Как подобрать сечение кабеля по мощности?
При планировании своего СТО или модернизации гаража очень важно продумать как вы подключите оборудование для автосервиса к электросети. Ведь от материала и величины сечения кабеля зависит какие нагрузки сможет выдерживать Ваша сеть, а соответственно какое количество оборудования можно будет подключить и включать одновременно. Ведь в случае неправильно подобранного сечения кабеля по мощности, велика вероятность того, что провода перегорят или будет постоянно «выбивать» автоматы.
Во-первых, необходимо определить общую потребляемую мощность оборудования, которое будет подключатся к кабелю. Для этого необходимо составить перечень всех электроприборов, не забыть учесть возможность расширения и выписать их мощности. Производители всегда крепят бирку с основными характеристиками, именно на этой бирке указана мощность. Бирка находится на самом оборудовании, на его двигателе или в инструкции к прибору.
Мощность прибора измеряется в Ваттax (Вт, W) или в килоВаттax (кВт, kW).
На рисунках приведены примеры расположения и внешнего вида бирок двигателей подъемника автомобильного 2-х стоечного 3,5т 380В TLT-235SB-380 LAUNCH и шиномонтажного стенда LC887E 380V BRIGHT, на которых наглядно видно, как заводы изготовители профессионального оборудования для автосервисов прописывают характеристики.
Просуммировав показания всего оборудования, Вы получите общую мощность, потребляемую в автосервисе, которую необходимо умножить на коэффициент одновременности. Продумайте сколько приборов будет работать одновременно. Если это будет 80% приборов, то коэффициент одновременности для Вашего случая будет соответствовать 0,8.
В таблице находите столбец с соответствующим материалом жилы и напряжением в сети Вашего сервиса и ищете значение мощности (кВт) максимально близкое к полученному в расчете.
Необходимое Вам сечение жилы будет в той же строчке что и мощность.
Расчет сечения кабеля по мощности, материалу проводника и длине кабеля
Проектируя монтаж электропроводки часто и обоснованно возникает вопрос, какое сечение кабеля нужно использовать для подключения потребителя? Обычно для монтажа электропроводки используют кабель ВВГ либо провода ПВС или ШВВП. Но по сути тип кабеля не имеет принципиального значения, важнее всего определить какую максимальную мощность потребления будет поддерживать построенная сеть.
Правильно сделать расчет сечения кабеля
Кажется, что подобный расчет, эта задача сложная и решение ее под силу только «профи», хотим Вас заверить нет! Все просто, если придерживаться методики расчета, которую ниже мы приведем.
В начале проводится расчет суммарного потребления в доме, квартире, помещении. Все электроприборы потребляют определенное количество электричества (эквивалент мощности), измеряемого в Ваттах.
Ниже в таблице доступно представлены основные бытовые приборы и их средняя потребляемая мощность.
Теперь дело за малым, просуммировать величину потребления всех приборов на объекте и получить общее потребление для сечения основного подающего кабеля:
Pобщ = (Р1 + Р2 + Р3+ Pn) * 0.8
Коэффициент 0.8 учитывает, что обычно не более 80% приборов одновременно будут включаться на длительное время. Но при расчете максимальных нагрузок конечно лучше брать все 100% мощности.
Далее следует понимать, что кабель определенного сечения может «прокачать» только ту мощность, на которую он рассчитан.
Значения сечений кабеля приведены в таблице:
| Сечение жилы, кв.мм. | Медные провода | Алюминиевые провода | ||||||
| Напряжение, 220В | Напряжение, 380В | Напряжение, 220В | Напряжение, 380В | |||||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| 1.5 | 19 | 4.1 | 16 | 10.5 | — | — | — | — |
2. 5 |
27 | 5.9 | 25 | 16.5 | 20 | 4.4 | 19 | |
| 4 | 38 | 8.3 | 30 | 19.8 | 28 | 6.1 | 23 | 15.1 |
| 6 | 46 | 10.1 | 40 | 26.4 | 36 | 7.9 | 30 | 19.8 |
| 10 | 70 | 15.4 | 50 | 33.0 | 50 | 11.0 | 39 | 25.7 |
| 16 | 85 | 18.7 | 75 | 49.5 | 60 | 13.2 | 55 | 36.3 |
| 25 | 115 | 25.3 | 90 | 59.4 | 85 | 18.7 | 70 | 46.2 |
| 35 | 135 | 29. 7 |
115 | 75.9 | 100 | 22.0 | 85 | 56.1 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95.7 | 135 | 29.7 | 110 | 72.6 |
| 70 | 215 | 47.3 | 118.8 | 165 | 36.3 | 140 | 92.4 | |
| 95 | 260 | 57.2 | 220 | 145.2 | 200 | 44.0 | 170 | 112.2 |
| 120 | 300 | 66.0 | 260 | 171.6 | 230 | 50.6 | 200 | 132.0 |
Для простоты понимания вопроса приведем пример расчета сечения кабеля ввода в дачный домик.
Все электроприборы потянут на себя потребление порядка 11,6 кВт.
Как видно, приближенное вычисление сечения основного кабеля нагрузки по общей мощности вычисляется довольно просто.
Аналогичным, но более точным и глубоким для понимания является метод вычисления расчетного сечения по токовой нагрузке. Определив общую мощность потребления переходим к вычислению силы тока потребителей по нижеприведенной формуле:
Для сети 220В: I = P / U * cosφ , для трехфазной сети 380В: I = P / U * cosφ * 1.73
где, Р – наша мощность потребления
cosφ – коэффициент мощности. Точное значение коэффициента, это предмет отдельного детального рассмотрения, но в современных реалиях, в подавляющем количестве случаев, за основу можно смело брать 0.95. Подставив все значения и рассчитав силу тока потребления, снова обращаемся к таблице, и определяем соответствующее сечение, заодно перепроверив предыдущие расчеты по мощности.
Этот алгоритм более точное и надежное решением при выборе сечения кабеля. Полученное значение нужно снова светить с данными из таблицы:
На внутренней разводке электропроводки после основного несущего кабеля конечно можно и нужно сэкономить. Расчет по отдельным потребительским (розеточным) группам не отличается от общего, с той лишь разницей, что потребительская мощность на отдельную группу скорее всего будет значительно ниже, а значит и необходимое сечение кабеля тоже будет меньше. Главное, чтоб сумма отдельных потребительских мощностей не превышала расчетную общую мощность для основного подающего кабеля.
В отдельных случаях надо рассчитать сечения кабеля по длине.
Важность этого вопроса объясняется тем, что с увеличением расстояния в кабеле будут нарастать неизбежные потери, связанные с сопротивлением материала токопроводящей жилы. И на больших расстояниях потери настолько значительные, что стандартный расчет соотношения сечения кабеля к токовым нагрузкам уже не подходит.
Правило выбора сечения в этом случае дополняется условием – если потери превышают 5%, то следует увеличить сечение кабеля.
Метод расчета частично использует формулы, приведенные выше.
Используем уже рассчитанные — суммарную мощность всех потребителей и токовую нагрузку в Амперах. После чего рассчитываем сопротивление электропроводки по формуле:
R = (p * L) / S
где, p – удельное сопротивление проводника, берется из соответствующей таблицы:
После чего рассчитываем потери напряжения:
Uпотерь = Iнагрузки * Rкабеля
Fпотерь = ( Uпотерь / Uном ) * 100%
Полученное значение анализируется, если оно меньше 5% — сечение выбрано правильно. Иначе берем кабель на размер больше.
