Круг

Круг: технические характеристики, классификация и применение в электротехнике и кабельной промышленности

В контексте электротехнической и кабельной продукции термин «круг» обозначает проводник, преимущественно из меди или алюминия, имеющий сплошное круглое сечение. В отличие от гибких проводов, состоящих из множества тонких проволок, круг является монолитным проводником. Его ключевые параметры — номинальное сечение (в мм²) и диаметр (в мм), которые строго регламентированы национальными и международными стандартами. Круг служит основой для производства широкого спектра кабельно-проводниковой продукции: изолированных проводов, обмоточных проводов, жил силовых и контрольных кабелей, а также используется в качестве самостоятельного изделия — голого провода для воздушных линий электропередачи и неизолированного проводника для заземления.

Материалы изготовления и их свойства

Выбор материала для круглого проводника определяется требованиями к электропроводности, механической прочности, коррозионной стойкости, стоимости и условиям эксплуатации.

• Медь (Cu): Наиболее распространенный материал для высококачественных проводников. Обладает высокой электропроводностью (58-60 МСм/м), отличной пластичностью, хорошей коррозионной стойкостью и легко поддается пайке и сварке. Медный круг маркируется как ММ (мягкая медь) или МТ (твердая медь). Мягкая медь используется там, где важна гибкость при монтаже (например, в жилах кабелей), твердая — для воздушных линий, где требуется высокая механическая прочность.
• Алюминий (Al): Применяется в энергетике для изготовления голых проводов воздушных линий электропередачи (ВЛ) и в качестве жил в силовых кабелях. Основные преимущества — низкая плотность (легкость) и стоимость. Электропроводность алюминия примерно в 1.7 раза ниже, чем у меди (36-37 МСм/м), что требует увеличения сечения для обеспечения той же токовой нагрузки. Алюминий обладает склонностью к образованию оксидной пленки, ухудшающей контакт, и проявляет ползучесть (холодную текучесть), что требует специальных мер при монтаже контактных соединений (использование шайб-звездочек, переходных медно-алюминиевых наконечников).
• Алюминиевые сплавы (например, Al-Mg-Si): Используются для проводов воздушных линий, где требуется повышенная механическая прочность. Проводимость таких сплавов несколько ниже, чем у чистого алюминия.
• Биметалл (сталь-алюминий, сталь-медь): Круг может быть частью комбинированного проводника. Наиболее известный пример — сталеалюминевый провод (АС), где сердечник из стальных проволок окружен повивками алюминиевых проволок. Сталь обеспечивает высокую механическую прочность, алюминий — проводимость. Биметаллические луженые круглые проводники (медь-сталь) используются в линиях связи.

Ключевые технические параметры и стандартизация

Основным документом, регламентирующим ряд сечений круглых проводников в России и странах СНГ, является ГОСТ 22483-2012 «Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров. Основные параметры. Технические требования». Международным аналогом является стандарт IEC 60228.

Стандарт устанавливает:

• Ряд номинальных сечений: От 0.5 мм² до 2000 мм² и более. Наиболее распространенный ряд: 0.5; 0.75; 1.0; 1.5; 2.5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240 мм².
• Классы гибкости жил: Для круглых монолитных проводников определен класс 1. Это жесткие, негибкие проводники. Для сравнения, класс 5 — многопроволочные гибкие жилы, класс 6 — особо гибкие.
• Требования к электрическому сопротивлению: Указывается максимально допустимое сопротивление постоянному току на 1 км длины при температуре +20°C. Это критически важный параметр, определяющий потери энергии в проводнике.

Таблица 1. Сравнительные параметры медного и алюминиевого круга (по ГОСТ 22483-2012)

Номинальное сечение, мм²	Диаметр медной жилы, мм	Макс. сопротивление медной жилы (класс 1), Ом/км	Диаметр алюминиевой жилы, мм	Макс. сопротивление алюминиевой жилы (класс 1), Ом/км
1.5	1.38	12.1	1.38	20.0
2.5	1.78	7.41	1.78	12.2
4	2.25	4.61	2.25	7.59
6	2.76	3.08	2.76	5.06
10	3.57	1.83	3.57	3.01
16	4.51	1.15	4.51	1.89
25	5.64	0.727	5.64	1.20
35	6.68	0.524	6.68	0.864

Области применения круглых проводников

1. Голые провода для воздушных линий электропередачи (ВЛ)

Изготавливаются из алюминия, его сплавов или стали (сталеалюминиевые провода). Медные голые провода (М) применяются реже из-за высокой стоимости и дефицита меди. Круг в данном случае является основным элементом, скрученным в многопроволочную конструкцию для придания гибкости и прочности. Марки: А (алюминиевый), АС (сталеалюминиевый), ПС (стальной).

2. Кабельная продукция

• Силовые кабели с бумажной и пластмассовой изоляцией (например, АВВГ, ВВГ, NYM): Токопроводящие жилы сечением до 16-25 мм² часто выполняются однопроволочными (круг класса 1). Это обеспечивает жесткость, стабильность формы и удобство оконцевания.
• Контрольные кабели (КВВГ, АКВВГ): Жилы малых сечений (0.75-2.5 мм²) также часто выполняются в виде монолитного круга.
• Установочные провода (ПВ-1, ПВ-3): Провод ПВ-1 (однопроволочный) с монолитным круглым медным проводником в ПВХ изоляции предназначен для стационарной прокладки в электроустановках.

3. Обмоточные провода

Круглый проводник с эмалевой, волокнистой или комбинированной изоляцией, используемый для намотки катушек индуктивности, трансформаторов, электродвигателей, реле. Требует исключительной однородности диаметра и качества поверхности.

