Waarnemen en meten van elektriciteitsdraden met digitale microscopen
Elektriciteitsdraad is een algemene term voor metaaldraden waardoor een elektrische stroom en signalen kunnen worden verzonden. Elektriciteitsdraden kunnen al naargelang het beoogde gebruik hoogspanningskabels en communicatiekabels zijn. Dit gedeelte geeft een overzicht van elektriciteitsdraden en bevat voorbeelden van hoe die draden met een digitale microscoop kunnen worden waargenomen en gemeten.
- Verschillen tussen elektriciteitsdraden en stroomkabels
- Geleidende materialen en de eigenschappen van die materialen
- Verschillen in voorschriften voor dwarsdoorsneden van elektriciteitsdraden tussen Japan en de Verenigde Staten
- Dwarsdoorsneden van en toelaatbare stroom in elektriciteitsdraden
- Voorbeelden van het waarnemen en meten van elektriciteitsdraden met digitale microscopen
Verschillen tussen elektriciteitsdraden en stroomkabels
Elektriciteitsdraad is een algemene term voor metaaldraden die elektriciteit geleiden. Sommige draden worden op basis van structurele verschillen kabels genoemd.
- Elektriciteitsdraad (geïsoleerde draad)
- Een elektriciteitsdraad is een geleider waardoor elektriciteit gaat en die bedekt is met isolatiemateriaal waardoor geen elektriciteit gaat.
- Kabel
- Een kabel is een bundel elektriciteitsdraden met een isolerende buitenmantel.
- A: Geleider
- B: Insulator
- C: Mantel
- D: Opvulmateriaal
- E: Bindtape
Geleidende materialen en de eigenschappen van die materialen
Bijna alle geleiders die worden gebruikt voor elektriciteitsdraden en stroomkabels, zijn gemaakt van koper of aluminium.
Zilver en goud zijn alleen op basis van geleidbaarheid eveneens geschikte materialen. Deze materialen worden echter zelden gebruikt omdat ze kostbaar zijn.
| Materiaal | Geleidbaarheid (% conform de International Annealed Copper Standard (IACS)) | Weerstand (10-6 Ωm) |
|---|---|---|
| Ag (zilver) | 106,4 | 0,0162 |
| Cu (koper) | 100 | 0,0172 |
| Au (goud) | 71,8 | 0,024 |
| Aluminium (Al) | 61,7 | 0,0275 |
Eigenschappen van koper en aluminium
Geleiders van koper en aluminium die worden gebruikt voor elektriciteitsdraden en stroomkabels, hebben de volgende eigenschappen.
- Koper
-
- Koper geleidt elektriciteit heel gemakkelijk door de zeer hoge geleidbaarheid van koper.
- Koper oxideert in feite niet in droge lucht bij kamertemperatuur.
- Koper wordt over het algemeen gebruikt als geleider in veelgebruikte kabels.
- Aluminium
-
- De dichtheid van aluminium is lager dan van koper, met een gewicht van een derde van die van koper. Dit lichte materiaal is zeer geschikt voor toepassingen over lange afstanden zoals hoogspanningskabels.
- Bij oxidatie van aluminium is het oppervlak bedekt met een aluminiumoxide laag, die bestand is tegen corrosie.
- Aluminium is goedkoop en verkrijgbaar voor ongeveer een derde tot de helft van de prijs van koper.
Verschillen in voorschriften voor dwarsdoorsneden van elektriciteitsdraden tussen Japan en de Verenigde Staten
In Japan ligt de dwarsdoorsnede van elektriciteitsdraden (gevlochten draden) vast in de Japanese Industrial Standards (JIS). De eenheid is SQ, die voortkomt uit een Engelse maat voor dwarsdoorsnede, de vierkante millimeter. Bij de UL-normen in de Verenigde Staten wordt de Amerikaanse draaddikte (AWG) aangehouden. Zie de volgende tabel voor de conversies tussen AWG (UL) en SQ (JIS).
