Сечение медь ток: Сечение медного кабеля | Полезные статьи

Об эксплуатационных характеристиках кабеля ВВГ 3х1,5

Силовой кабель ВВГ 3х1,5 из меди используется во многих ситуациях, когда необходимо организовать электрическую сеть.

Назначение кабелей ВВГ — передача и распределение электроэнергии в стационарных установках, прокладка сети в различных условиях, включая монтаж на поверхностях сложной формы. Технические характеристики изделий позволяют использовать их при температурах до 70 градусов Цельсия и влажности до 98 процентов. Производство всех марок ВВГ кабеля регулируется государственным стандартом ГОСТ 16442-80.

Содержание

1. Виды ВВГ 3х1,5
2. Отличительные черты
3. Расшифровка аббревиатуры
4. Применение ВВГ
5. Конструкция кабеля
6. Состав ВВГ на видео
7. Характеристики ВВГ
8. Технические характристики ВВГ 0,66 кВ
   1. Длина кабеля в барабане
9. Технические характеристики ВВГ 1 кВ
   1. Длина кабеля ВВГ 1 кВ в барабане
10. Технические характеристики ВВГнг 3х1,5
11. Таблица допустимых нагрузок
12. Вес ВВГ
13. Отличие ВВГ и ВВГнг (видео)
14. Способы монтажа
    1. Открытая прокладка
    2. Скрытая прокладка
    3. Размещение ВВГ под землей
15. Сечения кабеля
16. Подбор ВВГ
17. Как определить сечение?
18. Производители ВВГ

Виды кабеля ВВГ 3х1,5

Кабель ВВГ 3х1,5 производится в различных изоляционных материалах, каждый из которых непосредственно влияет на особенности использования и технические характеристики:

• ВВГ 3х1,5 – стандартный провод с ПВХ изоляцией, неустойчивый к горению.
• ВВГнг 3х1,5 – отличается от предыдущего тем, что внешняя изолирующая оболочка данного провода выполнена из материала с добавлением галогеновых элементов, предотвращающих горение (нг – негорючий).
• ВВГнг ls 3х1,5 – для производства кабелей этого типа используется безгалогеновый поливинилхлорид, препятствующий распространению дыма.
• ВВГнг -frls 3х1,5 – разработан для использования в условиях высокой вероятности возгорания.
• ВВГнг hf 3х1,5 – кабель с поливинилхлоридной наружной изоляцией, выполненной из материала, не распространяющего горение (при групповой прокладке) и не выделяющего опасных газообразных веществ при возгорании.
• ВВГнг-frhf 3х1,5 – негорючий кабель из ПВХ, не распространяющего горение при групповой прокладке и не выделяющего вредных газов и дыма при возгорании.

Безгалогеновый поливинилхлорид, используемый для производства проводов ВВГнг ls и ВВГнг-frls, является огнестойким материалом. Он имеет такие же изоляционные характеристики, как стандартный ПВХ, но при этом слабо подвержен горению, практически не распространяет его и выделяет минимальное количество дыма.

Отличительные черты кабеля ВВГ 3х1,5

Главное направление, где используется данный кабель, – снабжение электрической энергией различные классы потребителей, включая объекты и здания. Помещение, где должен проводиться электромонтаж может быть, как открытого, так и закрытого типа. Высокий уровень пожаробезопасности позволил кабельному изделию достаточно широко распространиться.

В чем заключается отличие кабеля ВВГ 3×1,5 от провода ВВГнг 3х1,5?

При одиночной укладке электротехнических токопроводящих изделий не происходит их возгорания. При совместной укладке ВВГнг с другими проводами, с целью предотвратить горение кабеля, он обрабатывается специальным антивоспламенительным раствором. Об этом свидетельствует обозначение «НГ». Для базового же кабеля ВВГ предусмотрена обычная поливинилхлоридная изоляция, потому для него не характерно наличие самозатухающих и огнезащитных свойств.

Расшифровка кабеля ВВГ 3х1,5 (ВВГнг 3х1,5 и ВВГнг(А) 3х1,5 и других)

Его маркировка говорит о наличии материала изоляции поливинилхлорида для трех медных токопроводящих жил и об общей оболочке из него же. Также речь идет об отсутствии дополнительного защитного покрова.