Расчет сечения кабеля по длине в обязательном порядке проводится при подключении потребителей на большом расстоянии.
Иначе можно подключить кабель, а на выходе из-за высоких потерь оборудование просто может не запуститься, по причине низкого уровня напряжения.
Пока мы описывали все нюансы расчетов определения сечения кабеля по мощности, токовой нагрузке, материалу проводника и длине, пришло осознание, что хоть расчет и не очень сложен, но в процессе нужно просмотреть и перепроверить много таблиц для получения правильного результата. И что было бы удобно иметь под рукой быстрый инструмент подобных расчетов. Поэтому мы решили разработать специальный калькулятор расчета сечения кабеля, который принимает и учитывает в расчетах все вышеперечисленные нюансы. Теперь есть выбор, просчитать с помощью калькулятора либо чуть медленнее самостоятельно. В любом случае вы точно знаете как это работает.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Расчет сечения кабеля по току, как правило, встречается на порядок реже, чем тот же расчет сечения кабеля по мощности или такой метод, как расчет сечения кабеля по планируемой нагрузке.
Несмотря на это, стоит уделить особое внимание данному методу, так как иногда появляются ситуации, когда осуществить расчет сечения кабеля по току – это единственная возможность избежать проблем, которые могут возникнуть с электропроводкой в будущем. Итак, какие могут возникнуть ситуации?
Например, есть электроприбор, но нет соответствующей документации, а также нет специальной таблички по мощности или она не читается. Кроме того, очень часто бывает ситуация, когда среди большого количества цифр, которые стерлись, хорошо видно только показатель тока. Вот именно тут и придет на помощь данный метод расчета.
Еще одной ситуацией, когда может потребоваться подобный метод, является случай, когда нет ничего, кроме такого устройства, как предохранитель, расположенный в специальном гнезде. Как правило, около него есть надпись значения номинального или максимального тока. Также значение силы тока можно прочитать на самом предохранителе. Возможны и иные, не менее сложные ситуации, когда из всех требуемых для вычисления показателей имеется только сила тока и параметры мощности прибора.
Что можно сделать в каждой из ситуаций, будет написано ниже.
При выяснении точных показателей силы тока, достаточно просто следовать таблице выбора кабеля по сечению. При этом стоит опираться на ближайшее подходящее значение алюминиевого или медного кабеля. В случае, если известны показатели мощности, но нет больше ничего, прежде чем произвести вычисление по формуле, требуется удостовериться в точности показателей этого значения или потребляемого тока. Для осуществления расчетов следует пользоваться формулой I = P/U·cosφ. Здесь под буквенными значения подразумеваются такие показатели, как P — это общая суммарная мощность, (Вт), I — сила тока, (А), cosφ – представляет собой коэффициент, который равен 1, то только если сети относятся к бытовым. И последний параметр U – показывает напряжение в сети, (В).
Подводя итог, можно отметить, что для включения особого однофазного двигателя с показателями мощности в 2 кВт, потребуется подобрать кабель или провод, которые в состоянии долгое время, при этом без перегрева поддерживать нагрузку в 2000 Вт / 220 В = 9,1 А.
Как правило, это может быть медный кабель из качественной меди, с сечением от 1 мм. или алюминиевый кабель, у которого сечение составляет 1,5 мм.
Данный метод считается упрощенной схемой расчета, так как в обязательном порядке должна быть учтена длина линии и иные многочисленные факторы, которые более-менее подробно описаны в специальном разделе «Выбор сечения кабеля». Кроме того, очень часто проведение расчета требуется проводить не для одного только прибора, но для целой определенной группы. Именно по этой причине, прежде чем сделать выбор в том или ином отдельном случае, необходимо учесть все требования ПУЭ, то есть установленные на международном уровне прокладки и коммутации проводов и кабелей, а также не мене важно учесть возможность наращивания показателей нагрузки.
Токовые нагрузки по сечению кабеля: таблицы сечений медных проводников
Стандартная квартирная электропроводка рассчитывается на максимальный ток потребления при длительной нагрузке 25 ампер
(на такую силу тока выбирается и автоматический выключатель, который устанавливается на вводе проводов в квартиру)
выполняется медным проводом сечением 4,0 мм2, что соответствует диаметру провода 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт
.
Согласно требований п 7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм2,
что соответствует диаметру проводника 1,8 мм и силе тока нагрузки 16 А. К такой электропроводке можно подключать электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт.
Что такое сечение провода и как его определить
Чтобы увидеть сечение провода достаточно его перерезать поперек и посмотреть на срез с торца. Площадь среза и есть сечение провода.
Чем оно больше, тем большую силу тока может передать провод.
Как видно из формулы, сечение провода легко вычислить по его диаметру. Достаточно величину диаметра жилы провода умножить саму на себя и на 0,785. Для вычисления сечения многожильного провода нужно вычислить сечение одной жилы и умножить на их количество.
Диаметр проводника можно определить с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм или микрометра с точностью до 0,01 мм. Если нет под рукой приборов, то в таком случае выручит обыкновенная линейка.
Формула расчета
Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:
D – диаметр жилы.
Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.
Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.
Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:
D – диаметр жилы;
а – количество проволок в жиле.
При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:
L – длина намотки проволоки;
N – число полных витков.
Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.
Выбор сечения медного провода электропроводки по силе тока
Величина электрического тока обозначается буквой «А
» и измеряется в Амперах. При выборе действует простое правило,
чем сечение провода больше, тем лучше, по этому округляют результат в большую сторону.
| Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода в зависимости от силы тока | ||||||||||||||
| Максимальный ток, А | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | 40,0 | 50,0 | 63,0 |
| Стандартное сечение, мм2 | 0,35 | 0,35 | 0,50 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 |
| Диаметр, мм | 0,67 | 0,67 | 0,80 | 0,98 | 1,1 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 3,2 | 3,6 |
Приведенные мною данные в таблице основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки при самых неблагоприятных условиях ее прокладки и эксплуатации.
При выборе сечения провода по величине тока не имеет значение, переменный это ток или постоянный. Не имеют значения также величина и частота напряжения в электропроводке, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, летательного аппарата на 115 В частотой 400 Гц, электропроводка 220 В или 380 В частотой 50 Гц, высоковольтная линия электропередачи на 10000 В.
Если неизвестен ток потребления электроприбором, но известны напряжение питания и мощность, то рассчитать ток можно с помощью приведенного ниже онлайн калькулятора.
| Онлайн калькулятор для определения силы тока по потребляемой мощности | |
| Потребляемая мощность, Вт: | |
| Напряжение питания, В: | |
Следует отметить, что на частотах более 100 Гц в проводах при протекании электрического тока начинает проявляться скин-эффект, заключающийся в том, что с увеличением частоты ток начинает «прижиматься» к внешней поверхности провода и фактическое сечение провода уменьшается.
Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей выполняется по другим законам.
Сечение проводов для разных условий эксплуатации
Сечения проводов удобно измерять в квадратных миллиметрах. Если грубо оценивать допустимый ток, мм2 медного провода пропускает через себя 10 А, при этом не перегреваясь.
