرياضي تحديد قطر قلب الموصل عندما تكون معلمة القسم معروفة.
هذا ، بالطبع ، ليس الخيار الأكثر عملية ، نظرًا لتوفر طرق أبسط لتحديد القطر ، ولكن لا يتم استبعاد استخدام هذا الخيار.
قياس القطر بدقة عالية باستخدام أداة مقاعد البدلاء - ميكرومتر ، يعطي النتيجة نفسها تقريبًا عند إجراء الحسابات باستخدام الصيغة
لإجراء الحساب ، ستحتاج تقريبًا إلى نفس المعلومات العددية التي تم استخدامها لحساب المقطع العرضي باستخدام صيغة رياضية.
أي الثابت "π" وقيمة مساحة الدائرة (المقطع).
باستخدام قيم الصيغة التالية أدناه ، يتم الحصول على قيمة القطر:
D = √4S / π,
أين:
- د - قطر الدائرة؛
- س - المقطع العرضي ؛
- π هو ثابت يقابل 3.14.
قد يكون تطبيق هذه الصيغة مناسبًا عندما تكون معلمة القسم معروفة ولا توجد أدوات مناسبة لقياس القطر في متناول اليد.
يمكن الحصول على معلمة المقطع العرضي ، على سبيل المثال ، من وثائق الموصل أو من جدول الحساب ، الذي يقدم الخيارات الكلاسيكية الأكثر استخدامًا.
طاولات لاختيار موصل مناسب
خيار مناسب وعملي لاختيار السلك (الكبل) المطلوب هو استخدام جداول خاصة ، تشير إلى الأقطار والمقاطع العرضية المتعلقة بالطاقة و / أو التيارات.
يعد وجود مثل هذه الطاولة في متناول اليد طريقة سهلة وبسيطة لتحديد الموصل للتركيبات الكهربائية المطلوبة بسرعة.
يعد تحديد القيم المطلوبة باستخدام الجدول الكلاسيكي أحد أكثر الطرق ملاءمة لتحديد الموصل المطلوب أثناء أعمال التثبيت
بالنظر إلى أن الموصلات التقليدية للتركيبات الكهربائية هي منتجات تحتوي على موصلات من النحاس أو الألومنيوم ، فهناك جداول لكلا نوعي المعادن.
أيضًا ، تقدم البيانات المجدولة غالبًا قيمًا للجهود 220 فولت و 380 فولت. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أخذ قيم شروط التثبيت في الاعتبار - الأسلاك المغلقة أو المفتوحة.
في الواقع ، اتضح أنه على ورقة واحدة أو على صورة تم تنزيلها على هاتف ذكي يحتوي على معلومات فنية ضخمة يمكن أن تفعل ذلك بدون الحسابات الرياضية (الخطية) المذكورة أعلاه.
علاوة على ذلك ، يقدم العديد من الشركات المصنعة لمنتجات الكابلات ، من أجل تبسيط اختيار الموصل الضروري للمشتري ، على سبيل المثال ، لتركيب المنافذ ، جدولًا يتم فيه إدخال جميع القيم الضرورية.
يبقى فقط لتحديد الحمل المخطط لنقطة كهربائية معينة وكيفية إجراء التثبيت ، واستنادًا إلى هذه المعلومات ، حدد السلك الصحيح مع موصلات النحاس أو الألومنيوم.
يتم إعطاء أمثلة على هذه الخيارات لحساب قطر السلك على المقطع العرضي في الجدول ، حيث يتم النظر في خيارات الموصلات النحاسية والألمنيوم ، بالإضافة إلى طرق وضع الأسلاك - النوع المفتوح أو المخفي. من الجدول الأول ، يمكنك تحديد مؤشر المقطع العرضي للسلطة والتيار.
