Расчет сечения кабеля по току и мощности
Электричество передаётся конечному потребителю от электростанции или генератора посредством проводников проводов и кабелей. Какая разница между проводниками этих видов?
Кабель – несколько проводов в защитной герметичной оболочке, изолированных друг от друга. Герметичная оболочка в свою очередь покрывается в несколько слоев защитным покровом, оберегающим оболочку от механических повреждений и коррозии.
Провод – изделие, состоящее из одной и более жил, изолированных друг от друга, или одной и более скрученных между собой проволок, покрытое дополнительно в зависимости от условий прокладки оболочкой из металла, проволоки или волокнистого материала.
А сколько средств нужно потратить на изготовление этих проводников? Прямо сказать, немало. Одно дело, когда покупатель электроприбора платит за 1–2 метра, входящего в комплект кабеля, а кто заплатит за сотни километров линий электропередач, если потребитель оплачивает только стоимость использованной электроэнергии?
Вопрос риторический. Следовательно, при электрификации того или иного объекта каждый подрядчик старается сэкономить на тоннах меди или алюминия, желательно, чтобы экономия не отразилась на качестве поставляемой электроэнергии. Оптимальный способ – провести правильный расчёт сечения кабеля по мощности, длине, силе тока и используемому металлу, меди или алюминия. Это позволит осуществить оптимальный выбор кабеля для прокладки к нужному объекту или в своей квартире.
Значение сечения для производителей и потребителей электроэнергии
Какие последствия неправильного выбора сечения? Сечение – площадь поперечного разреза провода. Проводники одинаковой толщины могут иметь разную площадь. Если провод круглый — диаметр жилы делится на 2, радиус поднимается до квадрата и умножается на 3,1415. при других формах жилы кабеля сечение рассчитываются как площадь той геометрической фигуры, поперечный разрез которой имеет жила проводника, входящего в состав кабеля. Измеряется в мм2.
Существует 3 вида подбора сечения кабеля – для прокладки ЛЭП; для производственных цехов тяжёлой промышленности, для бытовых нужд. Остальные виды, так или иначе, связаны с вышеперечисленными, например, при подборе сечения кабеля для электротранспорта, руководствуются тем же принципом, что и для прокладки воздушной линии (далее — ВЛ), в частности, ЛЭП.
Основной критерий, по которому нужно выбирать кабель, это максимальная нагрузка на кабель, при которой он не перегревается. Чем меньше сечение, тем больше сопротивление, соответственно, проводник нагревается, вследствие чего теряется мощность и нарушается целостность изоляции. Если площадь поперечного разреза проводника больше, то повышается безопасность и срок эксплуатации кабеля, но и цена соответственно тоже!
Если прокладывать ЛЭП и другие электрокоммуникации с большим запасом сечения, то такие линии влетят в копеечку электрификатору. Поэтому перед тем как выбрать кабель оптимального сечения, его значение подбирают с таблицы сечения. Но таблицы выбора для того, чтобы определиться какой кабель подойдёт под прокладку в том или ином случае, мало. Перед тем как рассчитать сечение кабеля необходимо учесть все нюансы при укладке для тех или иных потребностей.
Начнём с глобального, чтобы закончить тривиальным
При расчёте сечения учитываются 3 основных параметра – плотность или сила тока, длина кабеля, материал проводника. Мощность – результат умножения силы тока на напряжение, а сопротивление зависит от материала и длины проводника. В некоторых случаях рассчитывать сечение кабеля по мощности не целесообразно. Об этом речь пойдёт ниже.
Расчёт сечения кабеля по длине крайне важен при прокладке ЛЭП. Чем длиннее провод, тем больше его сопротивление, соответственно, на отдалённых участках таких магистралей сила тока падает. Возникает вопрос, как могут функционировать ЛЭП длиной в 50 км и более, если когда рассчитывают сечение кабеля по мощности в таблице, то потеря тока на 50 км может превысить 60%? Остаётся единственный выход – напряжение.
Как известно, электрон, потоком которых и является электрический ток, имеет 2 природы: корпускулярную – двигается как материальное тело с заданной скоростью; волновую – передвигается в пространстве как электромагнитная волна со скоростью около 300000 км/с. То есть, если увеличить напряжение и уменьшить силу тока, то жилы с малым сечением можно прокладывать на любую длину! Казалось бы, что может быть проще. При помощи повышающего трансформатора поднять напряжение до 10 МВ., тогда при силе тока в 10 А можно обеспечить электричеством более 20000 потребителей!
Но на практике все обстоит иначе. Чтобы поднять напряжение до умопомрачительных величин нужно изолировать жилу абсолютным диэлектриком, который не пропускал электромагнитные колебания, а такими материалами современная наука, увы, не располагает. На практике ЛЭП даже с напряжением в 10 кВ представляют нешуточную опасность для окружающих. Мало того что наводящееся напряжение скапливается на близнаходящихся металлических предметах, да ещё и электромагнитные волны создают помехи в радиусе десятков километров. Так что приходится делать выбор сечения кабеля по току и по длине проводников.
Важно! Чтобы проверить безопасность кабеля при данном сечении, кабель должен выдержывать нагрузку, выше номанальной на 10–15%, 30 минут. При передаче электричества, напряжение неизменно, а сила тока и длина жилы разные. Поэтому при прокладке ЛЭП проводится расчёт сечения кабеля по мощности и длине. А правильность выбора испытывается посредством токовых нагрузок кабелей.
Борцы за экологию, считающие, что воздушные линии электропередач должны отойти в прошлое, скорее всего не дождутся их повсеместного демонтажа. Причина кроется всё в том же сечении. Открытые коммуникации меньше греются, ведь атмосфера – природное охлаждение, да и ремонтировать ВЛ намного проще, чем подземные кабельные линии.
Материал проводника
Что предпочесть – алюминий или медь? По техническим характеристикам медь предпочтительнее, да и сечение медного кабеля при передаче одинаковой мощности меньше, но медь дороже, следовательно, ЛЭП с алюминиевыми проводами экономичнее.
Оборудование в тяжёлой промышленности потребляет большую силу тока, например, электросварочный аппарат, может потреблять ток в 200 и более А. Чтобы обеспечить бесперебойную работу данного оборудования на производственные предприятия прокладывают силовые кабели. Сечение силового кабеля может достигать 120 мм2 и более. Чтобы увеличить пропускную способность кабеля, часто используют многожильные изделия. Такое решение обосновывается таким явлением как скин-эффект – распределением тока в поверхностном слое проводника.
Целесообразно ли подбирать сечение кабеля по диаметру? Диаметр кабеля имеет неодинаковое сечение. Производитель проводниковой продукции указывает площадь поперечного разреза и номинальную нагрузку в амперах.