В кабеле соседние провода греют друг друга, поэтому для него надо выбирать толщину жилы по таблицам или с поправкой. Кроме того, размеры берут с небольшим запасом в сторону увеличения, а после выбирают из стандартного ряда.
Проводка может быть открытой и скрытой. В первом варианте она прокладывается снаружи по поверхностям, в трубах или в кабель-каналах. Скрытая проходит под штукатуркой, в каналах или трубах внутри конструкций. Здесь условия работы более жесткие, поскольку в закрытых пространствах без доступа воздуха кабель нагревается сильней.
Для разных условий эксплуатации вводятся коэффициенты поправки, на которые следует умножать расчетный длительно допустимый ток в зависимости от следующих факторов:
- одножильный кабель в трубе длиной более 10 м: I = In х0,94;
- три одножильных кабеля в одной трубе: I = In х0,9;
- прокладка в воде с защитным покрытием типа Кл: I = In х1,3;
- четырехжильный кабель равного сечения: I = In х0,93.
Пример
При нагрузке в 5 кВт и напряжении 220 В сила тока через медный провод составит 5 х 1000 / 220 = 22,7 А. Его сечение составит 22,7 / 10 = 2,27 мм2. Этот размер обеспечит допустимый ток для медных проводов по нагреву. Поэтому здесь следует взять небольшой запас 15 %. В результате сечение составит S = 2,27 + 2,27 х 15 / 100 = 2,61 мм2. Теперь к этому размеру следует подобрать стандартное сечение провода, которое составит 3 мм.
Определение нагрузочной способности электропроводки 220 В выполненной из алюминиевого провода
В давно построенных домах электропроводка, как правило, выполнена из алюминиевых проводов. Если соединения в распределительных коробках выполнены правильно, срок службы алюминиевой проводки может составлять и сто лет. Ведь алюминий практически не окисляется, и срок службы электропроводки будет определяться только сроком службы пластмассовой изоляции и надежностью контактов в местах присоединения.
В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире с алюминиевой электропроводкой необходимо определить по сечению или диаметру жил проводов способность ее выдержать дополнительную мощность.
По приведенной ниже таблице это легко сделать.
| Таблица выбора сечения и диаметра алюминиевого провода для предельной нагрузки | |||||||||||||||||
| Диаметр, мм | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 3,2 | 3,6 | 4,5 | 5,6 | 6,2 | ||||||
| Сечение провода, мм2 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | 16,0 | 25,0 | 35,0 | ||||||
| Максимальный ток при длительной нагрузке, А | 14 | 16 | 18 | 21 | 24 | 26 | 32 | 38 | 55 | 65 | 75 | ||||||
| Максимальная мощность нагрузки, киловатт (BA) | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,6 | 5,3 | 5,7 | 6,8 | 8,4 | 12,1 | 14,3 | 16,5 | ||||||
Если у Вас проводка в квартире выполнена из алюминиевых проводов и возникла необходимость подключить вновь установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое соединение выполняется в соответствии с рекомендациями статьи Соединение алюминиевых проводов.
Как правильно подобрать
При выборе подходящего сечения провода для монтажа линии необходимо придерживаться следующих правил:
- чтобы провода не нагревались и служили долго, нагрузка на один квадратный миллиметр сечения должна быть не более 9 ампер;
- по мощности рекомендуется не более 2 кВт;
- нельзя соединять провода разного сечения;
- освещение и розетки лучше монтировать на разные автоматы;
- если их соединяют с одним автоматом, то осветительное и розеточное сечения должно быть одинаковым;
- для водонагревателей и варочных панелей сечение не менее 6 мм²;
- для электрической духовки необходимо сечение не менее 4 мм².
Вам это будет интересно Заземляющий провод
К сведению! Кабель сечением более 4 мм² считается повышенной мощности. На каждый электроприбор в щиток устанавливают отдельный автомат и прокладывают автономную линию.
Удлинители для бытовых приборов
На всем протяжении линии исключаются стыки и ответвления, чтобы сохранить ее надежность.
Для внутриквартирной разводки используют жесткий провод. Соединения и разветвления производят в зажимных коробках.
Заземляющий контур
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности. Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке.
В случае если сила потребляемого тока электроприбором неизвестна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами при напряжении питания 220 В
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или кVA).
1 кВт=1000 Вт.
| Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовыми электроприборами | |||
| Бытовой электроприбор | Потребляемая мощность, кВт (кBA) | Потребляемая сила тока, А | Режим потребления тока |
| Лампочка накаливания | 0,06 – 0,25 | 0,3 – 1,2 | Постоянно |
| Электрочайник | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | До 5 минут |
| Электроплита | 1,0 – 6,0 | 5 – 60 | Зависит от режима работы |
| Микроволновая печь | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Периодически |
| Электромясорубка | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Зависит от режима работы |
| Тостер | 0,5 – 1,5 | 2 – 7 | Постоянно |
| Гриль | 1,2 – 2,0 | 7 – 9 | Постоянно |
| Кофемолка | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Зависит от режима работы |
| Кофеварка | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Постоянно |
| Электродуховка | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | Зависит от режима работы |
| Посудомоечная машина | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | Максимальный с момента включения до нагрева воды |
| Стиральная машина | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Максимальный с момента включения до нагрева воды |
| Сушильная машина | 2,0 – 3,0 | 9 – 13 | Постоянно |
| Утюг | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Периодически |
| Пылесос | 0,8 – 2,0 | 4 – 9 | Зависит от режима работы |
| Обогреватель | 0,5 – 3,0 | 2 – 13 | Зависит от режима работы |
| Фен для волос | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Зависит от режима работы |
| Кондиционер | 1,0 – 3,0 | 5 – 13 | Зависит от режима работы |
| Стационарный компьютер | 0,3 – 0,8 | 1 – 3 | Зависит от режима работы |
Электроинструмент (дрель, лобзик и т. п.) | 0,5 – 2,5 | 2 – 13 | Зависит от режима работы |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения медного провода по мощности для сети 220 В
Выбрать сечение провода можно не только по силе тока но и по величине потребляемой мощности.
Для этого нужно составить перечень всех планируемых для подключения к данному участку электропроводки электроприборов, определить, какую мощность потребляет каждый из них по отдельности. Далее сложить полученные данные и воспользоваться нижеприведенной таблицей.
| Таблица выбора сечения и диаметра медного провода по мощности для сети 220 В | |||||||||||||||||
| Мощность электроприбора, кВт (кBA) | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 |
| Стандартное сечение, мм2 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 |
| Диаметр, мм | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,5 | 0,98 | 0,98 | 1,13 | 1,24 | 1,38 | 1,38 | 1,6 | 1,78 | 1,78 | 1,95 | 2,26 | 2,26 | 2,52 |
Если имеется несколько электроприборов и для некоторых известен ток потребления, а для других мощность, то нужно определить из таблиц сечение провода для каждого из них, а затем полученные результаты сложить.
