Trong chương trình học phổ thông chúng ta ai cũng đã được học về tiết diện, nhưng chẳng mấy ai với thể nhớ một cách cụ thể chuẩn xác về nó. Sau này trong xây dựng hay lắp đặt những thiết bị điện ta lại phải vận dụng khá nhiều những công thức tính tiết diện. Vậy hãy cùng copphaviet.com đi tìm hiểu tiết diện là gì? Đơn vị và công thức tính tiết diện dây dẫn.
Khái niệm tiết diện là gì?
Tiết diện là gì? Ta với khái niệm sau tiết diện là một mặt phẳng được tạo thành do cắt một hình khối bất kỳ bằng một mặt phẳng khác. Những tiết diện chúng ta thường hay gặp là tiết diện tròn, tiết diện vuông,….
Tiết diện hình tròn là gì? Tiết diện hình tròn là mặt phẳng của hình khối sao lúc được cắt bằng một mặt phẳng với hình tròn. Ví dụ như tiết diện của quả bóng hình cầu với hình tròn, tiết diện của trụ tròn với hình tròn,…
Tiết diện hay còn được gọi là không gian, độ to của mặt phẳng mà chúng ta với thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ví dụ như ta muốn tính tiết diện của hình cầu chính là tính không gian tích của bề mặt hình tròn bên trong hình cầu.
Tiết diện dây dẫn là gì?
Tiết diện dây dẫn hay tiết diện dây điện là gì? Chính là không gian mặt cắt của dây dẫn được cắt bởi một mặt phẳng một góc vuông với dây dẫn. Qua mặt cắt này ta sẽ biết được cấu tạo của dây dẫn với tiết diện thép, tiết diện dây dẫn nhôm, sắt,….
Nếu ta cắt dây dẫn điện bằng một mặt phẳng vuông góc với dây dẫn thì ta sẽ được mặt cắt dây dẫn, mặt cắt này thường với hình tròn hay còn gọi là tiếp diện tròn. Muốn tính tiết diện dẫn điện của dây dẫn chính là chúng ta đi tính tiết diện hình tròn đó, tuy nhiên đó là đối với loại dây lõi đơn, còn loại dây dẫn bên trong với nhiều sợi dây dẫn thì tiết diện của dây dẫn đó bằng tổng tiết diện của những sợi đó, ta với thể tính một sợi và nhân với số sợi.
Tiết diện dẫn càng to thì khả năng dẫn điện của dây dẫn đó sẽ càng tốt, cũng chính vì vậy mà tiết diện của dây dẫn được phân theo công suất điện.
Cấu tạo cơ bản của dây dẫn.
Một dây dẫn cơ bản sẽ bao gồm ba phần như sau:
- Phần dẫn điện hay còn được gọi là lõi của dây dẫn, phần này nằm ở lớp trong cùng thường được làm bằng chất liệu nhôm hoặc đồng vì đây là vật liệu với tính dẫn điện tốt nhất.
- Phần cách điện phần này ở giữa ngăn cách giữa phần dẫn điện và lớp vỏ bảo vệ. Thường được làm từ những loại cao su tự nhiên hoặc những loại nhựa tổng hợp PVC.
- Lớp bảo vệ cơ học bên ngoài là lớp ngoài cùng của dây dẫn tiêu dùng để bảo vệ dây dẫn trước tác động của môi trường bên ngoài. Thường được làm bằng những vật liệu khác nhau tương ứng với môi trường làm việc như môi trường axit, môi trường kiềm, môi trường chịu nhiều tác động cơ học.
Do nhu cầu của thị trường ngày nay với rất nhiều loại dây dẫn khác nhau để sử dụng trong những trường hợp khác nhau cụ thể. Tùy vào điều kiện làm việc, hay mục tiêu sử dụng mà ta tìm những loại dây dẫn khác nhau.
Đơn vị đo và công thức tính tiết diện dây dẫn.
Tiết diện của dây dẫn sẽ được tính theo công thức sau:
Trong đó với:
- S là Tiết diện của dây dẫn điện [đơn vị mm2]
- I là Dòng điện lúc chạy qua mặt cắt vuông [ đơn vị A]
- J là Mật độ của dòng điện cho phép [đơn vị A/mm2]
Ví dụ:
- Mật độ cho phép [J] của dây lõi đồng xấp xỉ 6A/mm2.
