Kuidas määrata juhtme ristlõiget läbimõõdu järgi ja vastupidi: valmis tabelid ja arvutusvalemid
Juhtmeid kasutatakse laialdaselt erineva otstarbega elektrivõrkude valdkonnas. Energia transportimine kaabli- ja juhtmetoodete abil tundub esmapilgul lihtne ja arusaadav.
Ent ohutu elektrijuhtmestiku käitamise tagamiseks tuleb elektripaigaldiste projekteerimisel ja rajamisel arvestada mitmete oluliste nüanssidega. Üks selline üksikasjade hulgas on oskus õigesti arvutada juhtme ristlõiget läbimõõdu järgi, sest määramise täpsusest sõltub läbi juhi mineva lubatud voolu piir.
Kuidas määrata ristlõiget või läbimõõtu, kas nende parameetrite vahel on erinevust? Püüame artiklis selgusele jõuda. Lisaks oleme koostanud koondtabelid, mis aitavad valida juhti sõltuvalt elektrivõrgu paigaldustingimustest, kaabli südamiku valmistamise materjalist ja ühendatavate seadmete võimsusnäitajatest.
Artikli sisukord:
Arvutuse vajalikkus ja kord
Elektrivooluga toidetakse väga erinevaid erineva võimsusega seadmeid. Ja võimsuste ulatus on väga lai.
Iga üksik elektriseade kujutab endast koormust, mille suurusest sõltuvalt on vaja teatud tugevusega voolu juurdevoolu.
Vajalik kogus voolu nõutava koormuse jaoks saab juhtida läbi erineva läbimõõduga (ristlõikega) juhtmete.
Kuid juhi ebapiisava ristlõike korral etteantud vooluhulga läbimiseks tekib suurenenud takistuse efekt. Selle tagajärjel täheldatakse juhtme (kaabli) kuumenemist.
Kui sellist nähtust ignoreerida ja jätkata voolu juhtimist, tekib reaalne kuumenemise oht kuni süttimiseni. Selline olukord ähvardab tõsise avariiolukorraga. Seetõttu tuleb pöörata suuremat tähelepanu voolu koormusele edastavate ahelate arvutustele ja valikule.
Õige arvutus ja asjatundlik kaablite ja juhtmete valik mõjuvad positiivselt ka koormusena töötavate seadmete talitlusele.
Seega on lisaks ohutustegurile elektrikaabli ristlõike arvutamine läbimõõdu kaudu või vastupidi kohustuslik toiming elektrimasinate tõhusa kasutuse tagamiseks.
Juhi südamiku läbimõõdu määramine
Seda toimingut saab sooritada lihtsa lineaarse mõõtmisega. Täpseks mõõtmiseks soovitatakse kasutada punktmõõteseadet, näiteks nihikut, või veel parem – mikromeetrit.
Tavalise joonlauaga läbimõõdu mõõtmine annab suhteliselt madala täpsusega tulemuse, kuid on paljude juhtmete kasutusjuhtude jaoks siiski piisav.
Mõõtmine tuleb muidugi teostada paljastatud juhi olekus, st eelnevalt eemaldatakse isolatsioonikiht.
Muide, isolatsioonikihiks loetakse näiteks vaskjuhtme puhul ka õhukest lakkkihti, mis tuleb samuti eemaldada, kui on vaja väga täpset arvutust.
On olemas „kodune“ viis läbimõõdu mõõtmiseks, mis sobib juhtudel, kui käepärast pole punktmõõteseadmeid. Selle meetodi rakendamiseks on vaja elektriku kruvikeerajat ja koolijoonlauda.
Mõõdetav juht puhastatakse eelnevalt isolatsioonist, seejärel keritakse tihedalt pööre pöörde kõrvale kruvikeeraja varrele. Tavaliselt keritakse kümme pööret – mugav arv matemaatiliste arvutuste jaoks.
Järgmisena mõõdetakse kruvikeeraja varrele keritud mähis joonlauaga esimesest kuni viimase pöördeni. Joonlaual saadud väärtus tuleb jagada pöörete arvuga (antud juhul 6-ga). Sellise lihtsa arvutuse tulemuseks on juhtme südamiku läbimõõt.
Elektrijuhtme ristlõike arvutamine
Juhi südamiku ristlõike väärtuse määramiseks tuleb juba kasutada matemaatilist sõnastust.
Põhimõtteliselt on juhi südamiku ristlõikepindala ristlõike pindala – see tähendab ringi pindala. Selle läbimõõt määratakse eespool kirjeldatud meetodiga.
Läbimõõdu väärtusele tuginedes on lihtne saada raadiuse väärtus, jagades läbimõõdu pooleks.
Tegelikult tuleb saadud andmetele lisada konstant «π» (3,14), seejärel saab ristlõike väärtuse arvutada ühe valemi abil:
S = π*R2 või S = π/4*D2,
kus:
- D – läbimõõt;
- R – raadius;
- S – ristlõige;
- π – konstant, mis vastab 3,14-le.