Выбор сечения медного провода по мощности для с бортовой сети автомобиля 12 В
Если при подключении к бортовой сети автомобиля дополнительного оборудования известна только его мощность потребления, то определить сечение дополнительной электропроводки можно с помощью ниже приведенной таблицы.
| Таблица выбора сечения и диаметра медного провода по мощности для бортовой сети автомобиля 12 В | ||||||||||||||||
| Мощность электроприбора, ватт (BA) | 10 | 30 | 50 | 80 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
| Стандартное сечение, мм2 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 1,2 | 1,5 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 8,0 | 10 | 10 | 10 | 16 | 16 | 16 |
| Диаметр, мм | 0,67 | 0,5 | 0,8 | 1,24 | 1,38 | 1,95 | 2,26 | 2,76 | 3,19 | 3,19 | 3,57 | 3,57 | 3,57 | 4,51 | 4,51 | 4,51 |
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше.
Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.
Внимание
, при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность. Потребляемая электрическая мощность электродвигателем с, учетом КПД и сos φ приблизительно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной в табличке.
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А.
По таблице получается, что нужен провод сечением 1,0 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, в шильдике приведенном на фотографии, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме «звезда») всего 0,7 А. Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Выбор сечения кабеля
Сечение токопроводящей жилы, кв. мм | Медные жилы, проводов и кабелей | |||
| Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | |||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| Сечение токопро водящей жилы, кв.мм | Алюминивые жилы, проводов и кабелей | |||
| Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | |||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| В расчете применялись: данные таблиц ПУЭ; формулы активной мощности для однофазной и трехфазной симметричной нагрузки | ||||
О выборе марки кабеля для домашней электропроводки
Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.
А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.
После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.
Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.
Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы.
Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.
Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.
Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение.
Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.
При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».
Параллельное соединение проводов электропроводки
Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.
Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм2, а нужен по расчетам 10 мм2. Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер.
Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек. В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.
Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.
Онлайн калькуляторы для вычисления сечения и диаметра провода
| Онлайн калькулятор для вычисления сечения провода по диаметру | |
| Введите диаметр провода, мм: | |
С помощью онлайн калькулятора, представленного ниже можно решить обратную задачу – определить по сечению диаметр проводника.
| Онлайн калькулятор для расчета диаметра провода кабеля по сечению | |
| Введите величину сечения провода, мм2: | |
Онлайн-калькулятор для расчета необходимого сечения кабеля и учета потерь
Как правильно и точно сделать сечение кабеля расчета потери напряжения? Очень часто при проектировании электросетей требуется грамотный расчет потерь в кабеле. Точный результат важен для выбора материала с необходимой площадью сечения проводника. Если кабель не подключен должным образом, это повлечет за собой многочисленные материальные затраты, потому что система быстро выйдет из строя и перестанет работать.Благодаря сайтам-помощникам, где есть готовая программа для расчета сечения кабеля и проезд по нему, это можно сделать легко и быстро.
Как пользоваться калькулятором онлайн?
В готовую таблицу занесите информацию по выбранному материалу кабеля, нагрузке энергосистемы, напряжению сети, температуре кабеля и способу его прокладки.
После того, как вы нажмете «рассчитать» и приготовьтесь к результату.
Такой расчет падения напряжения в линии можно смело использовать, если не учитывать сопротивление кабельной линии при определенных условиях:
- Направляющий коэффициент мощности cos phi равен единице.
- Линия сети постоянного тока.
- Электропитание переменного тока частотой 50 Гц, жилы сечением 25,0-95,0.
Полученные результаты необходимо использовать в каждом отдельном случае, учитывая все погрешности кабелей и проводов.
Обязательно заполните все значения!
Расчет потерь мощности в кабеле по школьной формуле
Получить необходимые данные можно следующим образом:, используя индикаторы последовательности подсчета: ΔU = I · RL (потеря сетевого напряжения = ток * сопротивление кабельного ввода).
Зачем нужно делать расчет потерь напряжения в кабеле?
Излишнее рассеивание энергии в кабеле может привести к значительным потерям мощности, чрезмерному нагреву и повреждению изоляции кабеля.
Это опасно для людей и животных. При большой длине линии это сказывается на стоимости света, что также негативно сказывается на материальном состоянии помещения собственника.
Кроме того, неконтролируемое пропадание напряжения в кабеле может стать причиной выхода из строя многих приборов, а также их полного разрушения.Очень часто жильцы используют кабель с сечением меньше необходимого (для экономии), что вскоре вызывает короткое замыкание. А будущие затраты на замену или ремонт проводки кошелькам не оплачивают «экономные» пользователи. Именно поэтому так важно правильно подобрать кабели сечения проложенных проводов. Любая разводка в жилых домах инициируется только после тщательного расчета потерь в кабеле. Важно помнить, что электричество — не дает второго шанса, а потому все, что нужно сделать изначально правильно и аккуратно.
Способы снижения потерь мощности в кабеле
Потери можно уменьшить несколькими способами:
- увеличить площадь сечения кабеля;
- уменьшение длины материала;
- падение нагрузки.
Часто с двумя последними пунктами бывает сложнее, и поэтому приходится делать это за счет увеличения площади поперечного сечения жилы электрического кабеля. Это поможет снизить сопротивление. У такого варианта есть несколько дорогостоящих моментов. Во-первых, стоимость использования такого материала для многокилометровых систем очень ощутима, и поэтому необходимо правильно выбрать сечение кабеля, чтобы снизить потери мощности в пороге кабеля.
Онлайн-расчет потерь напряжения позволяет сделать это за несколько секунд, со всеми дополнительными характеристиками. Для тех, кто желает перепроверить результаты вручную, существует физико-математическая формула для расчета потерь напряжения в кабеле. Безусловно, это идеальный компаньон для каждого проектировщика электросетей.
Таблица для расчета сечения провода силового
Сечение кабеля, мм 2 | разомкнутая проводка | Прокладка в каналах | ||||||||||
медь | алюминий | медь | алюминий | |||||||||
текущий | Мощность, кВт | текущий | Мощность, кВт | текущий | Мощность, кВт | текущий | Мощность, кВт | |||||
А | 220АТ | 380АТ | А | 220АТ | 380АТ | А | 220АТ | 380АТ | А | 220АТ | 380АТ | |
0,5 | 11 | 2,4 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
0,75 | 15 | 3,3 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
1,0 | 17 | 3,7 | 6,4 | – | – | 14 | 3,0 | 5,3 | – | – | – | |
1,5 | 23 | 5,0 | 8,7 | – | – | 15 | 3,3 | 5,7 | – | – | – | |
2,0 | 26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14,0 | 3,0 | 5,3 |
2,5 | 30 | 6,6 | 11,0 | 24 | 5,2 | 9,1 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16,0 | 3,5 | 6,0 |
4,0 | 41 | 9,0 | 15,0 | 32 | 7,0 | 12,0 | 27 | 5,9 | 10,0 | 21,0 | 4,6 | 7,9 |
6,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 39 | 8,5 | 14,0 | 34 | 7,4 | 12,0 | 26,0 | 5,7 | 9,8 |
10,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 60 | 13,0 | 22,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 38,0 | 8,3 | 14,0 |
16,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 75 | 16,0 | 28,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 55,0 | 12,0 | 20,0 |
25,0 | 140 | 30,0 | 53,0 | 105 | 23,0 | 39,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 65,0 | 14,0 | 24,0 |
35,0 | 170 | 37,0 | 64,0 | 130 | 28,0 | 49,0 | 135 | 29,0 | 51,0 | 75,0 | 16,0 | 28,0 |
Видео о правильном выборе калибра провода и типичных ошибках
youtube.com/embed/AoQxuSGlFMQ» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»/>
поперечных сечений кабеля | Внутри кабеля
Кабели разных типов имеют разные функции, и любой кабель легко рассматривать как единое целое.Но каждый кабель состоит из разных слоев, каждый из которых выполняет свою функцию. Изучение того, как эти части взаимодействуют, упрощает понимание того, как работает кабель и что можно сделать, чтобы не повредить кабель.