А теперь к мощности
Вот решили вы немного прибарахлиться и купить несколько мощных электроприборов. У вас в квартире, как говорится, старая проводка. Нужно решать какой кабель и на какую розетку прокладывать. Естественно, о выборе материала речь не идёт, это медь. Рекомендации ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), долгий срок службы и безопасность — основные преимущества меди. По каким показателям рассчитывать сечение для квартиры?
Поскольку длина особого значения не имеет, остаётся мощность и сила тока. Мощность, самый простой вариант расчёта. Открываем таблицу или онлайн калькулятор. Находим или вводим предполагаемое значение суммарной мощности электроприборов, которые будут работать одновременно, находим или рассчитываем сечение исходя из материала проводника. У нас медь. Казалось бы, на этом всё. Осталось вызвать специалистов и заказать или приобрести кабель нужной поперечной площади.
Вот и всё установлено. Осталось только запустить, к примеру, колодезный насос или токарный бытовой станок. И вдруг что-то начинает вонять! Ах да, это изоляция плавится! Дело в том, что в момент пуска электродвигателя, пусковая мощность в 5-7 раза превышает номинальную мощность. Так, что рассчитывать сечение по мощности целесообразно, только если не планируется использовать электродвигатель, номинальной мощностью более 3,5 кВт. Иначе сечение нужно подбирать по силе тока в момент запуска мощного агрегата. Этот параметр указан в руководстве к прибору.
Никогда не нарушайте золотое правило! Лучше выбрать сечение, большее чем нужно, чтобы остался запас для непредвиденных высоких нагрузок, способных повредить изоляцию кабеля.
зачем он необходим и как правильно выполнить. Как рассчитать сечение провода по мощности нагрузки
Различие между кабелем и проводом
Вопрос, между прочим, не простой. В частности, в соответствии со СН еще с времен СССР и до настоящего времени работы с кабелем дорогостоящие, нежели с проводом. Однако весьма отчетливой классификации в этом плане не имелось ни в прошлые времена, ни сегодня. Различные источники предоставляют разнообразные точки зрения. Практически, характеристика «кабель» или «провод» присваивается ГОСТом/ ТУ на выпуск конкретной марки. В частности, кабель марки ВВП от ОАО «Одескабель» разнится от провода марки ПВС лишь конфигурацией оболочки: кабель ВВП- плоский, а провод ПВС — круглый. И ни в каком справочнике о кабелях форма оболочки кабеля/провода не указывается как малозначимый фактор. Поэтому смотреть надо в сертификат — там непременно будет заявлено: это кабель или провод.
Самые известные марки кабеля
- провод ППВ (медь), АППВ (алюминий) в одинарной изоляции — для протягивания внутри стен;
- кабель ПВС (медь), ВВП (медь) в двойной изоляции — для протягивания внутри зданий;
- кабеля термостойкие РКГМ (медь) — до 180°С, БПВЛ (луженая медь)- до 250°С;
- кабель ВВГ (медь), АВВГ (алюминий) — для протягивания по стенам домов и в земле;
- кабель ВПП (медь) водопогружной — для протягивания в воде;
- кабель ТПП (медь) телефонный парный — для протягивания в земле;
- провод ТРП (медь) телефонный распределительный для абонентской связи (включение ТА)
- кабель «витая пара» UTP, FTP — для организации компьютерных сетей, включение домофонов и др.;
- провод сигнальный «Alarm» для подсоединения домофонов, охранно-пожарной сигнализации и др.;
- кабель коаксиальный RG-6 для подсоединения телевизоров, антенн, камер видеонаблюдения.
Интернет кабель
Понятие «интернет-кабель» обобщающее многие виды кабельных изделий. Для трансляции информации используются разнообразные информационные кабеля. Если имеется в виду подключение к Интернету, то нужно уточнить у оператора — какой именно кабель надо протягивать по стенам. При этом надо выяснить и марку кабеля и производителя, чтобы точно определить совместимые кабельные изделия.
К примеру, для Интернета используют обычный телевизионный кабель ТМ Finmark, кабель «витая пара» или имеющийся абонентский кабель (так называемая «лапша»), к которому подсоединен телефон.
На выделенных интернет -линиях могут прокладывать оптический кабель.
Компьютерный кабель
Термин также обобщающий.
Как правило, для связи ПК между собой и с сервером используют кабель «витая пара», однако могут употребляться и прочие информационные кабеля.
Технология свивать две жилы в пару употребляется в телефонии еще с прошлого столетия. За счет правильно рассчитанного шага витья и качества материала была достигнута максимальная скорость передачи информации, нежели у стандартного парного телефонного кабеля. Имеется довольно много видов кабеля «витая пара» в зависимости от числа жил, диаметра каждой жилы, мест прокладки и т.д. Смотря на то, какая скорость передачи данных, кабель «витая пара» делят на группы:
- 3-я категория (стандартный телефонный кабель),
- 5-я категория (офисные сети),
- 6-я категория (кабель нового поколения для смены 5-й категории).
«Витая пара», приобретшая в наше время наибольшую популярность — это кабель категории 5 из 8 попарно скрученных жил, диаметр жилы составляет минимум 0,45мм и максимум 0,51мм.
Телевизионный кабель
Это бытовое наименование коаксиального кабеля с сопротивлением 75 Ом.
А также «спутниковый кабель» является коаксиальным кабелем. Всякий коаксиальный кабель на 75 Ом можно применять для подсоединения спутниковой и всякой иной антенны, и для подключения к кабельному телевидению. Имеет значение только одно — хороший ли это кабель или не очень.
Важными характеристиками коаксиального кабеля являются затухание сигнала и помехоустойчивость.
Все прочие характеристики кабеля устремлены на усовершенствование собственно данных 2 показателей и обладают второстепенным значением. В частности, наш кабель марки РК делают лишь из медной проволоки (порой даже посеребренной), однако затухание кабеля РК будет почти в четыре раза хуже, нежели у всякого нынешнего кабеля марки RG, произведенного из недорогих материалов: стали и алюминия. Это достигается за счет специальной технологии производства кабеля.
Выбор кабеля
Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.
Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.
Одножильный или многожильный
При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.
Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.
Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.
В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.
Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.
Медь или алюминий
В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.
Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.
Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».
Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.
Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.
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.
Как правильно определить сечение провода
С теорией закончили. Пора переходить к основному вопросу темы – как же определить требуемое сечение токонесущей жилы для различных условий эксплуатации электропроводки.
Здесь возможны несколько вариантов поиска нужного результата.
Выбрать можно тот, который покажется наиболее удобным или подходящим к конкретному случаю.