Neid klassikalisi valemeid kasutatakse ka mitmesooneliste juhtmete ristlõike määramiseks. Arvutusstrateegia jääb praktiliselt muutumatuks, välja arvatud mõned üksikasjad.
Eelkõige arvutatakse kõigepealt ühe soone ristlõige kimbust, seejärel korrutatakse saadud tulemus soonte koguarvuga.
Miks peaks ristlõike määramist pidama oluliseks teguriks? Ilmne punkt, mis on otseselt seotud Joule-Lenzi seadusega, – sest juhi ristlõike parameetriga määratakse lubatud voolu piir, mis seda juhti läbib.
Läbimõõdu määramine ristlõike järgi
Matemaatilise arvutusega on lubatud määrata juhi südamiku läbimõõt, kui ristlõike parameeter on teada.
See pole muidugi kõige praktilisem variant, arvestades lihtsamate läbimõõdu määramise viiside olemasolu, kuid sellise variandi kasutamine ei ole välistatud.
Arvutuse teostamiseks on tegelikult vaja samu arvulisi andmeid, mida kasutati ristlõike arvutamisel matemaatilise valemi abil.
See tähendab konstant «π» ja ringi pindala (ristlõike) väärtus.
Rakendades neid väärtusi allolevas valemis, saadakse läbimõõdu väärtus:
D = √4S/π,
kus:
- D – läbimõõt;
- S – ristlõige;
- π – konstant, mis vastab 3,14-le.
Selle valemi rakendamine võib olla asjakohane, kui ristlõike parameeter on teada ja käepärast pole sobivaid vahendeid läbimõõdu mõõtmiseks.
Ristlõike parameetri võib saada näiteks juhi dokumentatsioonist või arvutustabelist, kus on esitatud kõige sagedamini kasutatavad klassikalised variandid.
Tabelid sobiva juhi valimiseks
Mugav ja praktiline võimalus vajaliku juhtme (kaabli) valikuks on kasutada spetsiaalseid tabeleid, kus on märgitud läbimõõdud ja ristlõiked võimsuste ja/või juhitavate voolude suhtes.
Sellise tabeli käepärast olemasolu on kerge ja lihtne viis kiiresti valida juht soovitud elektriseadme jaoks.
Arvestades, et elektrotehnilise paigalduse traditsioonilised juhid on vask- või alumiiniumsoonetega tooted, on olemas tabelid mõlema metalli jaoks.
Samuti esitatakse tabeliandmetes sageli väärtused pingele 220 volti ja 380 volti. Lisaks arvestatakse paigaldustingimuste väärtusi – suletud või avatud juhtmestik.
Tegelikult selgub, et ühel paberilehel või nutitelefoni laaditud pildil on mahukas tehniline teave, mis võimaldab hakkama saada ilma ülalmainitud matemaatiliste (lineaarsete) arvutusteta.
Pealegi pakuvad paljud kaablitootjad ostjale vajaliku juhi valiku lihtsustamiseks, näiteks pistikupesade paigaldamiseks, tabelit, kuhu on kantud kõik vajalikud väärtused.
Jääb üle vaid kindlaks teha, millist koormust konkreetsele elektrilõigule planeeritakse ja kuidas paigaldus teostatakse, ning selle teabe põhjal valida õige vask- või alumiiniumsoonetega juhe.
Näited sellistest traadi läbimõõdu arvutamise variantidest ristlõike järgi on toodud tabelis, kus on käsitletud vask- ja alumiiniumsoonetega variandid ning juhtmestiku paigaldamise viisid – avatud või varjatud tüüp. Esimesest tabelist saab määrata näitaja ristlõike võimsuse ja voolu järgi.
Tabel vask- ja alumiiniumsoonete ristlõike vastavusest läbimõõdule sõltuvalt paigaldustingimustest
| Võimsus, W | Vool, A | Juhi vasksoone | Juhi alumiiniumsoone | ||||||
| Avatud tüüp | Suletud tüüp | Avatud tüüp | Suletud tüüp | ||||||
| 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 |
Lisaks on olemas ristlõigete ja läbimõõtude standard, mida kohaldatakse ümmargustele (vormitud) tihendamata ja tihendatud voolu juhtivatele kaablite, juhtmete, nööride soontele. Neid parameetreid reguleerib GOST 22483-2012.
Standardi alla kuuluvad vask-(tinatatud vask) ja alumiiniumtraadist kaablid ilma metallkatte või metallkattega.
Vask- ja alumiiniumkaablite ning juhtmete statsionaarse paigalduse sooned jagatakse klassidesse 1 ja 2. Mittestatsionaarse ja statsionaarse paigalduse juhtmed, nöörid ja kaablid, kus on vaja suuremat paindlikkust paigaldamisel, jagatakse klassidesse 3 kuni 6.