Поперечное сечение коаксиального кабеля
Коаксиальный кабель — один из наиболее распространенных типов кабеля, который используется уже более 100 лет. Хотя технология со временем улучшалась, базовая схема коаксиальных кабелей сегодня практически такая же, как и во время их изобретения.
Современные коаксиальные кабели чаще всего используются для телевидения, радио, Интернета и подключения камер видеонаблюдения.
Внешний слой кабеля — это оболочка, предназначенная для защиты более уязвимых внутренних компонентов. Куртки чаще всего изготавливают из пластика и бывают нескольких разных видов. Наряду с защитой от внешних элементов, оболочки также действуют как внешний изолятор, сдерживая любые электрические или магнитные сигналы, которые проходят через другие слои.
Следующий слой — это экран, который может быть плетеным или фольгированным.Хотя экран действительно помогает удерживать электрический кабель сигнала, он больше предназначен для защиты от других сигналов. Если коаксиальный кабель находится рядом с чем-то еще, что излучает сильные сигналы, которые могут вызвать помехи, например, мощные линии электропередач или вышка сотовой связи, экран сокращает потенциальные проблемы.
За ним идет диэлектрик, изолятор, который удерживает сигнал коаксиального кабеля внутри центрального проводника.
Диэлектрики предназначены для минимизации утечки, сохраняя сигнал, передаваемый по кабелю, сфокусированным и сильным.Они действительно помогают предотвратить появление помех от внешних сигналов, но это скорее второстепенная функция, поскольку в идеальных условиях помехи не должны проходить через экран.
Последняя часть — это центральный проводник в сердечнике кабеля. Это токопроводящая металлическая линия (обычно сделанная из меди или стали с медным покрытием), предназначенная для передачи сигнала, проходящего через кабель. Сердечник может быть сплошным или многожильным. Как наиболее важная часть кабеля, он надежно защищен первыми тремя слоями.Повреждение трех других слоев может сделать кабель слабее, но повреждение проводника с большей вероятностью приведет к поломке кабеля.
Ethernet в разрезе
Кабель Ethernet похож на коаксиальный, с металлическими жилами, защищенными несколькими другими слоями. Ключевое отличие состоит в том, что Ethernet состоит из нескольких проводов меньшего размера, содержащихся в основном кабеле.
Подобно коаксиальному кабелю и многим другим кабелям, внешняя оболочка Ethernet в основном служит для защиты более мелких и более уязвимых частей внутри.Оболочка чаще всего изготавливается из пластика, доступны разные типы в зависимости от того, в какой среде будет находиться кабель.
Если кабель Ethernet экранирован, экран будет расположен непосредственно под оболочкой. Экраны кабеля Ethernet можно приклеить к оболочке с помощью какого-либо клея, например алюминиевой ленты или майларовой ленты. Некоторые даже используют липкий гель; Хотя гель отлично работает как изолятор, работать с ним может быть немного неудобно. Многие кабели Ethernet также включают в себя разрывной шнур, небольшой пушистый кусочек волокна, предназначенный для отслаивания экрана и обнажения внутренних проводов.
Внутри оболочки восемь проводов меньшего размера. Каждый провод имеет цветовую маркировку, поэтому пользователи могут легко отличить их друг от друга.
В соответствии с отраслевым стандартом эти провода соединяются попарно и скручиваются друг с другом. Это позволяет тонким проводам поддерживать друг друга и предотвращать повреждение кабеля при изгибах, скручиваниях и поворотах. Он также позволяет выровнять провода для наиболее распространенных распиновок Ethernet. Эти провода покрыты изоляцией из полиэтилена высокой плотности, поэтому сигналы проходят по каждому проводу отдельно.
Сердцевиной каждого провода является металлический провод, который может быть одножильным или многожильным.Эти жилы подключаются к металлическим контактам ( контакты ) на разъемах Ethernet для передачи сигналов. Жилы хрупкие, и их повреждение может ослабить передачу сигнала или полностью прекратить работу кабеля. С помощью тестера сигналов можно проверить, какой из внутренних проводов не работает.
Телефонный перекресток
Телефонный кабель намного проще, чем многие другие типы кабелей.
Простые плоские телефонные шнуры обычно используются в местах, где электрические помехи не являются проблемой, например в офисе или гостиной.В результате не всегда требуется экранирование. Внешняя оболочка по-прежнему действует как изолятор, но в большей степени направлена на поддержание правильной и равномерной формы внутренних проводов, чем что-либо еще.
Как и кабели Ethernet, телефонные кабели содержат отдельные провода меньшего размера, которые имеют цветовую маркировку. Эти цветные кабели не всегда подключаются к разъемам одинаково; в зависимости от приложения они могут использовать прямую или обратную распиновку. Количество проводов тоже не всегда одинаковое.В новых кабелях используется шесть проводов, а в старых шнурах — четыре. Шнуры с большим количеством проводов могут обрабатывать дополнительные линии при разделении одного кабеля между несколькими телефонами, факсами и другими устройствами.
Круглые версии телефонных кабелей также существуют, но, как правило, используются для специализированных функций.
Эти кабели включают в себя функции, отсутствующие в стандартных телефонных кабелях, такие как двойное экранирование для кабелей интернет-модема или ультрафиолетового излучения (солнечного света) и водонепроницаемость для кабелей, предназначенных для установки вне помещений / для прямой прокладки кабелей. Поскольку эти кабели имеют круглую форму, их внутреннее расположение больше соответствует внутренней части кабеля Ethernet, чем других телефонных шнуров.
Сечение кабеля высокого напряжения
Какую мощность и напряжение может передавать кабель на фото?
Это высоковольтный кабель. Судя по толщине изоляции из сшитого полиэтилена (белый материал), она составляет не менее 132 кВ или выше.
Edit: Согласно Reddit OP, кабель имеет медный провод площадью 1,750 мм². Это огромный кабель . (Все, что превышает 630 мм², является необычным; все, что превышает примерно 1200 мм², является специальным заказом, который кабельная компания обычно не делает.
) Такой кабель может выдерживать примерно 1600 ампер. Предположим, что трехфазное напряжение 132 кВ составляет 365 МВА или около 292 мегаватт при коэффициенте мощности 0,80.
Вот аналогичный кабель, который у меня был на работе (я думаю) на 300кВ. Он будет способен выдерживать не менее 100 ампер (возможно, намного больше) или около 100 МВт — этого достаточно, чтобы полностью запитать CBD всего города.
Почему он состоит из множества маленьких кабелей? Что, если бы диаметр отдельных медных кабелей был немного больше?
Проводник многожильный, поэтому его можно сгибать при установке.Сплошной медный провод очень сложно согнуть.