4. Заземляющие проводники и шины

Неизолированный медный или оцинкованный стальной круг используется в качестве заземляющих проводников, прокладываемых в земле или по конструкциям. Медный круг также применяется для изготовления шин заземления в электрощитовом оборудовании.

5. Арматура для СИП (самонесущего изолированного провода)

В системах СИП нулевая несущая жила часто представляет собой стальной оцинкованный круг, окруженный повивом алюминиевых проволок, что обеспечивает механическую прочность и проводимость.

Преимущества и недостатки монолитного круглого проводника

Преимущества:

• Простота оконцевания: Легко вставляется в клеммы, наконечники, не требует обжима гильзами для уплотнения (в отличие от многопроволочных жил).
• Меньшая склонность к окислению: Меньшая поверхность контакта с окружающей средой по сравнению с многопроволочной конструкцией того же сечения.
• Стабильность геометрии: Сохраняет форму при изгибе, что важно для монтажа в кабельные каналы, лотки.
• Относительно низкая стоимость изготовления: Процесс волочения и отжима проще, чем производство и скрутка множества тонких проволок.

Недостатки:

• Ограниченная гибкость: Основной недостаток. Жесткий провод сложно прокладывать в стесненных условиях, по сложным трассам с множеством изгибов. При частых перегибах может сломаться.
• Скин-эффект на высоких частотах: На высоких частотах ток вытесняется к поверхности проводника. Монолитный круг использует площадь сечения менее эффективно, чем полый проводник или проводник специальной формы, что приводит к увеличению активного сопротивления.
• Виброползучесть (для алюминия): Монолитный алюминиевый проводник под длительной механической нагрузкой (вибрация, растяжение) более склонен к необратимой деформации.

Вопросы выбора: круг vs. многопроволочная жила

Выбор между монолитным круглым проводником (класс 1) и многопроволочным гибким (классы 2-6) зависит от условий монтажа и эксплуатации.

Таблица 2. Критерии выбора типа проводника

Критерий	Монолитный круг (класс 1)	Многопроволочная гибкая жила (класс 5/6)
Тип монтажа	Стационарная прокладка, прямые трассы, монтаж в трубы и каналы.	Сложные трассы, частые изгибы, подключение к подвижным или вибрирующим элементам, временные установки.
Сечение	Предпочтительно до 16-25 мм² для меди, до 50 мм² для алюминия.	Любое, особенно актуально для больших сечений (от 50 мм²), где монолитный провод становится крайне жестким.
Оконцевание	Прямое подключение к винтовым клеммам.	Требует обязательного обжатия наконечниками (гильзами) НШВИ, НКИ и т.п. для предотвращения обламывания отдельных проволок.
Стоимость монтажа	Ниже (не нужны наконечники, проще укладка).	Выше (стоимость наконечников, трудозатраты на опрессовку).
Стойкость к вибрации	Ниже.	Выше.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Вопрос 1: Как правильно перевести сечение круга, указанное в мм², в диаметр в мм?

Диаметр (d) рассчитывается по формуле площади круга: S = πd²/4. Следовательно, d = √(4S/π). Например, для сечения 2.5 мм²: d = √(4

• 2.5 / 3.1416) = √(3.183) ≈ 1.78 мм. Фактический диаметр всегда должен соответствовать ГОСТ.

Вопрос 2: Почему для одного и того же сечения кабеля в одних случаях жила монолитная, а в других — многопроволочная?

Это определяется конструкцией кабеля и областью его применения, которая прописывается в ТУ или ГОСТ. Например, кабель ВВГ-П (плоский) с сечением жил до 16 мм² часто имеет монолитные жилы для жесткости. Кабель КГ (гибкий) того же сечения всегда имеет многопроволочные жилы для обеспечения гибкости.

Вопрос 3: Можно ли использовать монолитный алюминиевый круг для монтажа домашней электропроводки?

Согласно действующим ПУЭ (7 издание, п. 7.1.34), внутри жилых и общественных здаений следует применять кабели и провода с медными жилами. Использование алюминиевых проводников сечением менее 16 мм² для монтажа групповых линий освещения и розеток запрещено из-за их механических и электротехнических недостатков (хрупкость, ползучесть, высокое переходное сопротивление в контактах).

Вопрос 4: Как влияет температура на сопротивление круглого проводника?

Сопротивление проводника изменяется с температурой по закону: R_t = R₂₀ [1 + α (t — 20)], где R₂₀ — сопротивление при 20°C, α — температурный коэффициент сопротивления (для меди ~0.004 1/°C, для алюминия ~0.004 1/°C). При нагреве сопротивление увеличивается, что приводит к росту потерь мощности. Это критично важно при расчете токовой нагрузки кабеля.

Вопрос 5: Что такое «калиброванный круг» и где он применяется?

Калиброванный круг — это проводник с повышенной точностью диаметра (допуски могут быть в пределах ±0.01 мм) и высоким качеством поверхности. Он используется в ответственных применениях: обмоточные провода, проводники для высокочастотных применений, производство термопар, элементы вакуумных систем.

Заключение

Круглый монолитный проводник является фундаментальным элементом в электротехнике и кабельной промышленности. Его применение, от магистральных воздушных линий до стационарной внутренней разводки, основывается на четком понимании его физических, механических и электрических характеристик. Правильный выбор между монолитным и гибким проводником, корректный подбор сечения и материала напрямую влияют на надежность, экономичность и безопасность работы электроустановки. Соблюдение требований стандартов (ГОСТ, IEC) и правил устройства электроустановок (ПУЭ) при работе с круглыми проводниками является обязательным условием для любого профессионального проектировщика, монтажника или энергетика.