Kaip apskaičiuoti kabelio skerspjūvio plotą?

Kabelio skerspjūvis apskaičiuojamas pagal formulę A = (k × ρ × I × L) / V_drop, kur k yra sistemos koeficientas (2 vienfaziam / nuolatinės srovės jungimui, √3 trifaziam jungimui), ρ yra laidininko varža, I yra srovė amperais, L yra vienos krypties kabelio ilgis metrais, o V_drop yra leistinas įtampos kritimas voltais.

Kodėl įtampos kritimas yra svarbus nustatant kabelio dydį?

Dėl per didelio įtampos kritimo įranga gauna mažesnę nei vardinę įtampą, todėl suprastėja veikimas, perkaista varikliai, pritemsta šviesos ir gali sugesti įranga. Daugumoje standartų rekomenduojama apriboti įtampos kritimą iki 3–5% maitinimo įtampos.

Kuo skiriasi variniai ir aliuminio kabeliai?

Vario varža yra mažesnė (0,0175 Ω·mm²/m) nei aliuminio (0,0283 Ω·mm²/m), o tai reiškia, kad variniai kabeliai gali perduoti tą pačią srovę mažesniu skerspjūviu. Tačiau aliuminis yra lengvesnis ir pigesnis. Norint perduoti tokią pačią srovę, aliuminiui reikia maždaug 1,6 karto didesnio skerspjūvio nei variui.

Kokie yra standartiniai kabelių dydžiai?

Standartiniai kabelių skerspjūviai pagal IEC 60228 yra: 0,75, 1,0, 1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240 ir 300 mm². Apskaičiuotą skerspjūvį visada reikia suapvalinti iki kito standartinio dydžio.

Kaip AWG perskaičiuoti į mm²?

Įprasti konversijų lygiai: 14 AWG ≈ 2,08 mm², 12 AWG ≈ 3,31 mm², 10 AWG ≈ 5,26 mm², 8 AWG ≈ 8,37 mm², 6 AWG ≈ 13,3 mm², 4 AWG ≈ 21,2 mm², 2 AWG ≈ 33,6 mm², 1/0 AWG ≈ 53,5 mm², 4/0 AWG ≈ 107 mm².

Nemokamas inžinerinis įrankis

Kabelio skerspjūvio skaičiuoklė

Nustatykite tinkamą laido skerspjūvį (mm²) pagal srovę, kabelio ilgį, įtampą ir leistiną įtampos kritimą. Automatiškai suapvalinkite iki artimiausio standartinio IEC dydžio.

IEC 60228 Varis ir aliuminis mm² ir AWG

Srovė (A)

Kabelio ilgis (m, vienkryptis ilgis)

Įtampa (V)

Sistemos tipas

Maksimalus įtampos kritimas (%)

Laidininko medžiaga

Greitieji išankstiniai nustatymai

Rezultatai

Reikalingas standartinis kabelio dydis

—

Apskaičiuotas skerspjūvis (tikslus)

—

Faktinis įtampos kritimas (standartinis dydis)

—

Įtampos kritimo procentas

—

AWG ekvivalentas

—

Kabelio skerspjūvio formulė

Minimalus reikalingas laidininko skerspjūvis, kad neviršytų leistino įtampos kritimo, yra:

k — sistemos koeficientas: 2 vienfazėms kintamosioms ir nuolatinėms srovėms, √3 trifazėms kintamosioms srovėms
ρ — laidininko savitoji varža (Ω·mm²/m): Cu = 0,0175, Al = 0,0283
I — srovė (A)
L — vienpusio kabelio ilgis (m)
V_kritimas — leistinas įtampos kritimas (V)

Leistinas įtampos kritimas

Faktinis įtampos kritimas

Kai standartinis kabelio dydis A_standartinis yra pasirinktas:

Standartiniai kabelių dydžiai (IEC 60228)

mm²	AWG (apytiksliai)	mm²	AWG (apytiksliai)
0.75	18 AWG	25	4 AWG
1.0	17 AWG	35	2 AWG
1.5	15 AWG	50	1/0 AWG
2.5	13 AWG	70	2/0 AWG
4	11 AWG	95	3/0 AWG
6	9 AWG	120	4/0 AWG
10	7 AWG	150	300 MCM
16	5 AWG	185	350 MCM

Praktinis pavyzdys

Pavyzdys – vienfazė 230 V grandinė

Atsižvelgiant į tai, kad: I = 10 A, L = 30 m, V = 230 V, maks. kritimas = 3%, varis

