Được ví như xương sống của một hệ thống thì dây dẫn điện có vai trò quan trọng không thể thiếu được đối với bất kỳ công trình nào. Nó đảm bảo cho việc truyền dẫn và cung cấp năng lượng cho các thiết bị sử dụng điện hoạt động được. Tuy nhiên, việc lựa chọn dây dẫn không thể tùy tiện mà phải dựa vào việc tính toán tiết diện dây dẫn để lựa chọn dây tải điện phù hợp. Vậy tiết diện là gì và tiết diện dây dẫn được tính như thế nào?
Tổng hợp các kiến thức về tiết diện là gì?
Tiết diện là gì?
Tiết diện được định nghĩa là hình phẳng có được do cắt một hình khối bằng một mặt và mặt cắt đó thường được mô tả về mặt có một hình hay một độ lớn nào đó.
Đang xem: Tiết diện dây dẫn là gì
Tiết diện của mặt cầu cao giờ cũng là một đường tròn.
Các dạng mặt cắt của tiết diện
Tùy theo dạng của mặt cắt thì người ta có thể thu được các dạng của tiết diện như sau:
Tiết diện ngang: là hình phẳng thu được do mặt cắt ngang của hình khối, thường là vuông góc với trục của nó.Tiết diện thẳng góc: là mặt cắt ngang thẳng góc với trục thanhTiết diện nghiêng: là mặt cắt nghiêng so với trục thanh của góc.
Tiết diện dây dẫn là gì?
Từ định nghĩa về tiết diện ở trên ta sẽ có định nghĩa tiết diện dây dẫn chính là hình phẳng có được sau khi cắt vuông góc với lõi dây dẫn điện như đồng, nhôm hoặc đồng pha nhôm. Lưu ý phần diện tích này chỉ tính phần mặt cắt kim loại của dây chứ không tính đến phần vỏ cách điện.
Nếu cắt trực tiếp và vuông góc với chiều rộng của dây thì điểm cuối mặt cắt sẽ có hình giống như một vòng tròn. Khu vực điểm cuối của mặt cắt là diện tích tiết diện cắt ngang. Một diện tích có mặt cắt lớn thì điện trở trên mm² sẽ thấp hơn khi loại dây giống nhau. Điều này sẽ áp dụng cho một lõi dây dẫn đơn. Trong trường hợp dây cáp có nhiều sợi (đa lõi) thì cần phải tính tiết diện của một sợi sau đó nhân với số lượng sợi thì ta sẽ thu được kết quả cần tính. Diện tích bề mặt cắt càng lớn thì cáp có khả năng truyền tải dòng điện càng tốt, lõi dây càng dày truyền điện càng tốt.
Tiết diện dây dẫn điện là gì?
Một cáp dây dẫn điện cơ bản sẽ bao gồm 3 phần sau:
Phần 1: Phần dẫn điện (lõi cáp) thường được làm bằng chất liệu đồng hoặc nhôm để đảm bảo khả năng dẫn điện được hiệu quả tốt nhất. Phần 2: Phần cách điện, thường được làm từ các loại cao su tự nhiên hoặc lớp nhựa tổng hợp PVC nằm ở giữa bao quanh lõi.Phần 3: Lớp bảo vệ cơ học. Tùy thuộc vào từng môi trường làm việc đặc biệt như: có chất kiềm, ngập trong nước hay phải chịu tác động từ lực lớn thì sẽ có các vật liệu tương ứng cho lớp bảo vệ cơ học này.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại dây dẫn điện mà người tiêu dùng có thể lựa chọn như: dây dẫn đơn, dây dẫn đôi, dây dẫn mềm,…
Tiết diện dây dẫn ngày nay đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn để so sánh khả năng dẫn điện của các loại cáp khác nhau trên thị trường.
Vì sao phải tính tiết diện dây dẫn?
Việc tính toán tiết diện dây dẫn là một công việc bắt buộc mà thợ điện hay cá nhân phải thực hiện. Mục đích là để người dùng lựa chọn được các loại dây dẫn điện phù hợp có khả năng truyền tải điện tốt cho ứng dụng, hệ thống điện công nghiệp hay dân dụng.
Việc tính toán tiết diện dây dẫn điện công trình có vai trò quan trọng
Tính tiết diện dây dẫn thường theo 3 phương pháp sau:
Tính toán chọn lọc tiết diện theo công thứcChọn tiết diện dây dẫn theo tiêu chuẩn đã được quy địnhTính toán tiết diện dây dẫn dựa theo kinh nghiệm thi công thực tế. Cách này được áp dụng khá phổ biến bởi nó nhanh mà lại chính xác. Tuy nhiên, cách này đòi hỏi người thực hiện phải có am hiểu và n=kinh nghiệm chọn dây thực tế.
Công thức tính và bảng chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện
Để tính tiết diện dây dẫn người ta dựa theo công thức sau:
S = I/J
Trong đó:
S: là tiết diện dây dẫn, đơn vị mm2
I: là dòng điện đi qua mặt cắt vuông, đơn vị A
J: là mật độ dòng điện cho phép, đơn vị A/mm2.