Расчет через допустимую плотность тока
Изо всего изложенного выше уже должно быть понятно, что главным ограничителем при выборе требуемого сечения является резистивный нагрев проводников, способный привести к плавлению изоляции, к коротким замыканиям, к перегреву окружающих материалов вплоть до вероятности самовозгорания.
То есть выбираемое сечение провода должно исключать подобные явления.
Проведение точных теплотехнических расчетов – дело очень непростое. Но специалисты уже многое сделали в этом плане, так что можно воспользоваться их наработками.
В частности, ими просчитана безопасная плотность тока, которая не вызывает опасного нагрева проводника до температур, способных вызвать плавление наиболее распространенной в наше время ПВХ или ПЭ изоляции.
Так, для проводников, находящихся в условиях условной комнатной температуры (+20℃), эта плотность тока составляет:
| Расположение проводки | Открытая | Закрытая |
| Алюминий | 3.5 | 3 |
| Медь | 5 | 4 |
Сразу оговорим разницу между открытой и закрытой проводками.
- Открытая встречается не столь часто. Она прокладывается по стенам или потолкам на хомутах или изоляторах, может быть воздушной — самонесущей или же удерживаться несущим тросом. К открытым проводкам можно отнести и сетевые шнуры, удлинители, если, конечно, они не намотаны на катушки, бобины и т.п.
- Все остальное, по сути – это закрытая проводка: расположенная к кабель-каналах, коробах или гофротрубах, вмурованная в стены, проложенная в грунте и т.п. Иными словами, в любых условиях, где отсутствует нормальный теплоотвод. С опорой на этот критерий к закрытой проводке следует отнести и те участки, которые располагаются в распределительных щитах и монтажных коробках – нормального теплообмена здесь тоже нет.
Выше не зря было оговорено, что указанные показатели справедливы для комнатной температуры. Случается, что проводку приходится прокладывать в помещениях с особым температурным режимом, то есть в которых поддерживается нагрев выше обычного (предбанники, сушилки, оранжереи и т.п.) В таком случае в значение допустимой плотности тока вносятся коррективы – применяется коэффициент 0,9 на каждые 10 градусов температуры свыше + 20 ℃.
Например, на какую плотность тока следует ориентироваться, если планируется проложить медную проводку в кабель-канале для подключения ТЭНа в сушилке, в которой будет поддерживаться температура +50 ℃?
По таблице плотность тока G для закрытой медной проводки равна 4 А/мм².
Разница между нормой температуры и планируемым режимом равна
50 – 20 = 30 ℃.
То есть понижающий коэффициент должен быть учтен трижды. Но столько это означает не 0,9 × 3, а 0,9³:
G = 4 × 0,9 × 0,9 × 0,9 = 4 × 0,9³ = 4 × 0,729 = 2,92 А/мм²
На этот показатель плотности и придется ориентироваться для создания безопасной в данных условиях проводки.
Еще один пример. Скажем, в уже рассмотренных условиях проводка прокладывается для подключения двух обогревателей мощностью по 750 ватт каждый.
Суммарная нагрузка по мощности на линию получается:
Р = 750 + 750 = 1500 Вт
Пересчитаем ее в необходимый ток при напряжении 220 вольт:
I = P / U = 1500 / 220 = 6.8 А
Нормальная плотность тока для таких условий эксплуатации была нами подсчитана – 2,92 А/мм². То есть ничего уже не стоит подсчитать то сечение медной жилы, которое обеспечит безопасную плотность:
S = I / G = 6.8 / 2.92 = 2.33 мм²
Естественно, полученное значение приводится к ближайшему с округлением в большую сторону. То есть для прокладки проводки в указанных условиях подойдет медный провод сечением 2.5 мм².
В принципе, по такому же принципу можно проводить расчеты и для любых других помещений. В том числе для линий, к которым планируется подключить несколько электрических приборов различной мощности.
При этом суммарную мощность линии можно подсчитать так:
ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) × Кс × Кз
В скобках — мощности подключаемых к линии электроприборов, от 1 до n.
Кс – так называемый коэффициент спроса. Вряд ли все подключенные в линии приборы будут работать одновременно. То есть этот коэффициент учитывает вероятность их одновременного включения.
Расчет этого коэффициента – задача непростая, так как учитывает немало нюансов. Но так как наша публикация предназначена для электриков-любителей, которые в своей работе наверняка ограничиваются своими небольшими жилыми владениями, можно задачу упростить. А конкретно: при двух приборах коэффициент оставляем равным единице. При трех ÷ четырех – 0,8. Пять ÷ шесть – 0,75. Большего количества потребителей на линии в условиях дома или квартиры вряд ли встретится, но на всякий случай, если вдруг… – коэффициент 0,7.
Кз – коэффициент запаса. Величина необязательная. Но рачительный хозяин может подумать и наперед, что, возможно, через год-другой к этой же линии придется подключать и дополнительную нагрузку, о которой пока можно только догадываться. Так что имеет смысл сразу заложить резерв, приняв коэффициент, например, от 1,5 до 2,0. Но, повторимся, дело – добровольное, и этот коэффициент можно вообще исключить из расчетов.
Еще один важный нюанс. Реальная мощность электрического прибора может оказаться выше номинальной, указанной в паспорте. Это связано с понятиями активной и реактивной мощностей.
Не будем вдаваться особо в физику этого явления, скажем лишь, что полная мощность для некоторых типов нагрузки рассчитывается по формуле:
Pп = Pn / cos φ
Pп — полная мощность;
Pn — указанная в паспорте номинальная мощность;
cos φ — коэффициент мощности, равный косинусу угла φ — смещения фаз тока и напряжения.
Такое смещение свойственно приборам с мощным электроприводом, с высокой индуктивной нагрузкой (трансформаторами, дросселями). Значение cos φ для такой техники также указывается в паспорте изделия.
Значения номинальной мощности и cos φ на шильдике асинхронного двигателя
В бытовых условиях подобные приборы встречаются нечасто, но все же если линия проводится, скажем, для питания мощного насоса, компрессора, электродвигателя, для сварочного поста – лучше этим показателем не манкировать.
А теперь можно попробовать произвести полный расчет с учетом всего сказанного выше. Для этого читателю предлагается онлайн-калькулятор.
В поля ввода программы необходимо ввести запрашиваемые данные:
- Какая проводка будет использоваться: медная или алюминиевая, расположенная открыто или закрытая.
- Напряжение в планируемой линии.
- Если в помещении предполагается какой-то специфический температурный режим, то это следует указать – выбрать из предлагаемых вариантов. Температура в комнате ниже +25℃ будет считаться нормальной – она стоит в перечне первой и учитывается по умолчанию.
- Далее, указывается мощность планируемой к подключению нагрузки. Предусмотрено до 6 разных единиц – для бытовых условий этого обычно достаточно. При этом если поле не заполняется, то мощность считается равной нулю, то есть поле в расчет не принимается.