جدول المراسلات لقطر موصلات النحاس والألمنيوم حسب ظروف التركيب
السلطة ، ث | الحالية ، أ | قلب موصل نحاسي | موصل الألمنيوم الأساسية | ||||||
النوع المفتوح | نوع مغلق | النوع المفتوح | نوع مغلق | ||||||
S مم2 | د مم | S مم2 | د مم | S مم2 | د مم | S مم2 | د مم | ||
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 |
بالإضافة إلى ذلك ، هناك معيار للمقاطع العرضية والأقطار التي تنطبق على الموصلات الموصلة غير المغلقة والمختومة والمغلقة للكابلات والأسلاك والحبال. يتم تنظيم هذه المعلمات GOST 22483-2012.
الكابلات المصنوعة من النحاس (النحاس المعلب) ، أسلاك الألمنيوم بدون طلاء معدني أو طلاء معدني تقع تحت المعيار.
تنقسم الموصلات النحاسية والألمنيوم للكابلات وأسلاك التمديدات الثابتة إلى فئتين 1 و 2 ، وتنقسم الأسلاك والحبال والكابلات من التمدد غير المستقر والثابت ، حيث تتطلب درجة متزايدة من المرونة عند التركيب ، إلى فئات من 3 إلى 6.
جدول تصنيف الموصلات النحاسية للكابلات
المقطع العرضي الاسمي ، مم2 | القطر المسموح به لأوردة النحاس مم | ||||
سلك واحد (الفئة 1) | متعدد الأسلاك (الصف 2) | متعدد الأسلاك (الفئة 3) | متعدد الأسلاك (الفئة 4) | مرن (الفصول 5 و 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 | – | – | – |
بالنسبة لموصلات وكابلات الألومنيوم ، توفر GOST 22483-2012 أيضًا معلمات للمقطع العرضي الاسمي للنواة ، والتي تتوافق مع القطر المقابل ، اعتمادًا على فئة النواة.
علاوة على ذلك ، وفقًا لنفس GOST ، يمكن استخدام الأقطار المحددة لموصل نحاسي من الفئة 1 ، إذا كان من الضروري حساب الحد الأدنى لقطره.
جدول تصنيف موصلات الألومنيوم (الكابلات)
المقطع العرضي الاسمي ، مم2 | قطر الأوردة المستديرة (الألومنيوم) ، مم | |||
الصف الأول | الصف 2 | |||
الحد الأدنى | أقصى | الحد الأدنى | أقصى | |
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 |
توصيات إضافية حول اختيار نوع الأسلاك والكابلات لترتيب الشبكات الكهربائية في شقة ومنزل في المقالات:
- السلك الذي يجب استخدامه في الأسلاك في المنزل: توصيات للاختيار
- ما الكبل للقيام الأسلاك في منزل خشبي: أنواع الكابلات غير القابلة للاحتراق وتركيبه الآمن
- ما الكابل الذي يجب استخدامه في الأسلاك في الشقة: مراجعة الأسلاك واختيار أفضل خيار
يوضح الفيديو أدناه مثالًا عمليًا لتحديد المقطع العرضي للموصل بطرق بسيطة.
يوصى بمشاهدة الفيديو ، حيث تساعد المعلومات المقدمة بوضوح على زيادة حجم المعرفة:
يتطلب العمل باستخدام الأسلاك الكهربائية دائمًا موقفًا مسؤولًا من حيث الحساب.
لذلك ، يجب أن يعرف كهربائي من أي رتبة منهجية الحساب وأن يكون قادرًا على استخدام الجداول الفنية الحالية. وبالتالي ، لا يتم تحقيق وفورات كبيرة في تكاليف التركيب فقط بسبب الحساب الدقيق ، ولكن الأهم من ذلك - يتم ضمان سلامة تشغيل خط الإدخال.
هل هناك أي شيء لتكملة ، أو لديك أسئلة حول تحديد المقطع العرضي للسلك؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات ومشاركة تجربتك الخاصة في اختيار الأسلاك لترتيب الشبكة الكهربائية في المنزل أو الشقة. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.