Справочник мастера-электрика. Проводка, розетки, техника безопасности, инструмент

• за счет правильного подбора материала проводника по величине удельного сопротивления металлов и сплавов;

• правильного подбора поперечного сечения жилы в зависимости от допустимой величины токовой нагрузки;

• учета температуры рабочей среды (для проводников первого рода, которыми являются металлы, сопротивление возрастает с увеличением температуры, а проводимость (G), соответственно, падает);

• времени протекания максимального тока (протекание тока по проводнику сопровождается выделением тепла в соответствии с законом Джоуля — Ленца; если проводник подобран неправильно, при длительном воздействии тока он может попросту расплавиться вместе с изоляцией);

• ограничения общей протяженности магистралей электрической цепи (чем короче проводник, тем меньше значение его сопротивления).

Выбор проводника по удельному сопротивлению материала жил

Напомним, что этим параметром характеризуют величину электрического сопротивления металла. Сопротивление (R) измеряют в Омах. Удельное сопротивление ρ — это сопротивление однородного проводника длиной в 1 м с поперечным сечением 1 м². Оно выражается в Ом × м для системы СИ либо, как в технике, Ом × мм²/м, равная 10⁻⁶ от 1 Ом × м и составляет для меди, стали, латуни и алюминия соответственно 0,01724÷0,018; 0,103÷0,137; 0,025÷0,108; 0,0262÷0,0295 Ом × мм²/м.

Учитывая этот показатель, медь используют там, где требуется максимально снизить потери тока на преодоление сопротивления цепи. Как правило, ее чаще всего применяют в кабелях или шнурах питания с многопроволочными жилами.

Показатели алюминия и его сплавов несколько хуже по проводимости, зато алюминий дешевле как по стоимости, так и в производстве, а провода имеют сравнительно меньшую массу (сравните плотность алюминия — 2,6989 г/см³ и меди — 8,92 г/см³). Поэтому алюминиевые проводники используют на длинных магистралях, которые к тому же подняты на большую высоту посредством специальных опор и системы изоляторов.

Проволоку из стальных сплавов или латуни используют для повышения жесткости и прочности длинных трасс, чтобы исключить обрывы проводов при повышенных нагрузках, создаваемых порывами мощного ветра, наносами снега и т. д.

Выбор токопроводящих жил по площади поперечного сечения

Для проведения электротехнических расчетов при проектировании систем электроснабжения используют стандартное оборудование, которое удобно выбирать из таблиц.

Жилы проводов и кабелей изготавливают с калиброванной площадью поперечного сечения. Например, для средств связи и телефонных линий диаметр круглого сечения одной проволоки может быть 1,2; 0,9; 0,7; 0,64; 0,5; 0,4; 0,32 мм², а у многопроволочной жилы — от 0,52 до 0,1 мм².

Для промышленных целей выпускают провода и кабели с жилами 1,5; 2,5; 4; 6 мм² и другими стандартизированными площадями сечений, а самые распространенные в быту площади сечения 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм².

Одножильный провод — это провод, для которого справедливо условие, что на расстоянии менее 5 диаметров провода нет других проводов.

Многожильный провод — это свитые вместе одножильные проводники. При эксплуатации такого провода возникает более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток для двужильного провода должен быть меньше.

И чем больше проводов в пучке, тем меньше должен быть максимальный ток из-за возможного взаимного нагрева.

Что делать, если вы не знаете значение площади сечения провода? В этом случае нужно измерить диаметр провода и вычислить площадь сечения по формуле:

S = πR² = πD²/4

где S — площадь сечения провода, мм², π — 3,14; R — радиус токопроводящей жилы, мм; D — диаметр токопроводящей жилы провода, мм.

Либо с учетом того, что π/4 = 0,7854, получаем формулу:

S = 0,7854D²

Для вычисления сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы, а результат умножить на число жил.

Допустимая нагрузка, создаваемая мощностями, проходящими по жилам кабеля, зависит от марки металла, площади его сечения и условий эксплуатации, обеспечивающих баланс между нагревом провода и отводом тепла в окружающую среду.

По виду протекающей по кабелю нагрузки их классифицируют следующим образом:

• силовые кабели, передающие электрическую энергию высоких мощностей;

• контрольные, работающие в цепях измерения, защитной и коммутационной автоматики;

• управления, используемые для коммутации автоматических устройств;

• связи и телекоммуникаций;

• другого назначения.

Как выбрать сечение проводника на практике, указано в разделе «Как подобрать кабель и провод для домашней проводки».

Способы предотвращения токов утечки

Движение электрических зарядов (ток) возможно в замкнутой цепи по изолированным проводникам. Если цепь разомкнуть, то ток прекращается.