- Mật độ cho phép [J] của dây lõi nhôm xấp xỉ 4,5A/mm2.
Vật dẫn điện Mật độ dòng điện kinh tế [ A/ mm2] Số giờ sử dụng phụ tải cực đại trong năm [h] Trên 1000 tới 3000 Trên 3000 tới 5000 Trên 5000 Thanh và dây trần:
+ Đồng
+ Nhôm
2.5
1.3
2.1
1.1
1.8
1.0
Cáp cách điện giấy, Dây bọc cao su hoặc PVC:
+ Ruột đồng
+Ruột nhôm
3.0
1.6
2.5
1.4
2.0
1.2
Cáp cách điện cao su hoặc nhựa tổng hợp:
+ Ruột đồng
+Ruột nhôm
3.5
1.9
3.1
1.7
2.7
1.6
Bảng tra mật độ dẫn điện theo những vật liệu dẫn điện.
Công thức tính tiết diện đối với dây 3 pha và tính tiết diện của dây quấn motor hoặc tính tiết diện với dây quấn biến áp cũng sử dụng công thức trên.
Cách tìm dây dẫn điện cho từng mục tiêu sử dụng.
Dựa vào việc xác định thiết bị sử dụng tiêu dùng điện là 1 pha hay 3 pha và nguồn cấp điện cho công trình. Tại nước ta, nguồn điện tiêu dùng cho những hộ gia đình thường là nguồn điện 1 pha 2 dây.
Xác định tổng công suất thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình bằng cách tính tổng của tất cả trị số công suất của tất cả những thiết bị tiêu thụ điện trong gia đình. Giá trị này được biểu thị trên nhãn mác những thiết bị tiêu thụ điện [W hoặc kW] như quạt, đèn, tủ lạnh, máy bơm nước,…
Cần quy đổi về những trị số công suất về cùng 1 đơn vị theo công thức:
Với thể lựa tìm dây dẫn cho từng hạng mục công trình bằng cách căn cứ vào công suất chịu tải của từng nhánh trên sơ đồ điện để tìm ra dây dẫn yêu thích.
Dưới đây là bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất dòng điện:
Trên đây là những tri thức tổng thể về tiết diện dây dẫn, trả lời thắc mắc cho câu trả lời Tiết diện là gì? Đơn vị đo và công thức tính tiết diện dây dẫn chuẩn xác nhất. Hello vọng những thông tin trên sẽ giúp ích cho bạn trong cuộc sống cũng như công việc.
Để có bảng tra tiết diện dây dẫn theo công suất, người ta sẽ căn cứ vào mật độ dòng điện kinh tế bằng công thức:
- S: Là tiết diện dây dẫn [đơn vị tính mm2]
- I: Dòng điện trung bình qua phụ tải. Hay dòng điện tính toán lớn nhất của đường dây trong chế độ làm việc bình thường có tính đến tăng trưởng phụ tải theo quy hoạch, không kể đến dòng điện tăng do sự cố hệ thống hoặc phải cắt điện để sửa chữa bất kỳ phần tử nào trên lưới.
- Jkt: Là mật độ dòng điện kinh tế.
Các trường hợp không lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện kinh tế:
- Lưới điện xí nghiệp hoặc công trình công nghiệp đến 1kV có số giờ phụ tải cực đại đến 5000h.
- Lưới phân phối điện áp đến 1kV và lưới chiếu sáng đã chọn theo tổn thất điện áp cho phép.
- Thanh cái mọi cấp điện áp
- Dây dẫn đến biến trở, điện trở khởi động
- Lưới điện tạm thời và lưới điện có thời gian sử dụng dưới 5 năm.