V_{lašas (leidžiama)} = 230 × 3/100 = 6,9 V

A = 2 × 0,0175 × 10 × 30 / 6,9 = 1,52 mm²

Standartinis dydis: 2,5 mm² (suapvalinta)

Faktinis V_kritimas = 2 × 0,0175 × 10 × 30 / 2,5 = 4,2 V = 1.83%

⚠️ Pastaba: Ši skaičiuoklė kabelio dydį nustato tik pagal įtampos kritimą. Visada patikrinkite, ar pasirinktas kabelio dydis atitinka srovės pralaidumo (srovės stiprio) reikalavimus pagal vietinius elektros kodeksus (pvz., IEC 60364, NEC).

Kabelio skerspjūvio plotas apskaičiuojamas pagal formulę: A = (k × ρ × I × L) / V_drop, kur k yra sistemos koeficientas (2 vienfazei/DC sistemai, √3 trifazei sistemai), ρ yra laidininko savitoji varža, I yra srovės stipris, o L yra kabelio ilgis viena kryptimi.

Apskaičiuotą vertę reikia suapvalinti į didesnę pusę iki kito didesnio standartinio IEC 60228 dydžio, kad faktinis įtampos kritimas išliktų leistinose ribose.

Dėl per didelio įtampos kritimo įrangai tiekiama mažesnė nei vardinė įtampa, todėl atsiranda:

Variklio perkaitimas ir sumažėjęs sukimo momentas
Šviesos pritemimas arba mirgėjimas
Jautrios elektroninės įrangos veikimo sutrikimai
Didesni energijos nuostoliai kabelyje

Dauguma elektros įrengimo taisyklių (IEC 60364, NEC) rekomenduoja, kad įtampos kritimas nuo maitinimo taško iki apkrovos būtų mažesnis nei 3–5%.

Vario (ρ = 0,0175 Ω·mm²/m) savitoji varža yra mažesnė nei aliuminio (ρ = 0,0283 Ω·mm²/m), todėl tai pačiai srovei variniams kabeliams reikia mažesnio skerspjūvio ploto. Tačiau:

Varis: Geresnis elektrinis laidumas, mažesni matmenys, lengviau įrengti kabelių galų jungtis, ilgesnis tarnavimo laikas
Aliuminis: Mažesnis svoris (~30% vario svorio), gerokai pigesnis, jam teikiama pirmenybė didelio masto elektros energijos skirstymui

Esant tokiai pačiai leistinajai srovei, aliuminio skerspjūvio plotas turi būti maždaug 1,6× vario skerspjūvio ploto.

Standartiniai kabelių skerspjūvio plotai pagal IEC 60228 yra:

Maži: 0.75, 1.0, 1.5, 2.5, 4, 6 mm²
Vidutiniai: 10, 16, 25, 35, 50 mm²
Dideli: 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300 mm²

Visada apvalinkite apskaičiuotą skerspjūvio plotą į didesnę pusę iki kito standartinio dydžio — niekada neapvalinkite į mažesnę pusę.

Dažniausiai naudojami AWG perskaičiavimai į mm²:

14 AWG ≈ 2.08 mm² (artimiausias standartinis dydis: 2.5 mm²)
12 AWG ≈ 3.31 mm² (artimiausias standartinis dydis: 4 mm²)
10 AWG ≈ 5.26 mm² (artimiausias standartinis dydis: 6 mm²)
8 AWG ≈ 8.37 mm² (artimiausias standartinis dydis: 10 mm²)
6 AWG ≈ 13.3 mm² (artimiausias standartinis dydis: 16 mm²)
4 AWG ≈ 21.2 mm² (artimiausias standartinis dydis: 25 mm²)
2 AWG ≈ 33.6 mm² (artimiausias standartinis dydis: 35 mm²)
1/0 AWG ≈ 53.5 mm² (artimiausias standartinis dydis: 50 mm²)
4/0 AWG ≈ 107 mm² (artimiausias standartinis dydis: 120 mm²)

Formulė: mm² = 0.012668 × 92^{((36−AWG)/19.5)}

Šiame puslapyje aprašytas procedūras sukūrė ir lauko sąlygomis išbandė Vibromera komanda, naudodama Balanset-1A – nešiojamą dviejų kanalų balansavimo įrenginį ir vibracijų analizatorių rotoriams balansuoti vietoje.