• В – ПВХ-пластикат в качестве изоляционного материала.
• В – оболочка из ПВХ-пластиката.
• Г – нет защитной бронированной оболочки.
• нг – изоляция с повышенным уровнем пожаробезопасности.
• (А) – при укладке группой не возгораются, индекс означает «не распространяющий горение по категории А».
• 3 – число жил.
• 1,5 – сечение жил, мм2. Означает поперечное сечение медной жилы, причем именно это значение является наиболее популярным, но есть и другие, вплоть до 240 квадратных миллиметров.
• ls – означает Low Smoke, препятствует распространению дыма.
• fr – означает Fire Resistance, наличие термического барьера в виде обмотки проводника двумя слюдосодержащими лентами
• hf – отсутствие галогенов
• frls – аббревиатура означает Fire Resistance Low Smoke и говорит о том, что при возгорании провод выделяет минимальное количество газа и дыма, а также не распространяет огонь при групповой прокладке.
• frhf – кабельные изделия огнестойкие, не распространяющие горение при групповой прокладке и не выделяющие коррозионно-активных газообразных продуктов при горении и тлении;

Дополнительно в обозначении возможны следующие индексы:

• «ок», «ож» – однопроволочная (монолитная) конструкция;
• «мк», «мж» – многопроволочная конструкция.
• 0,66 – рабочее напряжение, кВ.
• 1,0 – рабочее напряжение, кВ.

Где применяется?

Силовой кабель ВВГ 3х1,5 мм2 позволяет передавать и распространять электроэнергию в стационарных агрегатах под напряжением до 1 кВ промышленной частоты. Нагрузка по току составляет не более 27 А.

С помощью данного проводника прокладываются линии, где разность уровней высот не ограничена, включая вертикальные виды трасс.

Проводник ВВГ находит применение в домах, квартирах, офисах, цехах – в электрических системах на переменном напряжении при заземленном или изолированном режиме заземления нейтрали. При однофазном замыкании (ОЗЗ) на землю длительность работы составляет менее 8 часов. Суммарная длительность эксплуатации при ОЗЗ не больше 125 часов в течение года. Допускается укладка группой (в виде пучков) в открытых объектах (эстакадах, галереях). По последним требованиям пожаробезопасности не рекомендуется прокладывать ВВГ на закрытых объектах.

Составные части проводника ВВГ 3х1,5

1. Токоведущая жила выполнена из меди. Одно- или многопроволочное исполнение. Имеет круглую форму жил. Согласно ГОСТу 22483 имеет класс I или II.
2. ПВХ-пластикат — изолирующий материал.
   Изоляция каждой жилы имеет свое цветовое обозначение. Для нулевой жилы применяется голубой цвет. Заземляющие жилы выполнены жёлто-зелёным цветом. Толщина изоляции определяется сечением проводника.
3. Скручивание. Выполняется для многожильного изолированного проводника. Сечение жил ВВГнг(А) 3×1,5 с двухжильным исполнением одинаковое. Для трехжильных и более проводников рабочие жилы имеют одно сечение, кроме заземляющих или нулевых жил с меньшим сечением.
4. Внешняя оболочка из ПВХ-пластиката.

Видео о составе кабеля ВВГ

Характеристики кабеля ВВГ 3х1,5

• Максимальная нагрузка или подключаемая мощность на кабель ВВГ 3×1,5 при прокладке внутри помещения в однофазной сети 220 В достигает 4,1 кВт, для трехфазной сети 380 В этот показатель уже может быть равным 10,5 кВт (имеется в виду общая мощность всех подключаемых к сети приборов).
• Такой кабель способен выдерживать в течение 10 минут напряжение до 3,5 кВ при частоте 50 Гц.
• Сопротивление изоляции у ВВГ 3х1,5 при напряжении 1000 Вольт может достигать значений от 7 до 12 мОм/км.
• При коротком замыкании продолжительностью 4 секунды температура жил поднимается до значения 160 градусов Цельсия.
• Во время прокладки сети допускается радиус изгиба кабеля, равный не менее 7,5 диаметров.
• Минимальный срок работы такого изделия составляет 20 лет, а гарантийный — 60 месяцев.

Технические данные кабеля ВВГ 3х1.5 — 0,66 кВ

• теоретический вес 1 км: 99,00кг
• диаметр поперечного сечения: 8,0мм
• минимальный радиус изгиба: ож*: 80мм; мп*: 60мм
• номинальная толщина изоляции жил: 0,6мм
• эл. сопротивление изоляции на 1 км и 20оС: 12МОм
• допустимая токовая нагрузка: на воздухе: 21А; в земле: 28А
• допустимый ток короткого замыкания: 0,17кА

Длина кабеля при намотке на деревянные барабаны в зависимости от диаметра кабеля:

№ Барабана	6	8	10	12	14	16	17	18	20	22	25	26
Длина (м)	645	810	3140	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Технические данные провода ВВГ 3х1.

5 — 1 кВ

• теоретический вес 1 км: 111,00кг
• диаметр поперечного сечения: 9,4мм
• минимальный радиус изгиба: ож*: 94мм; мп*: 70мм
• номинальная толщина изоляции жил: 0,8мм
• эл. сопротивление изоляции на 1 км и 20оС: 12МОм
• допустимая токовая нагрузка: на воздухе: 21А; в земле: 28А
• допустимый ток короткого замыкания: 0,17кА

№ Барабана	6	8	10	12	14	16	17	18	20	22	25	26
Длина (м)	410	520	2010	3096	—	—	—	—	—	—	—	—

Возможна намотка в бухты по 200 и 400 м.