Диаметр жил — это компромисс между стоимостью производства (меньшие провода требуют большего производства) и простотой установки. Нет особой причины для точного размера отдельных прядей.
Как выбрать правильный диаметр для данной комбинации напряжения / мощности?
Не вдаваясь в подробности расчетов сечения кабелей (существуют целые национальные стандарты по этой теме — см.
AS / NZS 3008 «Электрические установки — выбор кабелей» .)
Сначала , мы решаем, какое напряжение мы используем. В Австралии обычные напряжения для распределения составляют 11, 22, 33 кВ; общие напряжения для передачи 66, 132, 220, 300 кВ. Чем выше напряжение, тем толще требуется изоляция (XLPE).
Во-вторых, , мы решаем, какая токонесущая способность нам нужна. После некоторых расчетов мы можем определить, что цепь должна выдерживать 100 ампер, чтобы удовлетворить спрос в настоящее время, учесть будущий рост нагрузки и немного увеличить мощность на случай непредвиденных обстоятельств.Чем больше токовая нагрузка нам нужна, тем больше должны быть медные проводники (мм²).
В-третьих, , мы определяем, в какой среде будет находиться кабель. При протекании тока в кабеле выделяется тепло, а допустимая нагрузка по току кабеля ограничена его температурой. Кабель, установленный в горячей среде, не может пропускать такой большой ток, пока не перегреется, поэтому мы должны использовать кабель большего размера, чем обычно.
Зная напряжение, допустимую нагрузку по току и условия прокладки кабеля, мы теперь можем выбрать необходимый размер кабеля.Мы бы сделали это со ссылкой на каталог производителя кабеля, в котором есть такие таблицы:
Таблица воспроизведена из каталога высоковольтных кабелей Olex Australia, 2009 г.
В качестве примера я мог бы решить, что мне нужен кабель на 33 кВ, который выдерживает 400 ампер. Он будет установлен в подземных каналах. Я использую таблицу «номинальных значений тока», чтобы выбрать кабель наименьшего диаметра, который может выдерживать ток 400 А — в этом случае потребуется кабель 240 мм².
Номинальный габаритный диаметр такого кабеля — 45 мм.9мм.
Обратите внимание, что нас не волнует «диаметр» кабеля как таковой — мы заботимся о площади поперечного сечения проводника (мм²), то есть о том, сколько меди в кабеле. Диаметр имеет значение только тогда, когда вы действительно собираетесь установить вещь.
Передача энергии / AC или DC / Сечение кабеля / Преобразователи
При каком напряжении я должен передавать эту мощность?
Как можно больше, чтобы минимизировать поперечное сечение кабеля, так как это даст вам наименьшее поперечное сечение меди.
В какой-то момент изоляция начнет преобладать, если провода не будут физически разделены. Предположим, вы используете 350 В постоянного тока.
Какой кабель мне использовать? Какое может быть самое маленькое сечение?
Что-то, рассчитанное на безопасность при 350 В постоянного тока. Вы не разглашали никаких экологических или нормативных ограничений, поэтому допустим, что это обычный провод, рассчитанный на сеть 240 В переменного тока.
Ток будет 1300 Вт / (0,8 * 350) при 80% эффективности преобразователя или немного ниже 5 А (без учета потерь в проводе).Расчет сечения провода — это другой вопрос, который во многом зависит от условий. Обратите внимание, что ток может быть выше, если потери в проводе окажутся высокими, поскольку вам придется накачать больше на одном конце, чтобы вывести его из другого. Предположим, вы используете провод AWG20 с изоляцией из ПТФЭ 200 ° C. Сопротивление должно составлять около 8 Ом (вам нужно будет найти самонагрев и произвести расчет, если вы хотите, чтобы он был точным).
Это означает, что потеря напряжения при 5 А составит 40 В. Так что ток сейчас больше 5.6А, не так уж и далеко.
Должна ли быть передача переменного или постоянного тока?
Не имеет большого значения только для 100 м, но, скажем, постоянный ток, потому что вы получаете больше мощности для данного размера провода и пикового напряжения.
Каков будет примерный размер окончательного преобразователя (в конце мне нужно 24 В постоянного тока).
Это должна сделать модель Artesyn UFE1300-5. 272,8 мм x 140,0 мм x 40,6 мм, будет приблизительным размером. Вес 2.5 кг только на преобразователь. Добавьте, может быть, 1,2 кг для провода а ты до 3,7 кг. 2,5 ~ 3 кг типично для преобразователей постоянного тока мощностью 1300 ~ 1500 Вт.
Вышеупомянутое — всего лишь набор приблизительных предположений без кучи важной информации для создания надежного и безопасного проекта, но, судя по предоставленной вами информации, это не кажется слишком необоснованной целью для проекта НИОКР, но, возможно, не совсем с полки.
Обладает ли провод данного размера максимальной мощностью или максимальным током, который он может передавать?
Как правило, ток определяет толщину провода, а напряжение определяет толщину (и / или материал) изоляции.
Электросеть делает то, что вы предлагаете, — используйте гораздо более высокое напряжение, чтобы уменьшить размер кабеля. Сниженный ток также означает снижение потерь в линии, что очень важно на больших расстояниях.
Например, если у вас есть 1 кВт мощности, которую вы хотите переместить из A в B, вы можете использовать, скажем, 100 А при 10 В или, может быть, 10 А при 100 В.
Для передачи мощности 100 А вам понадобится провод 1 AWG. Он имеет диаметр 7,34822 мм и сопротивление 0,406392 Ом на км. Таким образом, на расстоянии 1 км вы потеряете 0.406392 * 100 = 40,64 В. Ой. Это просто не сработает! Таким образом, хотя кабель может физически выдерживать этот ток, на таком расстоянии вы теряете все свое напряжение. Так что это было бы недопустимо.
Попробуйте при 100 В, 10 А.
10A может пройти через кабель 11AWG. Это толщина 2,30378 мм и сопротивление 4,1328 Ом / км. Намного более высокое сопротивление, но намного более легкий кабель. Сколько напряжения мы потеряем за 1 км? 41,328 В. Примите во внимание обратный путь, чтобы удвоить расстояние, вы потеряете 82.656V, оставив 17,344V для нагрузки. Попасть туда. Все еще не работает, но добираюсь до цели. Это равняется 173,44 Вт.
Как насчет того, чтобы накачать его прямо до 1000 В, всего на 1 А? На 1 А мы можем использовать провод 21AWG толщиной 0,7239 мм. 41,984 Ом / км, что составляет 41,984 В, потерянное там, и 41,984 В. Итак, 83.968V потеряно из вашей 1000, осталось 916.032V. Выходит 916,832 Вт.
Теперь предположим, что вы хотите передать 100 А на расстояние 1 км и ограничить падение напряжения, скажем, не более 1 В.2 $$ И, конечно же, это соответствует диаметру проволоки 4,6 см.
Подходит ли для этого кабель толщиной 5 см? Нет, если вы можете увеличить напряжение, чтобы уменьшить ток, нет.
Таким образом, для передачи энергии можно уменьшить размер кабеля на очень большие расстояния и уменьшить потери в линии.
На меньших расстояниях потери значительно меньше, но все же могут быть проблемы при более высоких токах. Но стоит ли или лучше просто использовать более толстый кабель?
