Objašnjenje površine poprečnog presjeka žice: formula, izračun, AWG i odabir kabela

Kolika je površina poprečnog presjeka žice?

Zamislite specifikaciju projekta koja kaže "ugradite bakreni vodič od 2,5 mm²". Lako je pretpostaviti da je promjer 2,5 mm. Nije. Površina poprečnog presjeka žice je površina kružne površine koju dobijete kada čisto prerežete vodič, a 2,5 mm² odnosi se na to područje, a ne na širinu kabela. Ova razlika je važna jer površina vodiča određuje otpor, nosivost struje, pad napona i hoće li kabel sigurno raditi pod opterećenjem.

Ovaj vodič objašnjava što znači površina poprečnog presjeka žice, kako je izračunati i kako je koristiti pri odabiru kabela.

Ove vrijednosti opisuju samo goli vodič. Nakon dodavanja izolacije i plašta, ukupni promjer kabela je mnogo veći, tako da se vanjska veličina kabela ne bi trebala koristiti za identifikaciju područja vodiča.

Kako izračunati površinu poprečnog presjeka žice iz promjera

Ako imate čvrstu žicu i trebate znati njezino područje, postupak je jednostavan:

1. Skinite kratki dio izolacije bez zarezivanja bakra.
2. Mikrometrom izmjerite promjer golog vodiča.
3. Podijelite promjer s dva da biste dobili polumjer ili izravno upotrijebite promjer.
4. Izračunajte površinu pomoću A = π × d² / 4.
5. Zaokružite rezultat na najbližu standardnu metričku veličinu.

Na primjer, puna bakrena žica s izmjerenim promjerom od 1,78 mm daje A = 3,1416 × 1,78² / 4 = 2,49 mm². Najbliža standardna veličina je 2,5 mm².

Za višežilni vodič, ukupna metalna površina je zbroj pojedinačnih površina žice. Ako vodič ima n identičnih niti, svaka s promjerom d, ukupna površina je približno A = n × π × d² / 4. Nemojte primjenjivati ​​tu formulu na promjer preko snopa jer razmaci između niti čine da snop izgleda veći od stvarne metalne površine.

Zašto je važna površina poprečnog presjeka?

Odnos između površine vodiča i električne izvedbe je izravan. Za svaki metalni vodič otpor ovisi o otporu, duljini i površini:

R = otpor × duljina / površina

To znači da ako udvostručite površinu poprečnog presjeka, prepolovite otpor vodiča za istu duljinu. Niži otpor daje kabelu tri praktične prednosti:

• Niži pad napona na dugim kabelima.
• Manje stvaranje topline pri istoj struji.
• Veća nosivost struje prije nego što izolacija postigne nazivnu temperaturu.

Tu je i sigurnosna prednost. Vodič koji je premalen za struju opterećenja brže se zagrijava i može oštetiti izolaciju, stvoriti opasnost od požara ili uzrokovati neugodno okidanje. Odabir ispravnog područja jedna je od prvih odluka u svakom dizajnu kabela.

U Sjevernoj Americi veličine vodiča često se izražavaju u AWG. Kao gruba referenca, 10 AWG ima površinu poprečnog presjeka od oko 5,26 mm², a 12 AWG ima oko 3,31 mm². Za razliku od mm², AWG brojevi nisu proporcionalni površini, zbog čega su pogreške pretvorbe uobičajene kada dizajn koristi jednu konvenciju, a dobavljač drugu.

Upletena žica, praznine i što to područje zapravo znači

U industrijskim i komunalnim kabelima, većina vodiča je višežilna nego puna. Namotavanje čini kabel dovoljno fleksibilnim za uvlačenje u vodove, savijanje oko kabelskih polica i završetak u razvodnom uređaju. Ali užetna konstrukcija uvodi važno pitanje mjerenja: ukupni promjer snopa uključuje zračne raspore između okruglih niti.

Navedena površina presjeka višežilnog vodiča stoga nije ista kao površina kruga promjera jednakog snopu. Umjesto toga, to je ekvivalentno metalno područje. Višežilni vodič od 16 mm² ima otprilike isti otpor i trajnu struju kao puni vodič od 16 mm², ali je promjer njegovog snopa veći od 4,51 mm zbog praznina. Za dublju usporedbu pogledajte naš Vodič za odabir upletene u odnosu na punu žicu .

