Круг диаметром 8 мм

Круг диаметром 8 мм в электротехнике и кабельной промышленности: материалы, стандарты, применение

В электротехнической и кабельной отрасли круг диаметром 8 мм является одним из ключевых стандартных размеров для токопроводящих жил, шин, заземляющих проводников и механических элементов конструкций. Данный диаметр регламентирован национальными и международными стандартами и находит применение в широком спектре оборудования и систем. Точное соответствие геометрическим и электрическим параметрам критически важно для обеспечения надежности, безопасности и эффективности энергетических объектов.

Материалы изготовления и их характеристики

Круг диаметром 8 мм изготавливается из различных материалов, выбор которых определяется функциональным назначением.

• Медь (марки М1, М1М, М2, М3 по ГОСТ 859-2014): Наиболее распространенный материал для токоведущих частей. Круг 8 мм из меди обладает высокой электропроводностью (не менее 57 м/(Ом·мм²) для М1), отличной пластичностью и коррозионной стойкостью. Применяется в качестве гибких шин, перемычек, выводов в силовых трансформаторах, высоковольтном оборудовании, сборных шинах распределительных устройств (РУ) на небольшие токи, а также как основа для последующего волочения в провод.
• Алюминий (марки АД0, АД1, АД00 по ГОСТ 13843-78): Используется в качестве материала для шин, заземляющих проводников и токопроводов, где важна легкость и стоимость. Электропроводность алюминиевого круга 8 мм составляет примерно 61% от проводимости меди (35-37 м/(Ом·мм²)). Механическая прочность ниже, чем у меди, требуется применение специальных контактных смазок и наконечников для соединений.
• Сталь (углеродистая, оцинкованная, нержавеющая): Круг 8 мм из стали применяется для механических элементов (шпильки, оси, крепеж), армирования, а также в качестве материала для заземляющих электродов и шин, где основная функция – механическая прочность или стойкость к коррозии при умеренных требованиях к проводимости.
• Латунь и бронза: Используются для изготовления контактных деталей, клемм, пружинящих элементов, работающих в условиях повышенной влажности или требующих сочетания проводимости и износостойкости.

Основные стандарты и нормативные требования

Производство и применение круга диаметром 8 мм регулируется рядом стандартов, устанавливающих требования к химическому составу, механическим свойствам, допускам по размерам и состоянию поверхности.

Материал	Основной стандарт (ГОСТ)	Допуск по диаметру (класс точности)	Состояние поставки
Медь	ГОСТ 1535-2016 (Прутки медные)	±0.1 мм (повышенной), ±0.2 мм (нормальной) точности	Холоднотянутый (твердый, полутвердый), горячепрессованный (мягкий)
Алюминий	ГОСТ 13843-78 (Прутки алюминиевые)	±0.15 мм (нормальной точности для 6-10 мм)	Холоднотянутый (твердый, полутвердый), прессованный (мягкий)
Сталь круглая	ГОСТ 2590-2006 (Прокат стальной горячекатаный круглый)	±0.3 мм (для диаметров 6-10 мм, класс точности обычный)	Горячекатаный, калиброванный

Электрические параметры и расчетные характеристики

Для токопроводящего круга 8 мм ключевыми являются параметры, определяющие его способность проводить электрический ток без перегрева.

Площадь поперечного сечения (S): Рассчитывается по формуле S = πd²/4. Для диаметра 8 мм (0.008 м) площадь составляет S = 3.1416

• (0.008)² / 4 ≈ 5.027e-5 м² или 50.27 мм². Это базовый параметр для всех последующих электрических расчетов.

Электрическое сопротивление постоянному току (R): Определяется по формуле R = ρ

• L / S, где ρ – удельное сопротивление материала, L – длина проводника, S – площадь сечения.

Материал (марка)	Удельное сопротивление при 20°C, ρ (Ом·мм²/м)	Сопротивление 1 метра круга 8 мм (50.27 мм²) при 20°C, Ом/м	Допустимый длительный ток (условно, для шины на открытом воздухе, ~60°C нагрев)
Медь (М1)	0.01724	0.000343	~190-220 А
Алюминий (АД0)	0.0280	0.000557	~150-180 А
Сталь (углеродистая)	0.13-0.25	0.00259 — 0.00497	~60-80 А (ограничено нагревом)

*Точный допустимый ток зависит от условий прокладки (открытый воздух, в трубе, пучок), допустимого перегрева, класса изоляции и регламентируется ПУЭ, ГОСТ Р 50571, IEC 60364.

Области применения в электротехнике и энергетике

• Шинопроводы и распределительные устройства (РУ): Медный или алюминиевый круг 8 мм может использоваться в качестве сборных шин в низковольтных комплектных устройствах (НКУ) на номинальные токи до 250 А, а также для изготовления ответвлений от основных шин. В высоковольтных РУ (до 35 кВ) применяется для токопроводящих элементов измерительных трансформаторов, разрядников, соединений между элементами ячеек.
• Заземляющие устройства: Стальной оцинкованный круг 8 мм (реже – медный) используется в качестве вертикальных или горизонтальных заземлителей в контуре заземления подстанций, опор ВЛ. Требования к минимальным сечениям регламентированы ПУЭ гл.1.7 (для стали в земле – не менее 10 мм² по сечению, 8 мм соответствует ~50.3 мм², что допустимо для неагрессивных грунтов).
• Кабельная продукция: Медный круг 8 мм служит заготовкой (катанкой) для последующего волочения до нужного диаметра проволоки, которая затем скручивается в жилы силовых или кабелей связи. Также может являться монолитной токопроводящей жилой кабеля сечением 50 мм².
• Обмотки и выводы электрических машин: В трансформаторах, реакторах, крупных электрических машинах круг 8 мм из меди или алюминия может использоваться для изготовления обмоток (особенно для низковольтных вентильных обмоток) или силовых выводов.
• Контактные соединения и перемычки: Гибкие перемычки (например, для соединения заземляющих шин с оборудованием), элементы контактных систем (ножи, штыри) часто изготавливаются из прутка 8 мм.
• Армирование и конструкционные элементы: Стальной круг 8 мм применяется для изготовления шпилек, болтов, стоек, каркасов в электротехнических шкафах, щитах, опорных конструкциях.