Два последних поля позволяют учесть нагрузку с реактивной составляющей мощности, если таковая есть. Для этого помимо номинала необходимо указать и значение cos φ. По умолчанию cos φ = 0, то есть как для обычной активной нагрузки.
- В зависимости от количества подключаемых к линии приборов в алгоритме автоматически учитывается коэффициент спроса.
- Наконец, пользователь может заложить резерв мощности, повысив коэффициент запаса, от 1 до 2 с шагом 0,1.
Результат расчета будет выдан в квадратных миллиметрах сечения жилы провода (кабеля) с точностью до сотой. Естественно, после этого придется сделать округление до ближайшего стандартного размера в большую сторону.
Поиск нужного сечения кабеля с помощью таблиц
Не все и не всегда любят заниматься самостоятельными расчетами. Таким пользователям можно порекомендовать воспользоваться таблицами.
По сути, это те же расчеты, выполненные специалистами по приведённым формулам. Но только для удобства их результаты сведены в табличное представление.
Например, таблица для определения допустимого сечения (и соответствующего диаметра) жилы исходя из мощности нагрузки и (или) значения силы тока для переменного напряжения 220 вольт (ОП и ЗП — открытая и закрытая проводка соответственно):
| ОП | ЗП | ОП | ЗП | ||||||
| S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | S, мм ² | d, мм | ||
| 100 | 0,43 | 0,09 | 0,33 | 0,11 | 0,37 | 0,12 | 0,40 | 0,14 | 0,43 |
| 200 | 0.87 | 0,17 | 0,47 | 0,22 | 0,53 | 0,25 | 0,56 | 0.29 | 0,61 |
| 300 | 1,30 | 0,26 | 0,58 | 0,33 | 0,64 | 0,37 | 0,69 | 0,43 | 0,74 |
| 400 | 1,74 | 0,35 | 0,67 | 0,43 | 0,74 | 0,50 | 0,80 | 0,58 | 0,86 |
| 500 | 2.17 | 0,43 | 0,74 | 0,54 | 0,83 | 0,62 | 0,89 | 0.72 | 0,96 |
| 750 | 3,26 | 0,65 | 0,91 | 0,82 | 1,02 | 0,93 | 1,09 | 1,09 | 1,18 |
| 1000 | 4,35 | 0,87 | 1,05 | 1,09 | 1,18 | 1,24 | 1,26 | 1,45 | 1,36 |
| 1500 | 6,52 | 1,30 | 1,29 | 1,63 | 1,44 | 1,86 | 1,54 | 2,17 | 1,66 |
| 2000 | 8,70 | 1,74 | 1,49 | 2,17 | 1,66 | 2,48 | 1,78 | 2,90 | 1,92 |
| 2500 | 10,87 | 2,17 | 1,66 | 2,72 | 1,86 | 3,11 | 1,99 | 3.62 | 2,15 |
| 3000 | 13.04 | 2,61 | 1,82 | 3,26 | 2,04 | 3,73 | 2.18 | 4,35 | 2,35 |
| 3500 | 15,22 | 3,04 | 1,97 | 3,80 | 2,20 | 4,35 | 2,35 | 5.07 | 2,54 |
| 4000 | 17.39 | 3,48 | 2,10 | 4,35 | 2,35 | 4.97 | 2.52 | 5,80 | 2.72 |
| 4500 | 19,57 | 3,91 | 2,23 | 4,89 | 2,50 | 5,59 | 2,67 | 6,52 | 2,88 |
| 5000 | 21,74 | 4,35 | 2,35 | 5,43 | 2,63_ | 6,21 | 2,81 | 7.25 | 3,04 |
| 6000 | 26.09 | 5,22 | 2,58 | 6,52 | 2,88 | 7,45 | 3,08 | 8,70 | 3,33 |
| ]000 | 30,43 | 6,09 | 2,78 | 7,61 | 3,11 | 8,70 | 3,33 | 10,14 | 3,59 |
| 8000 | 34.78 | 6,96 | 2,98 | 8,70 | 3,33 | 9,94 | 3,56 | 11,59 | 3,84 |
| 9000 | 39.13 | 7,83 | 3,16 | 9,78 | 3,53 | 11,18 | 3,77 | 13,04 | 4,08 |
| 10000 | 43,48 | 8,70 | 3,33 | 10,87 | 3,72 | 12,42 | 3,98 | 14.49 | 4,30 |
Чаще встречаются несколько иные таблицы. В них приведены стандартные сечения выпускаемой кабельной продукции, и соответствующие им допустимые значения силы тока и мощности нагрузки.
Вот такая таблица для кабелей с медными жилами:
| I, A | P, кВт | I, A | P, кВт | |
| 1.5 | 19 | 4.1 | 16 | 10.5 |
| 2.5 | 27 | 5.9 | 25 | 16.5 |
| 4 | 38 | 8.3 | 30 | 19.8 |
| 6 | 46 | 10.1 | 40 | 26.4 |
| 10 | 70 | 15.4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18.7 | 75 | 49.5 |
| 25 | 115 | 25.3 | 90 | 59.4 |
| 35 | 135 | 29.7 | 115 | 75.9 |
| 50 | 175 | 38.5 | 145 | 95.7 |
| 70 | 215 | 47.3 | 180 | 118.8 |
| 95 | 260 | 57.2 | 220 | 145.2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171.6 |
Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводниками:
| I, A | P, кВт | I, A | P, кВт | |
| 2.5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11,0 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22,0 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44,0 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132,2 |
Есть таблицы, которые сразу учитывают количество токонесущих жил в одном кабель-канале (коробе, трубе и т.п.). То есть принимается в расчет взаимное тепловое влияние в условиях ограниченности теплоотвода.
Такая таблица для медных кабелей показана ниже.
(Сокращения: ОЖ – одножильный, ДЖ – двужильный, ТЖ – трехжильный).
| открыто | в одном кабель-канале | |||||
| 2×ОЖ | 3×ОЖ | 4×ОЖ | 1×ДЖ | 1×ТЖ | ||
| 0.5 | 11 | – | – | – | – | – |
| 0.75 | 15 | – | – | – | – | – |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.2 | 20 | 18 | 16 | 15 | 16 | 14.5 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
Аналогичная таблица – для кабелей с алюминиевыми проводами:
| открыто | в одном кабель-канале | |||||
| 2×ОЖ | 3×ОЖ | 4×ОЖ | 1×ДЖ | 1×ТЖ | ||
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2.5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 140 | 130 | 120 | 125 | 105 |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
При желании можно отыскать таблицы более узкой специализации, например, для воздушной прокладки проводов или для подземной, причем — еще и с учетом теплоотводных качеств того или иного грунта. Но не станем ими перегружать настоящую публикацию – она рассчитана все же на начинающих электриков, которые в своем дебюте выполняют задачи попроще.