Вы также должны принять во внимание:
- КПД преобразования мощности — повышение / понижение.
- Стоимость лучшей изоляции при очень высоком напряжении.
- Снижение стоимости за счет использования более тонкого кабеля.
- Вопросы безопасности — повышенное напряжение опасно.
Так это «бесплатный» проезд? Нет. Всегда будут потери и предостережения, на которые нужно обратить внимание. Однако это может обойти проблемы передачи энергии на большие расстояния.
Электрические кабельные установки — номинальный ток
В таблице ниже указаны номинальные значения тока для стационарных кабельных прокладок внутри зданий.
Таблица составлена для кабелей с ПВХ-изоляцией и кабелей с ПВХ-изоляцией — однопроволочные, тонкопроволочные и многожильные.
| Способ установки | A1 | A2 | B1 | B2 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Установка | Одножильные кабели в изоляционных трубках в теплоизолированных стенках | Многожильные кабели в изоляционных трубках теплоизолированные стены | Одножильные кабели в изоляционных трубках на стенах | Многожильные кабели или многожильные кабели с оболочкой в изоляционных трубках на стенах | ||||||
Количество жил | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | ||
| Поперечное сечение (мм 2 ) | Текущие характеристики (амперы) | 11076 | 15,5 | 13,5 | 15,5 | 13,0 | 17,5 | 15,5 | 16,5 | 15,0 |
| 2,5 | 19,5 | 18,0 | 18,5 | 17,5 | 24 | 21 | 23 | 20 | ||
| 4 | 26 | 24 | 25 | 23 | 32 | 28 | 30 | 27 | ||
| 6 | 34 | 31 | 32 | 29 | 41 | 36 | 38 | 34 | ||
| 10 | 46 | 42 | 43 | 39 | 57 | 50 | 52 | 46 | ||
| 16 | 61 | 56 | 57 | 52 | 76 | 68 | 69 | 62 9006 0 | ||
| 25 | 80 | 73 | 75 | 68 | 101 | 89 | 90 | 80 | ||
| 35 | 99 | 89 | 92 | 83 | 125 | 110 | 111 | 99 | ||
| 50 | 119 | 108 | 110 | 99 | 151 | 134 | 133 | 118 | ||
| 70 | 151 | 136 | 139 | 125 | 192 | 171 | 168 | 149 | ||
| 95 | 182 | 164 | 167 | 150 | 232 | 207 | 201 | 179 | ||
| 120 | 210 | 188 | 192 | 172 | 269 | 239 90 060 | 232 | 206 | ||
| 150 | 240 | 216 | 219 | 196 | ||||||
| 185 | 273 | 245 | 248 | 223 | ||||||
| 240 | 320 | 286 | 291 | 261 | ||||||
| 300 | 367 | 328 | 334 | 298 | ||||||
70 o C- A1 — Одножильные кабели в кабелепроводе в теплоизолированной стене
- A2 — Многожильный кабель или многожильный кабель в оболочке в кабелепроводе в теплоизолированной стене
- B1 — Одножильные кабели в трубе или стене
- B2 — Многожильный кабель или многожильный кабель в оболочке в кабелепроводе в стене
Провода и кабели
Провода, как мы определяем здесь: используется для передачи электричества или электрических сигналов.Провода бывают разных форм и сделаны из разных материалов. Они могут показаться простыми, но инженеры известно о двух важные моменты:
-Электричество в длинных проводах, используемых для передачи, ведет себя совсем иначе , чем в коротких
провода, используемые в конструкции устройств
— Использование проводов в цепях переменного тока приводит к разного рода проблемам , например
скин-эффект и эффекты близости.
1. Удельное сопротивление / импеданс
2.Скин-эффект
3. Типы конструкций проводов
4. Подробнее о материалах проводов
5. Изоляция проводов
1.) Поведение электричества в проводах: сопротивление и импеданс
Важно знать, имеете ли вы дело с постоянным или переменным током в данном проводе. Мощность переменного тока имеет очень сложную физику, которая вызывает некоторые странные эффекты. Это была одна из причин, почему Электроэнергия переменного тока была разработана в 1890-х годах, намного позже мощности постоянного тока. Инженеры любят С.П. Штейнмецу пришлось сначала разберитесь с математикой и физикой.
Питание переменного тока:
В сети переменного тока любит путешествовать рядом
поверхность проволоки (скин-эффект). Мощность переменного тока в проводе также вызывает
вокруг него формируется магнитное поле (индуктивность). Это поле влияет на другие
соседние провода (например, в обмотке), вызывающие
эффект близости. Со всеми этими свойствами необходимо иметь дело
при проектировании цепи переменного тока.
Питание постоянного тока:
In Постоянный ток проходит через весь провод.
Размер проводника и материал (питание переменного и постоянного тока):
Электричество легче передается в местах с высокой проводимостью. элементы, такие как медь, серебро или золото, менее проводящие Чем больше диаметр материала, тем больше должен быть диаметр, чтобы выдерживать такую же токовую нагрузку.
Инженеры выбирают правильно диаметр проволоки для работы, повышение тока в проволоке увеличивает удельное сопротивление и выделяет больше тепла. Как вы увидите на схеме ниже, медь может выдерживать больше тока, чем алюминий, при той же нагрузке.
Внизу: Когда сэр Хамфри
Дэви пропустил большой ток через тонкий платиновый провод в 1802 году, когда он светился.
и сделал первую лампу накаливания!
но всего через несколько секунд проволока расплавилась и испарилась из-за
тепло, вызванное сопротивлением в проводе.
Качество материала: примеси и кристаллы:
Большинство материалов содержат примеси. В меди содержание кислорода и других материалов в меди влияет на проводимость, поэтому медь, из которой будет сделан электрический провод, легируется иначе чем медь, которая скоро станет водопроводом.
Металлы кристаллические (как вы увидите в нашем видео о меди). Монокристаллическая медь или алюминий лучше проводимость, чем поликристаллические металлы, однако крупнокристаллическая медь очень дорога в производят и используются только в высокопроизводительных приложениях.
Удельное сопротивление: Сопротивление в проводе описывает возбуждение электронов в проводе.
материал проводника. Это возбуждение приводит к выделению тепла и потере эффективности.
На раннем этапе создания постоянного тока Томас Эдисон не мог послать свою энергию на большие расстояния без использования
медные провода большого диаметра за счет сопротивления на расстоянии. Это сделало мощность постоянного тока
не рентабельно и допускает рост мощности переменного тока.
Измерительные инструменты:
Инженеры используют закон Ома
чтобы рассчитать, какое сопротивление будет иметь данный провод. Это говорит нам, сколько энергии мы
потеряет на расстоянии.
I = V / R Амперы = Вольт, деленные на сопротивление
Формулы сопротивления и проводимости:
Сопротивление = удельное сопротивление / площадь поперечного сечения
Проводимость = 1 / Сопротивление
Когда сопротивление хорошее:
Создание
нагрев проволоки обычно является признаком потери энергии, однако вольфрамовый
или танталовой проволоки, тепло заставляет проволоку светиться и производить свет, который
может быть желательным.