Строительная длина: 450 м

Технические характеристики кабеля ВВГнг 3х1,5:

Тип климата	УХЛ
Категория помещения	I и V согласно ГОСТ 15150-69
Температурные пределы	±50˚С
Прокладка	при t<-15 должны проходить с предварительным нагревом
Наименьший радиус на изгиб проводника ВВГнг(А)	равен R=84.6 мм
При прокладке усилия растяжения	должны быть менее F=225 H
Групповая укладка кабеля ВВГнг(А)	не позволяет распространяться процессам горения
Рабочая температура на нагрев жил	составляет менее t=+70˚С
В режиме КЗ нагрев жил	должен быть менее t=+150˚С
По условию невозгорания предел на нагрев жилы	t=+350˚С
Расчетная удельная масса	0,14 кг/м
Внешний диаметр кабеля ВВГнг 3х1,5	составляет D=9,4 мм
Код ОКП	353371
Проводник имеет класс пожаробезопасности по ГОСТ Р 53315-2009	П1б. 8.2.5.4
Период эксплуатации	более 30 лет с момента выпуска изделия

Кабель ВВГнг 3х1,5 имеет следующие нагрузки по току:

Допускаемый ток ВВГнг 3х1,5 в период монтажа на воздушных трассах	I=21 A
Допускаемая величина тока в период монтажа в грунте	I=27 A
Допускаемая величина тока односекундного КЗ	I=170 A
Удельное сопротивление жилы	R=12,6 Ом/км

Габаритный вес и масса кабеля ВВГнг 3х1,5

Примерный вес кабеля ВВГнг 3х1,5 из расчета на 1 километр равен 140 кг.

Формы выпуска провода ВВГ

В зависимости от количества и формы жил, кабель ВВГ может быть круглым, плоским, треугольным или пятиугольным.

Оболочки сделаны из поливинилхлорида разных модификаций. Промежутки между жилами заполнены тем же пластикатом. В некоторых вариантах используется жгут из того же материала. При малом сечение жил — до 25 мм2 — допускается выпуск без заполнения.

Жилы в кабеле бывают круглыми или секционными. Секционные обычно многожильные, круглые — одножильные. В любом случае их сечение должно соответствовать заявленным параметрам (как проверить читайте тут).

Видео: различие кабеля ВВГнг 3х1,5 ГОСТ от ВВГнг 3*1,5 ТУ

Монтаж провода ВВГ 3х1,5

Электромонтаж проводится в помещениях открытого и закрытого типов. При открытой укладке рекомендуют применять специализированные коробы и гофры. Прокладка в земле возможна при наличии у проводника бронированной защиты, позволяющая избежать воздействия механических усилий, приводящая к возникновению различных дефектов.

Открытый способ прокладки кабеля ВВГ

Согласно техническим характеристикам этого кабеля открытая его прокладка допускается по сооружениям и поверхностям из трудногорючих или негорючих материалов, таких как бетон, оштукатуренная поверхность, кирпич, гипс и т.п.

Открытая прокладка кабеля ВВГ не исключается и по подвесным сооружениям, например, трос и т.п. При этом такие сооружения должны обеспечивать надежную прокладку. В случае прокладки кабеля по подвесным сооружениям нужно исключить возможность механического действия на кабель (растяжение или провисание).

Требуется установить дополнительную защиту, если существует угроза повреждения кабельного изделия механическим способом. При прокладке кабеля открытым способом по деревянным сгораемым поверхностям должна быть использована дополнительная защита. Монтаж в таком случае должен выполняться с применением трубы, металлорукава, гофрорукава, кабель канала и других видов защиты.

Скрытый способ прокладки кабеля ВВГ

Этот способ прокладки кабеля является самым распространенным в жилых помещениях. Прокладка кабеля осуществляется в пустотах, под штукатуркой, в проделанных бороздах и т.п.

Механическое повреждение в таком способе прокладки маловероятно, поэтому дополнительная защита не требуется. Исключением являются пустоты стен в домах из дерева.

Здесь допускается выполнить скрытую прокладку кабеля в трубах или в других негорючих материалах. Существуют нормативные документы для скрытых электропроводок, в которых определяется правильность монтажа кабеля ВВГнг скрытым способом.

Прокладка кабеля ВВГ в земле

Как правило, не допускается прокладывать под землей кабель этой марки без специальных средств защиты. Это объясняется тем, что естественной защиты, которая убережет кабель от механического воздействия, в нем нет.

Осуществлять монтаж кабеля ВВГ под землей необходимо в герметичных коробках по кабельным конструкциям и эстакадам. Может быть применена дополнительная защита, такая как тоннели, трубы и т.п.