Kaabli (juhtme) vasksoonte klasside vastavustabel
| Soone nimilõik, mm2 | Vasksoonte maksimaalne lubatud läbimõõt, mm | ||||
| ühejuhtmelised (klass 1) | mitmejuhtmelised (klass 2) | mitmejuhtmelised (klass 3) | mitmejuhtmelised (klass 4) | painduvad (klassid 5 ja 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 | – | – | – |
Alumiiniumjuhtmete ja -kaablite jaoks on GOST 22483-2012 samuti ette näinud soone nimilõike parameetrid, mis vastavad soone klassist sõltuvale läbimõõdule.
Pealegi saab sama GOSTi kohaselt neid läbimõõte kasutada klassi 1 vaskjuhi puhul, kui on vaja arvutada selle minimaalne läbimõõt.
Kaabli (juhtme) alumiiniumsoonete klasside vastavustabel
| Soone nimilõik, mm2 | Ümmarguste (alumiinium)soonete läbimõõt, mm | |||
| Klass 1 | Klass 2 | |||
| minimaalne | maksimaalne | minimaalne | maksimaalne | |
| 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 |
Täiendavad soovitused juhtmete ja kaablite tüüpide valimiseks korteri ja maja elektrivõrkude korraldamisel on toodud artiklites:
- Millist traati kasutada maja juhtmestikuks: soovitused valikuks
- Millise kaabliga teha juhtmestik puitmajas: mittesüttiva kaabli liigid ja selle ohutu paigaldus
- Millist kaablit kasutada korteri juhtmestiku jaoks: juhtmete ülevaade ja parima variandi valik
Järeldused ja kasulik video teemal
Allolevas videos demonstreeritakse praktilist näidet juhi ristlõike määramisest lihtsate meetoditega.
Video vaatamine on soovitatav, kuna visuaalselt esitatud teave aitab suurendada teadmiste mahtu:
Elekrijuhtmetega töötamine nõuab alati vastutustundlikku suhtumist arvutuste seisukohalt.
Seepärast peab iga taseme elektrik teadma arvutusmeetodeid ja oskama kasutada olemasolevaid tehnilisi tabeleid. Nii saavutatakse mitte ainult oluline kokkuhoid paigalduskuludes tänu täpsele arvutusele, vaid peamiselt – tagatakse kasutusele võetava liini ohutus.
Kas on midagi lisada või tekkis küsimusi juhtme ristlõike määramise kohta? Võite jätta kommentaare väljaandele, osaleda aruteludes ja jagada oma kogemusi juhtmete valimisel kodu või korteri elektrivõrgu korraldamiseks. Ühenduse võtmise vorm asub alumises plokis.
Tööriist juhtmete isolatsiooni eemaldamiseks: kõik kaabli puhastamise seadmetest 
Mis on VVG-kaabel: lahtiseletus, omadused + kaabli valiku nüansid 
Kaablite ja juhtmete liigid ja nende otstarve: kirjeldus ja klassifikatsioon + märgistuse lahtimõtestamine 
Juhtmete värvid elektrikas: märgistuse standardid ja reeglid +juhi määramise võimalused 
Juhtmete kinnitid: olemasolevad kinnititüübid + üksikasjalik ühendamise juhend 
Millise kaabliga teha juhtmestik puitmajas: mittesüttiva kaabli liigid ja selle ohutu paigaldus 
Kui palju maksab gaasi ühendamine eramajja: gaasi tarnimise korralduse hind 
Parimad pesumasinad kuivatusega: mudelite edetabel ja nõuanded ostjatele 
Mis on valguse värvustemperatuur ja nüansid lambi temperatuuri valikul vastavalt oma vajadustele 
Gaasiboileri vahetamine korteris: asendamise dokumentaalne vormistamine + põhinormid ja nõuded
Praegu tuleb iga juhtme ristlõiget kontrollida. Need, kes toodavad kaablitooteid vastavalt TU-le – säästavad tugevalt vaske ja teevad sooned õhemaks kui ette nähtud.
Tere päevast, Jegor.
Kahtlen, et tootjad seavad end ulatuslike kohtuvaidluste alla, ja selgitan – tegelik läbimõõt võib tõepoolest olla väiksem kui sildil märgitud. Põhjus pole aga kriminaalne.
Selgitan – artiklis on lõik: «Lisaks on olemas ristlõigete ja läbimõõtude standard, mis kehtib ümmargustele (kujulistele) tihendamata ja tihendatud voolu juhtivatele soontele kaablites, juhtmetes ja nöörides. Neid parameetreid reguleerib GOST 22483-2012.»
See GOST reguleerib soone voolujuhtivusomadusi teatud temperatuuril – ranget seost ristlõikega pole. Tabeli lisasin ekraanipildina – see on lisatud pärast kommentaari.
Miks GOST-i arendajad nii tegid? Juhtmete tootmiseks on lubatud kasutada vaske, alumiiniumi teatud koostise hälvetega. Kui saad halva metalli, on südamikud "paksemad". Ja vastupidi.