Nadzemni vodovi su dobar praktični primjer. Goli vodiči kao npr AAAC, AAC i ACSR nadzemni vodiči upleteni su u slojeve radi čvrstoće i fleksibilnosti, ali njihova strujna vrijednost izračunava se iz metalnog poprečnog presjeka, a ne iz vanjskog promjera gotovog vodiča. Ako vidite debeli nadzemni vodič, korisna aluminijska površina još uvijek može biti manja nego što sugerira ukupni profil, stoga uvijek provjerite deklariranu površinu vodiča umjesto da čeljušću mjerite vanjski promjer.

AAAC、AAC & ACSR dobavljači, tvrtka - Jiangsu Dongfeng Cable Co., Ltd. Dongfeng Kina veleprodajni dobavljači AAAC、AAC & ACSR i tvrtka AAAC、AAC & ACSR, detalji: Referentni standardOvaj proizvod proizveden je s ... Pogledajte proizvod →

Odabir pravog presjeka vodiča

Kada odaberete kabel za instalaciju, područje vodiča odabire se tako da zadovolji nekoliko uvjeta u isto vrijeme:

• Kontinuirana struja opterećenja ne smije premašiti struju kabela za odabrani način postavljanja.
• Pad napona preko stvarne duljine kabela mora ostati unutar projektnog ograničenja.
• Vodič mora izdržati struju kratkog spoja dok zaštitni uređaj ne otkloni kvar.
• Grupiranje, temperatura okoline i ukop ili izloženost suncu moraju biti uključeni u izračun smanjenja ocjene.
• Ostavite barem malo prostora za buduće povećanje opterećenja ili očekivane promjene opterećenja.

Zbog toga ista nazivna struja može dovesti do različitih područja vodiča u različitim instalacijama. Kabel u slobodnom zraku radi hladnije, dok će pet kabela skupljenih u cjevovod možda trebati veći vodič da bi se postigao isti kapacitet.

Za tipičnu distribuciju niskonaponskih zgrada, 0,6/1 kV XLPE/PVC energetski kabeli su među najčešćim opcijama jer nude jaka električna i mehanička svojstva po praktičnoj cijeni. Odabir područja vodiča i dalje treba biti potvrđen iz rasporeda opterećenja i proračuna pada napona. Ako uspoređujete izolacijske materijale za projekt, naš izbor niskonaponskog kabela između XLPE i PVC vodič objašnjava razlike.

XLPE/PVC izolirani energetski kabel za nazivni napon 0,6/1kV Dobavljači, tvrtka - Ji Dongfeng Kina veleprodajni XLPE/PVC izolirani energetski kabel za nazivni napon 0,6/1kV dobavljača i XLPE/PVC izolirani energetski kabel za nazivni ... Pogledajte proizvod →

Veliki presjeci i visokonaponske primjene

Kako razina snage raste, poprečni presjeci vodiča rastu. Veliki vodiči smanjuju gubitke, ali stvaraju vlastite probleme: teži su, teže ih je savijati, teže ih je prekinuti i skuplji su za ugradnju. Proizvodnja vodiča velikog poprečnog presjeka također zahtijeva pažljivo uvijanje i zbijanje jer obična konstrukcija s okruglim užetom može proizvesti nepotrebno debeo kabel.

Za podzemni prijenos i industrijske visokonaponske krugove, odabrano područje vodiča često kombinira veliki bakreni presjek s robusnom izolacijom i sustavom plašta. Visokonaponski XLPE energetski kabeli s bakrenim vodičima i valovitim aluminijskim plaštem su praktično rješenje jer veliko metalno područje održava otpor i dielektrične gubitke unutar prihvatljivih granica. Mehanički dizajn valovitog metalnog plašta također pomaže u zaštiti kabela tijekom instalacije i rada. Za više detalja o tome što pođe po zlu s velikim vodičima i kako proizvođači rješavaju te probleme, naš članak o inženjerski izazovi za vodiče velikog presjeka dublje pokriva temu.

XLPE izolacijski kabel s valovitim aluminijskim omotačem za nazivni napon od 290/500 kV S Dongfeng Kina veleprodaja XLPE izolacijskih kabela valovitog aluminijskog omotača za nazivni napon 290/500kV dobavljača i XLPE izolacijske kabine... Pogledajte proizvod →

Praktičan zaključak

Površina poprečnog presjeka žice najkorisniji je broj za predviđanje električnih performansi. Za pune okrugle žice izračunajte izravno iz promjera. Za višestruke kabele oslonite se na deklarirano područje proizvođača i otpor po jedinici duljine umjesto mjerenja vanjskog snopa. Upotrijebite struju opterećenja, duljinu strujnog kruga, uvjete instalacije i postavke zaštite kako biste odabrali pravu veličinu. Područje vodiča je tehnička specifikacija, ali je također jedan od najjednostavnijih načina da električna instalacija bude sigurna, učinkovita i isplativa.