| Draaddikte (UL-normen) | Buitendiameter (mm) | Doorsnedegebied (mm2) | Overeenkomende SQ-maat (JIS) |
|---|---|---|---|
| AWG 4/0 | 11,68 mm | 107,2 mm2 | 100 SQ |
| AWG 3/0 | 10,40 mm | 85,03 mm2 | 80 SQ |
| AWG 2/0 | 9,266 mm | 67,42 mm2 | 60 SQ |
| AWG 1/0 | 8,254 mm | 53,49 mm2 | 60 SQ |
| AWG 1 | 7,348 mm | 42,41 mm2 | 38 SQ |
| AWG 2 | 6,543 mm | 33,63 mm2 | 38 SQ |
| AWG 4 | 5,189 mm | 21,15 mm2 | 22 SQ |
| AWG 6 | 4,115 mm | 13,30 mm2 | 14 SQ |
| AWG 8 | 3,264 mm | 8,37 mm2 | 8 SQ |
| AWG 10 | 2,588 mm | 5,26 mm2 | 5,5 SQ |
| AWG 12 | 2,052 mm | 3,31 mm2 | 3,5 SQ |
| AWG 14 | 1,628 mm | 2,08 mm2 | 2 SQ |
| AWG 16 | 1,290 mm | 1,31 mm2 | 1,25 SQ |
| AWG 18 | 1,024 mm | 0,823 mm2 | 0,75 SQ |
| AWG 20 | 0,8128 mm | 0,519 mm2 | 0,5 SQ |
| AWG 22 | 0,6426 mm | 0,324 mm2 | 0,3 SQ |
| AWG 24 | 0,5105 mm | 0,205 mm2 | 0,2 SQ |
| AWG 26 | 0,4039 mm | 0,128 mm2 | 0,12 SQ |
| AWG 28 | 0,3200 mm | 0,0804 mm2 | 0,08 SQ |
| AWG 30 | 0,2540 mm | 0,0507 mm2 | 0,05 SQ |
Dwarsdoorsneden van en toelaatbare stroom in elektriciteitsdraden
Hoe groter de dwarsdoorsnede van een elektriciteitsraad, hoe hoger de toelaatbare stroom.
In de volgende tabel staat de toelaatbare stroom voor gewone koperdraden.
| Diameter (mm) | Toelaatbare stroom (A) |
|---|---|
| 1 mm | 16 |
| 1,2 mm | 19 |
| 1,6 mm | 27 |
| 2 mm | 35 |
| 2,6 mm | 48 |
| 3,2 mm | 62 |
| 4 mm | 81 |
| 5 mm | 107 |
| Doorsnedegebied (mm2) | Toelaatbare stroom (A) |
|---|---|
| 0,9 | 17 |
| 1,25 | 19 |
| 2 | 27 |
| 3,5 | 37 |
| 5,5 | 49 |
| 8 | 61 |
| 14 | 88 |
| 30 | 139 |
| 50 | 190 |
| 100 | 298 |
| 200 | 469 |
| 400 | 745 |
| 600 | 930 |
| 800 | 1080 |
| 1000 | 1260 |
Voorbeelden van het waarnemen en meten van elektriciteitsdraden met digitale microscopen
Dit zijn de nieuwste voorbeelden van het waarnemen en meten van elektriciteitsdraden met de 4K digitale microscoop van KEYENCE uit de VHX-reeks.
Dankzij het diffuse hulpstuk kan er zonder schittering worden waargenomen.
Onder: normaal beeld, Boven: dieptecompositie + HDR-beeld
De HDR-functie maakt gedetailleerde waarneming van dwarsdoorsneden van kabels mogelijk.
Normaal beeld
Beeld in de Optical Shadow Effect-modus
Met de 3D-functie voor dieptecompositie kunnen defecte vormen nauwkeurig worden waargenomen.
Het lasmetaal dat boven het oppervlak uitsteekt, kan worden gekwantificeerd met behulp van de 3D-meetfunctie, waarmee een nauwkeurig OK-/NG-oordeel mogelijk is.
Beeld van automatische gebiedsmeting
Verschillen in de staat van oppervlakken veroorzaakt door verschillen in materialen en productieomstandigheden kunnen worden gevisualiseerd met behulp van de 3D-functie voor dieptecompositie.