Вольфрам используется для изготовления нитей
потому что он имеет очень высокую температуру плавления. Проволока может сильно нагреться и
ярко светятся, не таять. Вольфрам очень плохо подходит для передачи энергии
поскольку большая часть пропускаемой энергии теряется в виде тепла и света.
По мощности передача мы ищем как можно более низкое удельное сопротивление, мы хотим передавать энергию на большие расстояния без потери энергии из-за тепла. Мы измеряем сопротивление в проводе в Ом на 1000 футов или метров. Чем дольше электричество должно пройти, тем больше энергии оно теряет.
Сверхпроводящий провод и сопротивление:
Вверху: сверхпроводящий проволоку можно превратить в металлическую «ленту» |
Вверху: Карл Роснер, Марк Бенц и другие
использовали специальные катушки сверхпроводящего провода для производства всего мира
первый магнит 10 тесла.
Вместо меди используются ниобий и олово
поскольку материалы работают по-разному при разных температурах.
Одно из отличных решений для передачи энергии — это сверхпроводники. Когда металл становится очень холодным (приближаясь к абсолютному нулю), он приобретает проводимость бесконечности. В какой-то момент сопротивления вообще нет. Были экспериментальные сверхпроводящие линии высокого напряжения, которые могли передавать мощность практически без потерь, однако технология недостаточно развит, чтобы быть рентабельным.
Магнитные поля (индуктивность и импеданс):
Каждый провод, используемый для передачи переменного тока, создает магнитное поле, по которому течет ток. В
магнитное поле визуализируется концентрическими кольцами вокруг поперечного сечения
провода, каждое кольцо ближе к проводу имеет более прочный
магнитная сила.
Магнитные поля полезны для создания очень сильных магнитов (когда они находятся в катушке) i.е. изготовление двигателей
и генераторы, однако эти магнитные поля нежелательны в линиях электропередачи.
В то время как сопротивление провода может препятствовать прохождению тока и выделять тепло, индуктивность
провод / линия передачи также могут препятствовать прохождению тока, но это сопротивление
не выделяет тепла, так как энергия «теряется» при создании магнитного поля, а не
чем возбуждение электронов в материале. Этот импеданс называется реактивным сопротивлением переменного тока.
Схемы.Мы использовали слово «потерянный», однако сила на самом деле не потеряна, она используется для создания магнитного поля.
поле и возвращается, когда магнитное поле схлопывается.
2.) Кожный эффект:
В сети переменного тока электроны любят течь по вне провода. Это потому, что изменение тока вперед и назад вызывает вихревые токи, которые приводят к вытеснению тока к поверхности.
Глубина кожи
Глубина скин-слоя — это фиксированное число для данной частоты, удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости.Чем выше частота переменного тока в системе, тем больше сжатый ток
на внешней стороне провода, поэтому провод, который используется с частотой 60 Гц при заданном напряжении, будет
не будет нормально на 200 МГц. Инженеры всегда должны
При проектировании цепей учитывайте скин-эффект. Увидеть
сайт Википедии для
формула, используемая для расчета глубины скин-слоя.
Вверху: инженеры преодолевают скин-эффект с помощью изолированного многожильного провода. Если вы сделаете отдельные пряди равными одной толщине скин-слоя, большая часть тока будет проходить по всей
поперечное сечение, и вы используете всю медь. Обратной стороной является то, что ваш провод должен иметь больший
диаметр, так как вам нужно все дополнительное пространство для изоляции. | |
Поскольку жилы проволоки становятся меньше
в диаметре, а изоляция остается той же толщины, соотношение площади меди
к изоляции может стать меньше единицы, тогда у вас будет больше изоляции, чем
медь в обмотке или кабеле. Ниже: более высокая частота переменного тока = меньшая глубина скин-слоя. «Более быстрый» ток чередуется вперед и назад
тем больше вихревых токов он создает. Эта высокая частота
блок питания работает в диапазоне МГц, обратите внимание на специальный провод, используемый на
право. Провод кажется многожильным и оголенным, но это не так,
он имеет прозрачное эмалевое покрытие, изолирующее его, поэтому каждая небольшая жилка
несет свою часть тока, при этом ток идет снаружи
каждой пряди.Это дает большую площадь поверхности в целом и позволяет
большое количество тока для прохождения.
Вверху: Компактный люминесцентный
легкая электроника, трансформатор очень маленький и спроектирован
очень дешево. |
|
Эти детали часто выходят из строя до окончания типичного
жизненный цикл агрегата »
Сегодня многие двигатели перегорают, потому что инженеры
вынуждены использовать самый дешевый вариант — наименьшее количество материала
который может выдерживать ток, однако, когда двигатель начинает
при перегреве более тонкие провода из более дешевого материала быстрее сгорят.
Балласты (трансформаторы) в современных системах освещения имеют общеизвестную
короткий срок службы в попытке снизить стоимость единицы продукции.
|
Почувствуйте вес этих
стеновые блоки или блоки питания. Теперь найдите детскую игрушку или мобильный телефон
зарядное устройство. Почувствуйте, насколько легкими кажутся трансформаторы в сравнении. 3.) Типы проводов:
ЭЛЕКТРОПРОВОДКА с 1880-х до наших дней:
|
|
На рисунке ниже показаны старые
провода, которые когда-то использовались в домах (кабель SJTWA и тип SE), и современные
стандартный ромекс. 
провода: Ниже: Видео о типах проводов, используемых в электроэнергетике:
|
Теперь используйте приведенные выше диаграммы, чтобы выяснить, что
вид проволоки, из чего она сделана, и перечислите ее применение
каждый. Покажите это своему учителю и посмотрите, правильно ли вы угадали.
Провод бывает так много экзотических видов, что вы можете оказаться
с настоящей загадкой в твоих руках. Используйте поиск в Интернете, чтобы попробовать
чтобы идентифицировать все ваши образцы.4.) Проволочные материалы:
Наиболее распространенным материалом для изготовления электрического провода является медь и алюминий ,
это не самые лучшие проводники, но они многочисленны и дешевы. Золото также используется в различных областях, поскольку оно устойчиво к коррозии.
Золото используется в электронике автомобильных подушек безопасности, чтобы гарантировать, что устройство
будет работать много лет спустя, несмотря на воздействие вредных элементов.
Вверху: золото, использованное в разъемы для микросхем Motorola |
Золото обычно используется в контакте области, потому что эта точка в системе более подвержена коррозии и имеет больший окислительный потенциал.
Алюминий обернутый вокруг стального центрального провода используется в передаче энергии, потому что
Алюминий дешевле меди и не подвержен коррозии. Стальной центр
используется просто для прочности, чтобы удерживать проволоку на длинных участках. Выше
типичный кабель ACSR, используемый в воздушных линиях электропередач по всему миру.
Хорошие проводники, твердое вещество при комнатной температуре:
Платина, серебро, золото, медь, алюминий
|
) ПРОВОДНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ:
|
Тепло разрушает все виды изоляции
в конечном итоге, и в обмотке двигателя, когда изоляция становится слабой.
достаточно двух проводов, расположенных рядом, что приведет к короткому замыканию.
и устройство сгорает.Статья, фото и видео М. Велана и В. Корнрумпфа
Источники:
Государственный университет Джорджии
Википедия
Волшебники Скенектади Карл Роснер. Технический центр Эдисона.