Некоторые мастера и вовсе рекомендуют брать во внимание упрощенный вариант таблицы сечений проводов и кабелей, используемых для домашней проводки. Вот такой:
| 1,5 (2,5) | 19 | 4.1 | 10 | 16 | приборы освещения, сигнализации |
| 2,5 (4,0) | 27 | 5.9 | 16 | 25 | розеточные блоки, системы подогрева полов |
| 4,0 (6,0) | 38 | 8.3 | 25 | 32 | мощное климатическое обрудование, водонагреватели, стиральные и посудомоечные машины |
| 6,0 (10,0) | 46 | 10.1 | 32 | 40 | электроплиты и электродуховки |
| 10,0 (16,0) | 70 | 15.4 | 50 | 63 | входные линии электропитания |
По большому счету, так оно обычно и получается.
Но напоследок рассмотрим еще один важный нюанс.
Возможная поправка сечения жилы на сопротивление линии
Любой проводник обладает собственным сопротивлением – об этом мы говорили в самом начале статьи, когда приводили значения удельного сопротивления материалов, меди и алюминия.
Оба этих металла обладают весьма достойной проводимостью, и на участках небольшой протяженности собственное сопротивление линии не оказывает сколь-нибудь значимого влияния на общие параметры цепи. Но если планируется прокладка линии большой протяженности, или, например, изготавливается удлинитель-переноска большой длины для работы на значительном удалении от дома, то собственное сопротивление желательно просчитать, и сравнить вызываемое им падение напряжения с напряжением питания. Если падение напряжения получается более 5% от номинала напряжения в цепи, правила эксплуатации электроустановок предписывают брать кабель с жилами большего сечения.
Например, изготавливается переноска для сварочного инвертора. Если сопротивление самого кабеля будет чрезмерным, провода под нагрузкой будут сильно перегреваться, а напряжения и вовсе может оказаться недостаточно для корректной работы аппарата.
Собственное сопротивление кабеля можно вычислить по формуле:
Rk = 2 × ρ × L / S
Rk — собственное сопротивление кабеля (линии), Ом;
2 — длина кабеля удваивается, так как учитывается весь путь прохождения тока, то есть «туда и обратно»;
ρ — удельное сопротивление материала жил кабеля;
L — длина кабеля, м;
S — площадь поперечного сечения жилы, мм².
Предполагается, что нам уже известно, с каким током придется иметь дело при подключении нагрузки — об этом уже не раз рассказывалось в настоящей статье.
Зная силу тока, несложно по закону Ома вычислить падение напряжения, а затем сравнить его с номиналом.
Ur = Rk × I
ΔU (%) = (Ur / Uном) × 100
Если проверочный результат получается более 5%, то следует увеличить сечение жил кабеля на один шаг.
Быстро провести такую проверку поможет еще один онлайн-калькулятор. Дополнительных пояснений он, думается, не потребует.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:
- Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
- Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.
Для чего необходим расчет кабеля
В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:
где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:
R = ρ · L/S (2),
где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.
Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.
Выбираем сечение по мощности
Выбор сечения провода в зависимости от мощности тока начинается с проведения небольших расчётов. Для этого следует сложить общую мощность электрических устройств, которые будут одновременно включаться в квартире. На каждом приборе обычно указывается его мощность в ваттах или киловаттах. В будущем возможно приобретение новых бытовых электроприборов, поэтому к полученной суммарной мощности нужно прибавить ещё 1-2 киловатта.
Для устройства внутридомовой электропроводки рекомендуется использовать медные кабели. Они, хотя и стоят дороже алюминиевых, но обладают большей гибкостью, долговечностью и лучшей электропроводностью. Ниже представлены таблицы выбора сечения кабеля по мощности и силе тока для медной проводки.
Таблица 1. Вычисление мощности медной однофазной проводки напряжением в 220 вольт:
| Мощность тока (кВт) | Сила тока (амперы) | Сечение провода (кв. мм) |
| 4,1 | 19 | 1,5 |
| 5,9 | 27 | 2,5 |
| 8,3 | 38 | 4 |
| 10,1 | 46 | 6 |
| 15,4 | 70 | 10 |
| 18,7 | 85 | 16 |
| 25,3 | 115 | 25 |
| 29,7 | 135 | 35 |
| 38,5 | 175 | 50 |
| 47,3 | 215 | 70 |
| 57,2 | 260 | 95 |
| 66 | 300 | 120 |
Таблица 2. Подбор сечения кабеля для медной трёхфазной проводки напряжением в 380 вольт.
| Мощность тока (кВт) | Сила тока (амперы) | Сечение провода (кв. мм) |
| 10,5 | 16 | 1,5 |
| 16,5 | 25 | 2,5 |
| 19,8 | 30 | 4 |
| 26,4 | 40 | 6 |
| 33 | 50 | 10 |
| 49,5 | 75 | 16 |
| 59,4 | 90 | 25 |
| 75,9 | 115 | 35 |
| 95,7 | 145 | 50 |
| 118,8 | 180 | 70 |
| 145,2 | 220 | 95 |
| 171,6 | 260 | 120 |
Таблица сечения проводки в зависимости от силы и мощности тока для алюминиевых проводов выглядит иначе. В представленных выше таблицах приведены показатели соотношения сечение – ток, в зависимости от его мощности и силы. Сила тока, проходящего по проводнику, не является постоянной величиной, и может изменяться в зависимости от следующих показателей:
- Длина провода.
- Размера сечения.
- Показатель удельного сопротивления материала, из которого он сделан.
- Температура проводника. С нагревом проводки сила тока падает.
Ниже показаны соотношения «сила тока – сечение провода» для различных вариантов прокладки. Основные цифры отдельно указаны для медных и алюминиевых проводов.
Таблица 3. Подбор сечения кабеля по мощности для алюминиевой однофазной проводки напряжением в 220 вольт.
| Мощность тока (кВт) | Сила тока (амперы) | Сечение провода (кв. мм) |
| 4,4 | 20 | 2,5 |
| 6,1 | 28 | 4 |
| 7,9 | 36 | 6 |
| 11 | 50 | 10 |
| 13,2 | 60 | 16 |
| 18,7 | 85 | 25 |
| 22 | 100 | 35 |
| 29,7 | 135 | 50 |
| 36,3 | 165 | 70 |
| 44 | 200 | 95 |
| 50,6 | 230 | 120 |
Таблица 4. Подбор сечения кабеля для алюминиевой трёхфазной проводки напряжением 380 вольт.
| Мощность тока (кВт) | Сила тока (амперы) | Сечение провода (кв. мм) |
| 12,5 | 19 | 2,5 |
| 15,1 | 23 | 4 |
| 19,8 | 30 | 6 |
| 25,7 | 39 | 10 |
| 36,3 | 55 | 16 |
| 46,2 | 70 | 25 |
| 56,1 | 85 | 35 |
| 72,6 | 110 | 50 |
| 92,4 | 140 | 70 |
| 112,2 | 170 | 95 |
| 132,2 | 200 | 120 |
Расчет сечения по току
Расчеты необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов представят более точные результаты. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д.
Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:
- выбор мощности всех потребителей;
- расчет токов, проходящих по проводнику;
- выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.
Для этого варианта расчёта мощность потребителей по току с напряжением берется без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.
Этап #1 — расчет силы тока по формулам
Тем, кто подзабыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в форме графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:
«Классическое колесо» наглядно демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)
Выпишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:
I = P/Uл,
Где:
- I — cила тока, принимается в амперах;
- P — мощность в ваттах;
- Uл — линейное напряжение в вольтах.
Линейное напряжение в общем случае зависит от источника электроснабжения, бывает одно- и трехфазным.
Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:
- Uл = U*cosφ в случае однофазного напряжения.
- Uл = U*√3*cosφ в случае трехфазного напряжения.
Для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, поэтому линейное напряжение можно переписать:
- Uл = 220 В для однофазного напряжения.
- Uл = 380 В для трехфазного напряжения.
Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:
I = (I1+I2+…IN)*K*J,
Где:
- I – суммарная сила тока в амперах;
- I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах;
- K – коэффициент одновременности;
- J – коэффициент запаса.
Коэффициенты K и J имеют те же значения, что были применены при расчете полной мощности.
Может быть случай, когда в трехфазной сети через разные фазные проводники течет ток неравнозначной силы.
Такое происходит, когда к трехфазному кабелю подключены одновременно однофазные потребители и трехфазные. Например, запитан трехфазный станок и однофазное освещение.
Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывают сечение многожильного провода? Ответ прост — вычисления производят по наиболее нагруженной жиле.
Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам
В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭУ) приведен ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля.
Проводимость проводника зависит от температуры. Для металлических проводников с повышением температуры повышается сопротивление.
При превышении определенного порога процесс становится автоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, тем выше сопротивление и т.д. пока проводник не перегорает или вызывает короткое замыкание.
Следующие две таблицы (3 и 4) показывают сечение проводников в зависимости от токов и способа укладки.
Таблица 3. Первое, необходимо выбрать способ укладки проводов, от этого зависит, на сколько эффективно происходит охлаждение (+)
Кабель отличается от провода тем, что у кабеля все жилы, оснащенные собственной изоляцией, скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельных изделий написано в этой статье.
Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения проводников, однако на практике сечения ниже 3 мм2 открыто не прокладывают по соображениям механической прочности (+)
При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:
- 0,68 если 5-6 жил;
- 0,63 если 7-9 жил;
- 0,6 если 10-12 жил.
Понижающие коэффициенты применяются к значениям токов из столбца «открыто».
Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.
По нормативам ПЭУ выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току, производится как не менее 50% от фазной жилы.
Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого длительного тока при прокладке его в земле.
Таблица 5. Зависимости допустимого длительного тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или земле
Токовая нагрузка при прокладке открыто и при углублении в землю различаются. Их принимают равными, если прокладка в земле проводится с применением лотков.
Таблица 6. Зависимости допустимого длительного тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или земле
Для устройства временных линий снабжения электроэнергией (переноски, если для частного пользования) применяется следующая таблица (7).
Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных кабелей, прожекторных кабелей, гибких переносных проводов. Применяется только медных проводников
Когда прокладка кабелей производится в грунте помимо теплоотводных свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):
Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от типа и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабелей (+)
Расчет и выбор медных жил до 6 мм2 или алюминиевых до 10 мм2 ведется как для длительного тока.
В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:
0,875 * √Тпв
где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.
Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.
При выборе кабеля для разводки электричества в деревянном доме особое внимание уделяют его огнестойкости.
Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере
Задача: рассчитать необходимое сечение медного кабеля для подключения:
- трехфазного деревообрабатывающего станка мощностью 4000 Вт;
- трехфазного сварочного аппарата мощностью 6000 Вт;
- бытовой техники в доме общей мощностью 25000 Вт;
Подключение будет произведено пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.
Изоляция кабельно-проводниковой продукции рассчитывается на конкретное значение рабочего напряжения. Следует учитывать, что указанное производителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети
Решение.
Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:
Uл = 220 * √3 = 380 В
Шаг # 2. Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:
Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт
Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт
Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:
Iтех = 35700 / 220 = 162 А
Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:
Iобор = 14300 / 380 = 38 А
Шаг # 5. Необходимый ток для подключения бытовой техники посчитан из расчета одной фазы. По условию задачи имеется три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты предположим равномерное распределение:
Iтех = 162 / 3 = 54 А
Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:
Iф = 38 + 54 = 92 А
Шаг # 7. Оборудование и бытовая техника работать одновременно не будут, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:
Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А
Шаг # 8. Хотя в составе кабеля имеется 5 жил, в расчет берется только три фазные жилы. По таблице 8 в столбце трехжильный кабель в земле находим, что току в 115 А соответствует сечение жилы 16 мм2.
Шаг # 9. По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристики земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.
Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:
D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм
Если бы расчет производился только по мощности, без учета особенностей прокладки кабеля, то сечение жилы составит 25 мм2. Расчет по силе тока сложнее, но иногда позволяет экономить значительные денежные средства, особенно когда речь идет о многожильных силовых кабелях.
О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть тут.
Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?
Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.
Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.
Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.
Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:
- Телевизор — 160 Вт
- Холодильник — 300 Вт
- Освещение — 500 Вт
- Персональный компьютер — 550 Вт
- Пылесос — 600 Вт
- СВЧ-печь — 700 Вт
- Электрочайник — 1150 Вт
- Утюг — 1750 Вт
- Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
- Стиральная машина — 2650 Вт
- Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.
Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.
Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)
Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:
I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )
где:
I — сила тока;
- P — мощность всех потребителей энергии в сумме
- K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
- U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
- cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.
Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:
I = P / U
Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.
Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.
Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:
Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:
Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.
Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)
А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.
Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
Где:
- I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
- U — фазовое напряжение, 220V
- Cos φ — угол сдвига фаз
- P — показывает общее потребление всех электроприборов
Cos φ — в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.
Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.
Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.
Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3. Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:
U линейное = √3 × U фазное
Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).
Расчёт сечения кабеля по мощности и длине
Из-за сопротивления материала происходит некоторая потеря напряжения при прохождении тока сквозь проводник. Чем длиннее проводка, тем большая величина этих потерь. Однако, ощутимые потери могут возникнуть на линиях электропередач протяжённостью, измеряемой километрами. Для бытовой проводки они столь несущественны, что ими можно вполне пренебречь.