Сечения кабеля ВВГ в каталоге 77volt.

ru

ВВГ 3х1.5	ВВГ 3х150+1х70	ВВГ 3х2.5+1х1.5	ВВГ 3х35+1х16	ВВГ 3х6+1х4
ВВГ 3х10	ВВГ 3х16	ВВГ 3х240	ВВГ 3х4	ВВГ 3х70
ВВГ 3х10+1х6	ВВГ 3х16+1х10	ВВГ 3х240+1х120	ВВГ 3х4+1х2.5	ВВГ 3х70+1х25
ВВГ 3х120	ВВГ 3х185	ВВГ 3х25	ВВГ 3х50	ВВГ 3х95
ВВГ 3х120+1х70	ВВГ 3х185+1х95	ВВГ 3х25+1х16	ВВГ 3х50+1х25	ВВГ 3х95+1х50
ВВГ 3х150	ВВГ 3х2. 5	ВВГ 3х35	ВВГ 3х6

Подбор кабеля ВВГ по предельно допустимому току

При подборе сечения кабеля более правильная методика — по максимальному току. В связи с этим нормируется такая характеристика как длительно допустимый ток. Он зависит от количества и сечения жил, а также от способа прокладки — открытой или закрытой.

Сечение жил	Длительно допустимы ток
	с двумя основными жилами	с тремя основными жилами	с четырьмя основными жилами
1,5 мм2	24 А	21 А	19 А
2,5 мм2	33 А	28 А	26 А
4 мм2	44 А	37 А	34 А
6 мм	56 А	49 А	45 А
10 мм	76 А	66 А	61 А
16 мм	101 А	87 А	81 А
25 мм	134 А	115 А	107 А
35 мм	208 А	177 А	165 А

Как определить сечение провода?

Во всех расчетах фигурирует сечение кабеля. По диаметру его определить проще, если применять формулы:

• S = πD²/4;
• D = √(4×S/π),

где π = 3,14.

В многожильном проводе сначала надо подсчитать количество проволочек (N). Затем измеряется диаметр (D) одной из них, после чего определяется площадь сечения:

S = N×D²/1,27.

Многожильные провода применяются там, где требуется гибкость. Более дешевые цельные проводники используются при стационарном монтаже.

Производители ВВГ

Теперь рассмотрим не менее важный вопрос: от какого завода изготовителя вам лучше выбрать силовой кабель ВВГ. Наиболее качественную продукцию по оптимальной цене выпускают следующие заводы России:

• Севкабель;
• Камкабель;
• Кольчугинский завод;
• Энергокабель;
• Псковкабель;
• Подольсккабель;
• Москабель.

Если вы сомневаетесь в заявленных и фактических характеристиках кабельной продукции от этих производителей, можно самостоятельно определить сечения проводов в магазине.

Купить кабель ВВГнг в нашем интернет-магазине

Допустимый Ток для Медных Шин

Расчет сечения медной шины по длительно допустимым токам нужно проводить в соответствии с главой 1.3 «Правил устройства электроустановок» выпущенных Министерством Энергетики СССР в 1987 году. То есть те самые ПУЭ 1.3.24, знакомые всем электрикам « При выборе шин больших сечений необходимо выбирать наиболее экономичные по условиям пропускной способности конструктивные решения, обеспечивающие наименьшие добавочные потери от поверхностного эффекта и эффекта близости и наилучшие условия охлаждения (уменьшение количества полос в пакете, рациональная конструкция пакета, применение профильных шин и т. п.).». На основании их выбираются допустимые длительные токи для неизолированных проводов и шин. Кроме того, часто в среде электротехники можно услышать, что это пропускная способность по току медной полосы. Предельно допустимые длительные токи для медных шин прямоугольного сечения ПУЭ 1. 3.31 для постоянного и переменного тока при подключении 1 полосы на фазу собраны в нижеследующей таблице токов медных шин:

Сечение шины, мм	Постоянный ток, А	Переменный ток, А
Допустимый ток шина медная 15×3	210	210
Допустимый ток шина медная 20×3	275	275
Допустимый ток шина медная 25×3	340	340
Допустимый ток шина медная 30×4	475	475
Допустимый ток шина медная 40×4	625	625
Допустимый ток шина медная 40×5	705	700
Допустимый ток шина медная 50×5	870	860
Допустимый ток шина медная 50×6	960	955
Допустимый ток шина медная 60×6	1145	1125
Допустимый ток шина медная 60×8	1345	1320
Допустимый ток шина медная 60×10	1525	1475
Допустимый ток шина медная 80×6	1510	1480
Допустимый ток шина медная 80×8	1755	1690
Допустимый ток шина медная 80×10	1990	1900
Допустимый ток шина медная 100×6	1875	1810
Допустимый ток шина медная 100×8	2180	2080
Допустимый ток шина медная 100×10	2470	2310
Допустимый ток шина медная 120×8	2600	2400
Допустимый ток шина медная 120×10	2950	2650