Особенности монтажа и обработки

Работа с кругом диаметром 8 мм требует соблюдения технологических норм.

• Резка: Выполняется ножовкой, болгаркой с отрезным диском, гильотинными ножницами для прутка или специальными станками. Для меди и алюминия важно избегать деформации среза.
• Гибка: Производится с помощью ручных или механических трубогибов. Минимальный радиус изгиба для медного и алюминиевого круга в состоянии поставки «мягкий» составляет примерно 2-3 диаметра (16-24 мм), для «твердого» состояния – больше. Нарушение радиуса может привести к излому или снижению механической прочности.
• Соединение:
  • Болтовое: Наиболее распространенный метод. Для обеспечения надежного электрического контакта необходимо использовать соответствующие наконечники (опрессовка или пайка/сварка), шайбы, гроверы и контргайки. Поверхности под контакт должны быть зачищены до металлического блеска и обработаны контактной смазкой (для алюминия – обязательно, для меди – рекомендуется).
  • Сварка: Для меди применяется аргонодуговая сварка, для алюминия – аналогично, для стали – дуговая сварка. Требует высокой квалификации исполнителя.
  • Пайка: Применима для меди и ее сплавов. Используется для создания неразъемных соединений с низким переходным сопротивлением.
• Защита от коррозии: Медные шины часто оставляют без покрытия (окисная пленка обладает слабой проводимостью, но защищает основной металл). Алюминиевые шины могут анодировать. Стальные элементы, используемые на открытом воздухе или в земле, должны иметь цинковое или иное антикоррозионное покрытие.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается круг 8 мм от проволоки или прутка того же диаметра?

Терминология часто пересекается. Как правило, «круг» – это сортовой прокат, поставляемый в прутках или бухтах, с поверхностью, соответствующей стандартам на прокат (ГОСТ 2590, 1535). «Пруток» часто синоним круга. «Проволока» обычно подразумевает материал, полученный многократным волочением, с более высокими требованиями к точности диаметра, состоянию поверхности и механическим свойствам (твердость, предел прочности). Для электрических расчетов ключевым является площадь сечения, а не название формы поставки.

Можно ли использовать стальной круг 8 мм в качестве основного проводника заземления?

Да, можно, но с учетом требований ПУЭ, гл. 1.7. Для заземлителей в земле сечение стального круглого проводника должно быть не менее 100 мм² (диаметр ~11.3 мм) при использовании в качестве протяженного горизонтального заземлителя в сильноагрессивных грунтах. В обычных грунтах и для вертикальных электродов допускается 50 мм² (диаметр 8 мм). Однако, из-за высокого удельного сопротивления стали, общее сопротивление заземляющего устройства может быть высоким, и потребуется большее количество электродов. Предпочтение отдается оцинкованной или омедненной стали.

Как правильно рассчитать падение напряжения на шине из круга 8 мм длиной 10 метров при токе 200 А?

Для медной шины (ρ = 0.01724 Ом·мм²/м, S = 50.27 мм²). Сопротивление одной жилы: R = ρ L / S = 0.01724 10 / 50.27 ≈ 0.00343 Ом. Падение напряжения на линии (два провода: фазный и нулевой) при постоянном или однофазном токе: ΔU = 2 I R = 2 200 0.00343 ≈ 1.37 В. Для трехфазной сети формула иная: ΔU = √3 I R

• cosφ. Данное падение необходимо проверить на соответствие нормам (обычно не более 5% от номинального напряжения).

Какие существуют альтернативы цельнометаллическому кругу 8 мм для передачи больших токов?

При токах свыше 250-300 А нагрев круглой шины 8 мм может стать чрезмерным. Альтернативами являются:

1. Прямоугольная шина (например, 20х3 мм, S=60 мм²) – имеет лучшее охлаждение из-за большей поверхности при близком сечении.
2. Два или более параллельных проводника круглого или прямоугольного сечения.
3. Гибкий провод (многопроволочная жила) того же сечения, что обеспечивает лучшую стойкость к вибрациям и удобство монтажа.
4. Трубчатый проводник – при равном сечении имеет еще большую поверхность охлаждения и экономию металла.

Выбор зависит от условий прокладки, требуемой гибкости, стоимости и допустимого нагрева.

Как маркируется и идентифицируется круг 8 мм при закупке?

В заявке или спецификации необходимо указывать:

• Наименование изделия (пруток круглый, круг).
• Материал и его марку (Медь М1, Алюминий АД0, Сталь 20, Ст3).
• Диаметр в мм (8 мм) и класс точности.
• Состояние поставки (твердый, мягкий, горячекатаный).
• Стандарт (ГОСТ 1535-2016, ГОСТ 13843-78 и т.д.).
• Длину прутков или наличие в бухте.
• Для стали – тип покрытия (оцинкованный, омедненный).

Пример: «Пруток медный круглый М1, диаметр 8.0 мм, повышенная точность, твердое состояние, ГОСТ 1535-2016, длина 3 м.»