Рассчитываются основные показатели электротока по следующим формулам:
- Сила тока: I = Р / (U cos ф), где:
I – искомая сила тока.
Р – мощность.
U – напряжение.
cos ф – коэффициент, применяемый для бытовой проводки. Обычно принимается за единицу. - Сопротивление провода: Rо=р L / S, где:
Rо – удельное сопротивление проводника.
р – удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен (медь или алюминий).
L – длина проводки.
S – площадь сечения провода.
Выбираем сечение кабеля по мощности
Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.
Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока
Выбор сечения провода по длине
Вы должны знать о том, что длина провода (кабеля) влияет на напряжение. Чем длиннее линия, тем больше потеря напряжения. Чтобы этого избежать нужно увеличивать сечение проводника. Как это все подсчитать?
Пример.
У вас в быту есть некие потребители электроэнергии, в сумме они составляют 5000 Вт или 5 кВт. Длина до этих потребителей от автоматического выключателя равно 25 м. Так как электроэнергия поступает по одному проводу, а возвращается по другому проводу, то длина увеличивается вдвое и равна 50 м.
Дальше нам нужно найти силу тока (I). Как найти вы уже знаете. Нужно мощность разделить на напряжение:
I=P/U
I = 5000/220 = 22,72 А
С помощью силы тока (А) или мощности (Р) в таблице 2 определяем сечение провода. По таблице это 1,5 мм² медного провода.
Так как провод имеет свое сопротивление (R) мы производим расчет с учетом следующих данных по формуле:
R = p × L/S
где:
R – сопротивление проводника, Ом;
p – удельное сопротивление, Ом · мм²/м;
L – длина провода, м;
S – площадь поперечного сечения, мм².
Из формулы: величина (р) это всегда постоянная величина. Для меди она равна 0,0175, а для алюминия – 0,0281.
Вычисляем:
R = 0,0175 × 50/1,5 = 0,583 Ом
Теперь нужно высчитать потери напряжения по формуле:
dU = I·R
где,
dU – потеря напряжения, В;
I– сила тока, А;
R– сопротивление проводника, ОМ.
dU = 22,72 × 0,583 = 13,24 В
После этого расчета нужно узнать процентное соотношение потерь напряжения. Если оно будет выше 5 %, то проводник следует выбрать на одну позицию выше ссылаясь на таблицу 2.
Считаем:
13,24 В / 220 В × 100% = 6,01%
Так как процентное соотношение потерь напряжения выше 5%, то сечение провода (кабеля) вместо 1.5 мм² выбираем 2.5 мм².
Токовые нагрузки в сетях с постоянным током
В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по-другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают).
Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую сторону допустимы).
Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:
U = ((p l) / S) I
- где:
- U — напряжение постоянного тока, В
- p — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м
- l — длина провода, м
- S — площадь поперечного сечения, мм2
- I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.
Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице.
Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата — 20А.
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.
Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.
Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Расчёт для помещений
Предыдущий расчёт позволил точно вычислить материал и сечение вводного кабеля, по которому будет идти общая максимальная нагрузка. Теперь следует произвести аналогичные расчёты по каждому помещению и его группам. И вот почему: нагрузка на розеточные группы может значительно отличаться.
Так, розетки с подключённой стиральной машиной и феном нагружены гораздо больше, чем розетка для миксера и кофеварки на кухне. Поэтому не стоит «упрощать» задачу, без раздумий укладывая провод сечением 2,5 квадрата на розетки, так как иногда этого просто не хватит.
Следует помнить, что суммарная нагрузка в помещении состоит из 1) силовой и 2) осветительной. И если с осветительной нагрузкой всё ясно – она выполняется медным проводом с сечением в 1,5 мм кв., то с розетками не так всё просто.
Следует помнить, что обычно кухня и ванная комната – наиболее «нагруженные» линии, так как именно там расположены холодильник, электрочайник, бойлер, микроволновка, а иногда и стиральная машинка. Поэтому лучше всего распределить эту нагрузку по различным розеточным группам, а не использовать блок на 5-6 розеток.
Иногда от «специалистов» можно услышать, что для розеток в остальных помещениях достаточно и «кабеля-полторушки», однако выдели бы вы те чёрные полосы, видные из-под обоев, которые оставляет после себя прогоревший кабель после включения в него масляного обогревателя или тепловентилятора!
- Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:
- ППВ — медный плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
- АППВ — алюминиевый плоский двух- или трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой или неподвижной открытой проводки;
- ПВС — медный круглый, количество жил — до пяти, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой проводки;
- ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, гибкий, для подключения бытовых приборов к источникам питания;
- ВВГ — кабель медный круглый, до четырех жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;
- ВВП — кабель медный круглый одножильный с двойной ПВХ (поливинилхлорид) изоляцией, П — плоский (токопроводящие жилы расположены в одной плоскости).
Что необходимо для расчёта по нагрузке
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.
Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
Для однофазной сети напряжением 220 В:
- Где:
- Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В;
- COSφ — коэффициент мощности.
Для трёхфазной сети напряжением 380 В:
| LCD-телевизор | 140-300 |
| Холодильник | 300-800 |
| Пылесос | 800-2000 |
| Компьютер | 300-800 |
| Электрочайник | 1000-2000 |
| Кондиционер | 1000-3000 |
| Освещение | 300-1500 |
| Микроволновая печь | 1500-2200 |
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.
Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
Общепринятые сечения для проводки в квартире
Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.
Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.
Источники
- https://pue8.ru/kabelnye-linii/264-kak-vybrat-kabel.html
- https://first-apartment.ru/sechenie-provoda.html
- https://YDoma.info/ehlektrotekhnika/vybor-podgotovka-montazh-provoda/electricity-vybor-secheniya-provoda.html
- https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/elektroxozyajstvo/raschet-secheniya-kabelya-po-toku.html
- https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
- https://vodatyt.ru/elektrika/raschet-secheniya-kabelya.html
- https://sovet-ingenera.com/elektrika/provodka/raschyot-secheniya-kabelya.html
- https://elektro.guru/kabel-i-provoda/raschet-secheniya-provodov-i-kabeley-po-potreblyaemoy-moschnosti-tablicy.html
- https://stroychik.ru/elektrika/vybor-secheniya-kabelya
- https://electromc.ru/vybor-secheniya-provoda/
[свернуть]
Подбор кабеля
Первоочередным параметром для выбора сечения кабеля (провода) является ток нагрузки.