Một số điều kiện khác quyết định đến việc chọn tiết diện dây dẫn
Điều kiện phát nóng lâu dài
Icpbt ≥ Icb = Ilvmax
Theo đó:
· Icpbt: Là dòng điện cho phép bình thường. Giá trị Icpbt được hiệu chỉnh theo nhiệt độ
· Icb: Dòng điện cưỡng bức
· Ilvmax: Dòng điện làm việc cực đại
Điều kiện vầng quang
Uvq ≥ Udmht
Trong đó:
· Uvq: Điện áp tới hạn có thể phát sinh vầng quang
· Udmht: Điện áp định mức của hệ thống
Trong điều kiện thời tiết sáng, khô ráo, nhiệt độ xung quanh là 25 độ C, áp suất không khí đạt trong khoảng 750 - 760 mmHg, khi đó dây dẫn ba pha được bố trí trên đỉnh của một tam giác [có giá trị Uvq] thì sử dụng công thức sau:
Uvq = 84.m.r.lg a/r [kV]
Trong đó:
· r: bán kính ngoài của dây dẫn
· a: khoảng cách giữa các trục dây dẫn
· m: hệ số xét đến độ xù xì của dây dẫn
· Đối với dây một sợi: thanh dẫn để lâu ngày trong không khí m = 0,93 – 0,98
. Đối vối dây nhiều sợi xoắn lấy nhau: m = 0,83 – 0,8
Tiết diện là gì và cách tính như thế nào? Ứng dụng trong đời sống? Nếu bạn đang tìm kiếm câu trả lời cho những câu hỏi này. Thì bài viết dưới đây của Antshome sẽ dành cho bạn.
1. Tiết diện là gì?
Theo wiki, tiết diện là hình phẳng có được do cắt một hình khối bằng một mặt phẳng. Mặt cắt của hình khối thường nói về một độ lớn nào đó, hoặc mặt có một hình.
Ví dụ: khi cắt hình cầu bằng một mặt phẳng. Ta có tiết diện của hình cầu là hình tròn.
Tiết diện của dây dẫn điện là gì?
Tiết diện của dây dẫn điện là một hình phẳng có được sau khi cắt vuông góc với lõi dây [nhôm, đồng pha nhôm, đồng… không tính lõi dây].
Nếu cắt trực tiếp và vuông góc với dây dẫn, bạn sẽ thấy điểm cuối của dây [phần bị cắt] sẽ có dạng hình tròn. Hình tròn này chính là tiết diện ngang của dây. Diện tích có mặt cắt lớn sẽ có điện trở trên mm2 thấp hơn dù sử dụng cùng một loại dây. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng cho dây dẫn có lõi đơn. Còn với trường hợp phần nhân là cáp sợi, thì bạn cần tính tiết diện của 1 sợi sau đó nhân với số lượng sợi. Diện tích bề mặt hoặc độ dày càng lớn, cáp càng có khả năng dẫn điện tốt.
2. Vì sao phải tính tiết diện dây dẫn?
Tính tiết diện dây dẫn là một trong những việc bắt – buộc – phải – làm khi thực hiện các công việc về điện. Mục đích của việc này là nhằm chọn ra các loại dây dẫn phù hợp để truyền tải điện tốt cho hệ thống điện dân dụng hay công nghiệp.
Các cách tính tiết diện:
- Tính toán theo công thức [cách phổ biến]
- Chọn theo quy chuẩn
- Tính toán dựa trên kinh nghiệm thi công. Cách này trong thực tế thường được sử dụng nhiều vì tiết kiệm thời gian. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi người thi công phải có kinh nghiệm và am hiểu về dây dẫn.
3. Công thức tính tiết diện dây dẫn
Công thức tính như sau:
S = I/JTrong đó:
- S: tiết diện dây dẫn [mm2]
- I: dòng điện khi đi qua mặt cắt vuông [A]
- J: mật độ dòng điện cho phép [A/mm2]
Ví dụ: Tính tiết diện dây dẫn cho bếp từ có công suất 6KW dùng điện 1 pha: I = 6000 / [220×0.8] = 34.2A -> khi I = 32.2A thì nên chọn dây có tiết diện S = 34.2 / 6 = 5.7 mm2
Trong trường hợp này, để sử dụng cho bếp từ có công suất 6KW thì nên chọn dây dẫn có tiết diện khoảng từ 5.7mm2 trở lên.
4. Ứng dụng trong xây dựng
Trong xây dựng, tiết diện được sử dụng để tính toán đường kính cho các loại sắt thép hoặc chọn cột móng cho công trình.
Các phần khác nhau sẽ cần sử dụng thép có tiết diện khác nhau. Ví dụ, khi xây cột thì cần sử dụng thép hộp có tiết diện lớn hơn so với khi làm cửa sổ.
Ngoài ra, trong khi làm nhà cũng sẽ cần chọn cột và các loại sắt thép phù hợp dựa trên số tầng muốn xây. Tiết diện cột cho nhà 3 tầng sẽ khác với cột cho nhà 5 hoặc 7 tầng.