Купить электротехнические медные и алюминиевые шины можно в нашей компании со склада и под заказ:

• Купить медную шину М1т
• Купить медную гибкую изолированную шину
• Купить алюминиевую шину Ад31

Расчет теоретического веса электротехнических шин:

• Калькулятор веса медной электротехнической шины
• Калькулятор веса алюминиевой электротехнической шины

Copper Ampacity

Расчет размера проводника очень важен для определения электрических и механических свойств шины. Требования к токопроводящей способности определяют минимальную площадь поперечного сечения проводников. Механические соображения включают жесткость, монтажные отверстия, соединения и другие элементы подсистемы. Приведенную ниже таблицу можно использовать для приблизительного расчета размера проводника при заданном установившемся токе с результирующим повышением температуры самонагрева. Эта таблица обычно используется для токов выше 300 ампер. Для токов ниже 300 ампер см. формулу руководства по проектированию. Таблицы мощности и сравнительные графики можно найти на веб-сайте Ассоциации развития меди, Copper.org.

	Повышение температуры до 30 °C		Повышение температуры до 50 °C		65 °C Повышение
Размеры, дюймы	Коэффициент скин-эффекта при 70°C	Сила тока 60 Гц,* Ампер	Коэффициент скин-эффекта при 90°C	Сила тока 60 Гц, *Ампер	Коэффициент скин-эффекта при 105°C	Сила тока 60 Гц, *Ампер
1/16 x 1/2	1,00	103	1,00	136	1,00	157
1/16 x 3/4	1,00	145	1,00	193	1,00	225
1/16 x 1	1,00	187	1,00	250	1,00	285
1/16 x 1 1/2	1,00	270	1,00	355	1,00	410
1/16 x 2	1. 01	345	1.01	460	1.01	530
1/8 x 1/2	1,00	153	1,00	205	1,00	235
1/8 x 3/4	1,00	215	1,00	285	1,00	325
1/8 x 1	1.01	270	1.01	360	1.01	415
1/8 x 1 1/2	1.01	385	1.01	510	1.01	590
1/8 x 2	1,02	495	1,02	660	1,02	760
1/8 x 2 1/2	1,02	600	1,02	800	1,02	920
1/8 x 3	1,03	710	1,03	940	1,03	1 100
1/8 x 3 1/2	1,04	810	1,03	1 100	1,03	1 250
1/8 x 4	1,04	910	1,04	1 200	1,04	1400
3/16 x 1/2	1,00	195	1,00	260	1,00	300
3/16 x 3/4	1. 01	270	1.01	360	1.01	415
3/16 x 1	1.01	340	1.01	455	1.01	520
3/16 x 1 1/2	1,02	480	1,02	630	1,02	730
3/16 x 2	1,03	610	1,03	810	1,03	940
3/16 x 2 1/2	1,04	740	1,04	980	1,03	1 150
3/16 x 3	1,05	870	1,05	1 150	1,04	1 350
3/16 x 3 1/2	1,07	990	1,06	1300	1,06	1500
3/16 х 4	1,09	1 100	1,08	1 450	1,07	1700
1/4 x 1/2	1. 01	240	1.01	315	1.01	360
1/4 x 3/4	1.01	320	1.01	425	1.01	490
1/4 x 1	1,02	400	1,02	530	1,02	620
1/4 x 1 1/2	1,03	560	1,03	740	1,03	860
1/4 x 2	1,04	710	1,04	940	1,04	1 100
1/4 x 2 1/2	1,06	850	1,06	1 150	1,06	1300
1/4 x 3	1,08	990	1,08	1300	1,07	1 550
1/4 x 3 1/2	1.10	1 150	1,09	1500	1,09	1750
1/4 x 4	1. 12	1 250	1.11	1700	1.10	1 950
1/4 x 5	1,16	1500	1,15	2000	1,14	2 350
1/4 x 6	1,18	1750	1,17	2 350	1,17	2700
1/4 x 8	1,23	2 250	1,22	3000	1,21	3 450
1/4 x 10	1,27	2700	1,26	3 600	1,25	4 200
1/4 x 12	1,31	3 150	1,3	4 200	1,28	4 900
3/8 x 3/4	1,02	415	1,02	550	1,02	630
3/8 x 1	1,03	510	1,03	680	1,03	790
3/8 x 1 1/2	1,05	710	1,04	940	1,04	1 100
3/8 x 2	1,08	880	1,08	1 150	1,07	1 350
3/8 x 2 1/2	1. 12	1050	1.10	1400	1,09	1600
3/8 х 3	1,15	1 200	1,14	1600	1.13	1850
3/8 x 3 1/2	1,18	1 350	1,16	1800	1,15	2 100
3/8 x 4	1,20	1500	1,19	2000	1,18	2 350
3/8 x 5	1,24	1800	1,23	2400	1,22	2800
3/8 x 6	1,27	2 100	1,26	2800	1,24	3 250
3/8 x 8	1,33	2 650	1,31	3 550	1,30	4 100
3/8 x 10	1,38	3 200	1,36	4 300	1,35	4 900
3/8 x 12	1,42	3 700	1,4	5000	1,38	5 800
1/2 x 1	1,04	620	1,04	820	1,04	940
1/2 x 1 1/2	1,08	830	1,08	1 100	1,07	1 250
1/2 x 2	1. 12	1000	1.11	1 350	1.10	1 550
1/2 x 2 1/2	1,16	1 200	1,15	1600	1,14	1850
1/2 x 3	1,20	1400	1,19	1 850	1,18	2 150
1/2 x 3 1/2	1,24	1 550	1,22	2 100	1,21	2400
1/2 x 4	1,26	1700	1,25	2 300	1,24	2 650
1/2 x 5	1,32	2050	1,30	2 750	1,29	3 150
1/2 x 6	1,36	2400	1,34	3 150	1,33	3 650
1/2 x 8	1,42	3000	1,40	4000	1,39	4 600
1/2 x 10	1,47	3600	1,45	4800	1,44	5 500
1/2 x 12	1,52	4 200	1,51	5 600	1,5	6 400
3/4 x 4	1,42	2050	1,40	2 750	1,38	3 150
3/4 x 5	1,48	2400	1,46	3 250	1,44	3 750
3/4 x 6	1,52	2800	1,50	3 750	1,48	4 300
3/4 x 8	1,60	3 500	1,58	4700	1,56	5 400
3/4 x 10	1,67	4 200	1,64	5 600	1,62	6 500
3/4 x 12	1,72	4 900	1,69	6 500	1,67	7 500