Mật độ cho phép (J) của dây dẫn lõi đồng thường xấp xỉ 6A/mm2
Mật độ cho phép (J) của dây dẫn lõi nhôm thường xấp xỉ 4,5A/mm2.
Xem thêm: Come Into Contact With Nghĩa Là Gì, Nghĩa Của Từ Contact, Từ Contact Là Gì
Mật độ cho phép (J) của dây đồng thường xấp xỉ 6A/mm2
Ví dụ: Áp dụng công thức tính tiết diện dây dẫn cho một bếp từ có công suất là 6KW dùng điện 1 pha thì ta sẽ có:
I = 6000/(220 x 0,8)
= 34,2 A
Với I thu được là 34,2A thì ta nên lựa chọn dây đầy có tiết diện là S= 34.2/= 5.7 mm².
Bên cạnh việc lựa chọn tiết diện dây dẫn điện thông qua công thức, bạn còn có thể lựa chọn các thông số tiết diện phù hợp dựa trên bảng tra tiết diện dây dẫn dòng điện dưới đây.
Bảng tra tiết diện dây dẫn điện tiêu chuẩn
Để có được bảng tra tiết diện dây dẫn người ta căn cứ vào mật độ dòng điện kinh tế bằng công thức:
S = I ⁄ jkt
Trong đó:
– S: Là tiết diện của dây dẫn, đơn vị tính là mm2
– I: Là dòng điện trung bình đi qua phụ tải. Hay dòng điện tính toán lớn nhất của đường dây trong điều kiện làm việc bình thường có tính đến khả năng tăng trưởng phụ tải theo quy hoạch mà không kể đến dòng điện tăng do sự cố hệ thống hay phải cắt điện để sửa chữa bất kỳ phần tử nào trên lưới.
– Jkt: Là mật độ của dòng điện kinh tế.
Mật độ dòng điện kinh tế được biểu thị bởi bảng dưới đây:
Bảng biểu thị mật độ dòng điện kinh tế
Các yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn tiết diện dây dẫn
Ngoài việc áp dụng các công thức tính, tra bảng tiêu chuẩn hay kinh nghiệm tính toán của người thi công chọn tiết diện dây dẫn thì trên thực tế vẫn có không ít các yếu tố gây ảnh hưởng đến quá trình tính toán lựa chọn dây dẫn điện. Cụ thể:
Việc gia tăng các thiết bị phụ tải một cách đột biến trong thời gian dài sử làm ảnh hưởng đến dây dân. Khi đó dòng điện định mức lớn hơn dòng điện chịu tải của dây thì sẽ làm dây dẫn phát sinh nhiệt nhanh và quá nhiệt trong một thời gian dài. Điều này sẽ làm hỏng lớp vỏ dây dẫn thậm chí là làm đứt dây. Đây được xem là một yếu tố ngoài dự tính và thường xảy ra nhiều trong hệ thống điện dân dụng. Độ sụt ápNhiệt độ của môi trườngVị trí đi dâyCách thi côngDo sự cố từ nguồn
Kinh nghiệm lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn xác
Để có thể lựa chọn được tiết diện dây dẫn phù hợp mà không phải tính toán quá phúc tạp thì người thực hiện cần phải xác định rõ các thông tin như sau:
Phải xác định rõ nguồn điện sử dụng là điện 1 pha hay 3 pha hay nguồn điện cấp cho công trình. Ở nước ta, nguồn điện mà các hộ gia đình sử dụng thường là nguồn điện 1 pha 2 dây.
Kinh nghiệm lựa chọn tiết diện dây dẫn điện phù hợpHãy tính tổng công suất điện mà các thiết bị điện tiêu thụ bằng cách tính ước chừng tổng số công suất của các thiết bị điện tiêu thụ trong gia đình bạn. Giá trị này sẽ được biểu thị cụ thể trên nhãn của từng thiết bị (đơn vị W hoặc kW).Lựa chọn các loại dây dẫn phù hợp cho từng phần của ngôi nhà. Ví dụ: dây dẫn trong nhà hay ngoài trời,…
Lưu ý: Các trường hợp không nên lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện:
Mạng lưới điện xí nghiệp hoặc các công trình công nghiệp lên đến 1000V và có số giờ phụ tải cực đại đạt 5000h.Lưới phân phối điện áp 1000V và lưới chiếu sáng đã được chọn theo tổn thất điện áp cho phép.Thanh cái mọi cấp điện cho ápDây dẫn đến biến trở và điện trở khởi độngLưới điện tạm thời và lưới điện có thời hạn sử dụng là dưới 5 năm.
Xem thêm: Cổ Phiếu Niêm Yết Là Gì ? Những Lợi Thế Có Được Từ Niêm Yết Ưu Điểm Của Cổ Phiếu Niêm Yết Ra Sao
Bài viết trên vừa chia sẻ cho bạn đọc các kiến thức vật lý liên quan đến “tiết diện là gì” và từ đó ứng dụng để tính toán tiết diện dây dẫn một cách chính xác. Hy vọng những thông tin chia sẻ trên sẽ giúp ích cho bạn đọc trong quá trình học tập và nghiên cứu.