5. Bảng tra dây dẫn
| [mm] | Công Suất [kW] | Công Suất [kW] | Dòng Điện [A] |
| Tại 220V | Tại 380V | 220V | |
| 0.75 | 0.35 | 1.05 | 1.875 |
| 1 | 0.47 | 1.40 | 2.5 |
| 1.25 | 0.58 | 1.75 | 3.125 |
| 1.5 | 0.70 | 2.10 | 3.75 |
| 2 | 0.94 | 2.81 | 5 |
| 2.5 | 1.17 | 3.51 | 6.25 |
| 3.5 | 1.64 | 4.91 | 8.75 |
| 4 | 1.87 | 5.61 | 10 |
| 5.5 | 2.57 | 7.71 | 13.75 |
| 6 | 2.81 | 8.42 | 15 |
| 8 | 3.74 | 11.22 | 20 |
| 10 | 4.68 | 14.03 | 25 |
| 11 | 5.14 | 15.43 | 27.5 |
| 14 | 6.55 | 19.64 | 35 |
| 16 | 7.48 | 22.44 | 40 |
| 22 | 10.29 | 30.86 | 55 |
| 25 | 11.69 | 35.06 | 62.5 |
| 30 | 14.03 | 42.08 | 75 |
| 35 | 16.36 | 49.09 | 87.5 |
| 38 | 17.77 | 53.30 | 95 |
| 50 | 23.38 | 70.13 | 125 |
| 60 | 28.05 | 84.15 | 150 |
| 70 | 32.73 | 98.18 | 175 |
| 80 | 37.40 | 112.20 | 200 |
| 95 | 44.41 | 133.24 | 237.5 |
| 100 | 46.75 | 140.25 | 250 |
| 120 | 56.10 | 168.30 | 300 |
| 125 | 58.44 | 175.31 | 312.5 |
| 150 | 70.13 | 210.38 | 375 |
| 150 | 70.13 | 210.38 | 375 |
| 185 | 86.49 | 259.46 | 462.5 |
| 200 | 93.50 | 280.50 | 500 |
| 240 | 112.20 | 336.60 | 600 |
| 250 | 116.88 | 350.63 | 625 |
| 300 | 140.25 | 420.75 | 750 |
| 400 | 187.00 | 561.00 | 1000 |
6. Các yếu tố ảnh hưởng
Ngoài việc tra bảng, áp dụng công thức tính thì thực tế vẫn còn nhiều yếu tố ảnh hưởng khi chọn tiết diện dây dẫn như:
- Độ sụt áp
- Vị trí cần đi dây
- Nhiệt độ môi trường
- Cách thi công
- Sự cố từ nguồn
- Gia tăng các thiết bị phụ tải đột biến trong thời gian dài
Các yếu tố này đều có thể ảnh hưởng đến việc chọn tiết diện dây dẫn. Bạn cần cân nhắc hoặc tham khảo ý kiến kỹ thuật viên lành nghề để chọn tiết diện dây phù hợp với công trình và nhu cầu sử dụng.
7. Kinh nghiệm chọn tiết diện dây dẫn
Để chọn tiết diện dây dẫn mà không cần tính toán phức tạp. Bạn có thể tham khảo một số kinh nghiệm sau:
- Xác định rõ nguồn điện [1 pha hay 3 pha] hoặc nguồn điện cấp cho công trình. Nguồn điện hầu hết các gia đình sử dụng tại Việt Nam là điện 1 pha 2 dây.
- Tính tổng công suất điện mà các thiết bị điện tiêu thụ. Thường con số này bạn có thể ước lượng dựa trên con số hiển thị cụ thể trên nhãn của từng thiết bị [đơn vị W hoặc kW].
Một số lưu ý không nên chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện khi:
- Lưới điện công trình công nghiệp đến 1000V và số giờ phụ tải cực đại đạt 5000h
- Lưới phân phối điện áp 1000V và lưới chiếu sáng chọn theo tổn thất điện áp cho phép
- Dây dẫn đến biến trở và điện trở khởi động
- Lười điện tạm thời và lưới điện có thời sử dụng dưới 5 năm
Lời kết
Trên đây là tổng hợp thông tin bạn cần nắm về tiết diện dây dẫn, công thức và cách tính đúng kỹ thuật. Mong rằng, bạn đã tìm thấy thông tin mình cần trong bài viết.
Chúc bạn thành công!