* Применимо к типичным условиям эксплуатации (внутри помещения, температура окружающей среды 40°C), горизонтальное перемещение по краю и отсутствие внешних магнитных воздействий.

Таблица предоставлена ​​веб-сайтом Copper.org

Проектирование переходного отверстия с пропускной способностью по току

Слово «переходное отверстие» изначально является латинским словом, означающим «дорога» или «путь». При проектировании печатных плат переходные отверстия играют решающую роль во взаимосвязи, поскольку они используются для маршрутизации электрических сигналов между слоями.

Переходные отверстия в основном состоят из: 

• Токопроводящих цилиндров , образованных путем сверления отверстий в панели, которые делаются электропроводными с помощью гальванического покрытия.
• Контактные площадки , соединяющие начальный и конечный концы переходных отверстий.
• Антипады обеспечивают зазор между корпусом и проводящим медным слоем, на котором не соединены переходные отверстия, и таким образом предотвращают короткое замыкание.

Здесь мы обсудим некоторые существенные правила проектирования для улучшения пропускной способности по току через переходные отверстия. Посмотрите, как печатная плата соединяет слои печатной платы, чтобы понять основы.

Какова токовая пропускная способность переходного отверстия?

Основное назначение переходных отверстий — передача электрических сигналов с одного слоя на другой в многослойных печатных платах. Если ток не проходит через определенное отверстие, связь между слоями теряется, и любое разомкнутое соединение означает, что плата непригодна для использования.

Общее уравнение допустимой токовой нагрузки:1168

Где,

I обозначает силу тока в амперах,

𝝙 T представляет собой изменение температуры относительно температуры окружающей среды в °C, ,

K — поправочный коэффициент, равный 0,024 во внутренних проводниках и 0,048 во внешних проводниках,

𝛽1 и 𝛽2 равны 0,44 и 0,75 соответственно.

С математической точки зрения, пропускная способность переходного отверстия зависит от площади поперечного сечения дорожки и повышения температуры . Площадь поперечного сечения снова прямо пропорциональна ширине и толщине дорожки. В определенной степени способность проводить ток зависит от того, является ли сквозное отверстие скрытым или сквозным. Также имеет значение наличие комплектующих и колодок.

 

Руководство по проектированию высокоскоростных печатных плат

8 глав — 115 страниц — 150 минут чтения

 

Факторы, влияющие на пропускную способность по току

Изменение температуры в зависимости от температуры окружающей среды

Допустимая токовая нагрузка, также известная как допустимая нагрузка, представляет собой максимальный постоянный ток, который переходное отверстие может пропускать без превышения номинальной температуры. Джоулев или омический нагрев (VI или I ² R ) говорит, что все, что проводит ток, вызывает рассеивание тепла и постепенно приводит к повышению температуры в проводнике и окружающей среде . Это может в конечном итоге привести к сбою через.

Удельное сопротивление проводящего материала зависит от температуры. Как правило, стандартное удельное сопротивление измеряется при 20℃. Таким образом, при изменении на 1 ℃ удельное сопротивление изменяется на некоторую величину. Несмотря на огнестойкость, конструкционные свойства материала FR-4 не выдерживают экстремально высоких температур. Использование термического ламинирования является идеальной стратегией в этой ситуации. В таблице ниже представлена ​​информация об удельном сопротивлении различных металлов, рассчитанном при 20℃, и их применении. 9-8 Материал покрытия, предотвращающий коррозию и повышающий сопротивление.

Площадь поперечного сечения трассы

Площадь поперечного сечения прямо пропорциональна текущей пропускной способности. Это означает большую площадь поверхности, большее рассеивание тепла и, соответственно, большую пропускную способность по току.

Теперь площадь поперечного сечения основана на толщине и ширине дорожки. Изменение толщины дорожки не всегда возможно из-за производственных ограничений. Следовательно, для достижения надлежащего номинального тока мы можем увеличить ширину дорожки . Площадь поверхности трассы будет действовать как теплоотвод. При изменении температуры на 10 ℃ более толстая дорожка может более эффективно справляться с внезапным изменением тока, чем более тонкая (как упоминалось в уравнении ранее, изменение температуры приведет к изменению тока). Но в определенных ситуациях нехватка места препятствует увеличению ширины трассы. В этом случае мы можем увеличить толщину дорожки, припаяв верхнюю часть дорожки.

Поперечное сечение трассы

Почему мы должны рассчитывать ток в переходных отверстиях?

Размер переходных отверстий является одним из критических факторов для достижения требуемого номинального тока, поскольку они имеют значения сопротивления. Мы знаем, что удельное сопротивление обратно пропорционально проводимости, поэтому переходные отверстия большего размера имеют меньшее сопротивление, и наоборот. Сопротивление в переходных отверстиях вызывает рассеивание тепла.

Если переходные отверстия спроектированы без учета требуемого номинального тока, дорожка может перегореть и может возникнуть риск высокого падения напряжения.

В 2009 г. IPC разработала IPC-2152 «стандарт допустимой нагрузки по току в конструкции печатных плат». Это помогает зафиксировать соответствующие размеры внутренних и внешних проводников на основе требуемого номинального тока и допустимого превышения температуры окружающей среды.

Стандарт IPC 2152

IPC-2152 заменяет 50-летний стандарт IPC-2221B. IPC-2221B определил связь между повышением температуры печатных плат, током в дорожке и площадью поперечного сечения дорожки на серии графиков при отсутствии многослойной платы.

IPC-2152 определяет, как теплопроводность, переходные отверстия, материал платы и толщина связаны с током, поперечным сечением дорожки, массой меди и температурой. Он также устанавливает точные значения для внешних и внутренних трасс. IPC-2152 не только экономит время, но и помогает разработчикам печатных плат создавать безопасные и подходящие конструкции. Калькулятор ширины трассы и текущей емкости Sierra Circuits основан на этом стандарте. Вы можете рассчитать площадь трассы и токовую мощность для определенного повышения температуры. Вы можете узнать больше об этом в следующих разделах.

Меры по регулированию пропускной способности по току

Выполнение надлежащих измерений для контроля пропускной способности по току переходных отверстий в самом начале проектирования печатной платы обеспечивает надлежащую функциональность и производительность. Вот несколько золотых правил регулирования текущего рейтинга.

Изготовление переходного отверстия

При изготовлении переходного отверстия необходимо учитывать три критических фактора: внутренний диаметр сквозного отверстия , толщина стенки отверстия и кольцевое кольцо колодки . Как упоминалось ранее, сквозные и микропереходные отверстия делаются проводящими за счет гальванического покрытия отверстий. Теплопроводность переходных отверстий увеличивается за счет затенения, закупорки или заполнения.

 

Справочник по проектированию для производства

10 глав — 40 страниц — 45 минут чтения

 

Закрытие переходного отверстия

Закрытие переходного отверстия фактически закрывает кольцевое кольцо и переходное отверстие паяльной маской. Он защищает медные дорожки от коррозии, окисления и снижает риск короткого замыкания в цепи.

TENT VIAS

Браун: Медный слой

Синий: буровой слой

Green: Solder Mask Layer

Green: Solder Mask Layer Green: Solder Mask Layer . где переходные отверстия полностью залиты эпоксидной смолой и закрыты паяльной маской. Это может быть достигнуто с использованием проводящих или непроводящих материалов. Использование токопроводящего заполнения переходных отверстий может увеличить способность передавать ток от одного слоя к другому.

Заглушка

 

Незакрытая (скорее всего, для отверстий размером <= 0,5 мм)

 

Частично закрытая (скорее всего, для отверстий размером > 0,3 мм и < 0,5 мм)

  

Через полностью закрытая (эпоксидная смола может или не может быть) заполнить внутреннее отверстие, скорее всего, для размеров отверстий = 0,3 мм)

Многоуровневое оптимизированное соединение

В этом процессе мы привыкли создавать прочное вертикальное соединение между слоями. Прокладка сильного тока всегда предполагает использование как можно большего количества металла, чтобы уменьшить эффект нагрева, а также снизить индуктивность. Это метод, при котором несколько переходных отверстий используются на разных слоях проводящего материала, а затем соединяются. Микроотверстия, скрытые переходы и глухие переходы наиболее эффективно используются для снижения ненужной паразитной индуктивности и емкости. В связи с этим можно отметить одно ключевое замечание, заключающееся в том, что более короткая длина межсоединения снижает нежелательный импеданс шлейфа. Следовательно, пропускная способность по току повышена.

Вертикальное соединение переходных отверстий

Калькулятор ширины дорожки

В недавней статье Дугласа Брука и Йоханнеса Адама «Переходные отверстия круче, чем мы думаем» в журнале Signal Integrity Journal представлены некоторые экспериментальные результаты и соответствующие измеренные значения. В таблицах показано влияние температуры и ширины дорожки на пропускную способность по току .

По температуре методом моделирования
Ширина дорожки (мил)	Ток (A)	Температура трассы (℃)	Через температуру (℃)	Через T/Trace T
27	4,75	72,8	70,1	96,3
27	6,65	114,2	108,2	94,7
200	4,75	30,8	31,8	103,2
200	8,55	44,8	48,1	107,4

Результаты измерений переходных испытаний
Ширина трассы (мил)	Ток (А)	Температура трассы (℃)	Через температуру (℃)	Через T/Trace T
27	4,75	66	64,5	97,7
27	6,65	114	109	95. 6
200	4,75	30,5	31,5	103,3
200	8,55	40,5	44,5	109,9

Для сильноточных печатных плат расчет ширины дорожки имеет решающее значение. Из вышеприведенных таблиц мы можем оценить токопроводящую способность дорожки определенной ширины. Переходное отверстие считается медным цилиндром, а его окружность равна 2𝝅r или 𝝅d, где d — размер переходного отверстия. Окружность будет аналогична следу.

Калькулятор ширины трассы Sierra Circuits Калькулятор тока трассы Sierra 3-в-1

Sierra Circuits предоставляет калькулятор ширины трассы 3-в-1, который может рассчитать ширину трассы , количество тока трассы и повышение температуры . Меняя любые два параметра, можно получить значение третьего для заданной толщины трассы. Кроме того, он также может давать значения сопротивления постоянному току и падения напряжения на трассе заданной длины. Значения по умолчанию для длины дорожки и температуры окружающей среды составляют 1 дюйм и 25℃ соответственно. Значения могут быть изменены в соответствии с требованиями. Инструмент имеет гибкость использования различных единиц. 9Калькулятор ширины трассы 1167 Sierra Circuits основан на последнем стандарте IPC-2152.

 

 

Калькулятор пропускной способности переходного отверстия Sierra Circuits

В соответствии с IPC-2152 площади поперечного сечения переходного отверстия и дорожки должны быть одинаковыми. Факторы, ответственные за ток трассировки, также играют важную роль в определении промежуточного тока. Но мы знаем, что покрытие переходного отверстия отличается от покрытия дорожки. Следовательно, точность и мастерство имеют первостепенное значение при текущих расчетах, чтобы избежать ухудшения характеристик печатной платы.

Калькулятор сквозного тока

Компания Sierra Circuits выпустила калькулятор для расчета пропускной способности переходного тока и повышения температуры , чтобы помочь разработчикам создавать идеальные переходные отверстия для печатных плат. Этот инструмент определяет диаметр, пропускную способность по току и превышение температуры окружающей среды. Стандартные значения входных параметров, таких как высота и толщина покрытия переходного отверстия, доступны в разделе справки. Вы можете использовать разные единицы измерения для каждого параметра по своему усмотрению. Разработчики также могут найти здесь важные параметры, такие как сопротивление, падение напряжения и потери мощности для определенного номинального тока.

Другие факторы, влияющие на допустимую нагрузку по току

Из вышеприведенных фактов мы видим, что, в первую очередь, площадь поперечного сечения и температура являются факторами, определяющими пропускную способность по току. Но есть и другие элементы, которые могут повлиять на емкость.

• Переходные отверстия соединены с дорожками. Если дорожка недостаточно широка, всплеск тока может сжечь дорожку или переходное отверстие. Это происходит из-за неравномерной пайки, которая увеличивает площадь поперечного сечения при неизменной ширине дорожки.