В том случае, если в качестве входного параметра известна потребляемая мощность (P),
ток нагрузки (I) расчитывается следующим образом:
Одна фаза, либо постоянное напряжение, U:
I = P / U
Три фазы (переменное напряжение), U:
I = P / (1,73*U)
* Данный алгоритм подбора сечения кабеля носит информативный характер.Для получения более точной информации следует обратиться к специалисту.
| Номинальное сечение жилы, мм2 | |||||||||
| Допустимые токовые нагрузки кабелей с алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, напряжение до 3 кВ включительно, А | |||||||||
| одножильных | двужильных | трехжильных | четырехжильных | пятижильных | |||||
| на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле |
| Номинальное сечение жилы, мм2 | |||||||||
| Допустимые токовые нагрузки кабелей с медными жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластиката, напряжение до 3 кВ включительно, А | |||||||||
| одножильных | двужильных | трехжильных | четырехжильных | пятижильных | |||||
| на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле | на воздухе | на земле |
Выбор сечения кабеля по току. Расчет падения напряжения в проводах
В процессе ремонта обычно всегда проводится замена. старая проводка. Это связано с тем, что в последнее время появилось много полезной бытовой техники, облегчающей жизнь хозяйкам. Более того, они потребляют много энергии, которую старая проводка просто не выдерживает. К таким электроприборам относятся стиральные машины, электрические духовки, электрические чайники, микроволновые печи и т. Д.
При прокладке электрических проводов следует знать, какое сечение нужно проложить для того, чтобы запитать тот или иной электроприбор или группу электроприборов. Как правило, выбор делается как по потребляемой мощности, так и по силе тока, потребляемого электроприборами. В этом случае необходимо учитывать как способ прокладки, так и длину провода.
Сделать выбор сечения кабеля по мощности нагрузки достаточно просто.Это может быть отдельная нагрузка или комбинация нагрузок.
Каждый бытовой прибор, особенно более новый, сопровождается документом (паспортом), в котором указаны его основные технические данные. Кроме того, такие же данные имеются на специальных табличках, прикрепленных к корпусу изделия. На этой табличке, которая находится сбоку или позади устройства, указывается страна-производитель, его серийный номер и, конечно же, его потребляемая мощность в ваттах (Вт) и ток, который устройство потребляет в амперах (A).На изделиях отечественного производителя мощность может быть указана в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). На импортных моделях присутствует буква W. Кроме того, указывается потребляемая мощность как «TOT» или «TOT MAX».
Пример аналогичной таблички, на которой указана основная информация об устройстве. Такую табличку можно найти на любом техническом устройстве.
В том случае, если не удается узнать необходимую информацию (надпись на табличке стерта или еще нет бытовой техники) можно примерно узнать, сколько мощности у самой распространенной бытовой техники.Все эти данные можно найти в таблице. В основном электрические приборы стандартизированы по потребляемой мощности, и особого разброса данных нет.
В таблице выбираются именно те электроприборы, которые планируется приобрести, и фиксируются их текущее потребление и мощность. Из списка лучше выбирать индикаторы, имеющие максимальные значения. В этом случае просчитаться не удастся и разводка будет надежнее.Дело в том, что чем толще кабель, тем лучше, так как проводка намного меньше греется.
Как делается выбор?
При выборе провода следует просуммировать все нагрузки, которые будут подключены к этому проводу. При этом следует проверить, что все показатели выписаны либо в ваттах, либо в киловаттах. Чтобы перевести индикаторы в одно значение, вы должны либо разделить, либо умножить числа на 1000. Например, чтобы преобразовать в ватты, вы должны умножить все числа (если они указаны в киловаттах) на 1000: 1.5 кВт = 1,5х1000 = 1500 Вт. При обратном переводе действия производятся в обратном порядке: 1500 Вт = 1500/1000 = 1,5 кВт. Обычно все расчеты производятся в вате. После таких расчетов кабель выбирается по соответствующей таблице.
Таблицу можно использовать следующим образом: найдите соответствующий столбец, в котором указано напряжение питания (220 или 380 вольт). В этом столбце есть цифра, соответствующая потребляемой мощности (нужно брать чуть большее значение).В строке, соответствующей потребляемой мощности, в первом столбце указано сечение провода, которое можно использовать. Отправляясь в магазин за кабелем, следует поискать провод, сечение которого соответствует рекордам.
Какой провод использовать — алюминиевый или медный?
В этом случае все зависит от потребляемой мощности. К тому же медный провод выдерживает нагрузку вдвое больше, чем алюминий. Если нагрузки большие, то лучше отдать предпочтение медной проволоке, так как она будет тоньше и легче прокладывается.К тому же его проще подключать к электрооборудованию, в том числе к розеткам и выключателям. К сожалению, у медной проволоки есть существенный минус: она стоит намного дороже алюминиевой. Несмотря на это, он прослужит намного дольше.
Как рассчитать сечение кабеля по току
Большинство мастеров рассчитывают диаметр проволоки исходя из потребления тока. Иногда это упрощает задачу, особенно если знать, какой ток выдерживает провод той или иной толщины.Для этого необходимо выписать все показатели текущего потребления и подвести итоги. Сечение провода можно выбрать из этой же таблицы, только теперь нужно искать столбец, где указан ток. Как правило, всегда выбирается более высокое значение надежности.
Например, для подключения варочной панели, которая может потреблять максимальный ток до 16А, необходимо выбрать медный провод. Обратившись за помощью к таблице, желаемый результат можно найти в третьем столбце слева.Так как значения 16А нет, выбираем самое близкое, самое — 19А. Для этого тока подходит значение поперечного сечения кабеля 2,0 мм в квадрате.
Как правило, при подключении мощных бытовых приборов они питаются отдельными проводами, с установкой отдельных автоматических выключателей. Это значительно упрощает процесс выбора проводов. Кроме того, это часть требований к современной проводке. К тому же это практично. В экстренных случаях нет необходимости полностью отключать электричество во всем доме.
Не рекомендуется выбирать провода с меньшим значением. Если кабель будет постоянно работать на максимальных нагрузках, это может привести к аварийным ситуациям в электросети. Результатом может стать возгорание при неправильном выборе автоматических выключателей. При этом следует знать, что они не защищают провода от возгорания, и вы не сможете выбрать точный ток, чтобы он мог защитить провода от перегрузки. Дело в том, что они не регулируются и выпускаются по фиксированному значению тока.Например, на 6А, 10А, 16А и т. Д.
Выбор провода с запасом позволит в дальнейшем установить на эту линию другой электроприбор, а то и несколько, если он соответствует норме потребления тока.
Расчет мощности и длины кабеля
Если брать во внимание среднестатистическую квартиру, то длина проводов не достигает таких значений, чтобы учесть этот фактор. Несмотря на это, бывают случаи, когда при выборе проволоки следует учитывать их длину.Например, вы хотите подключить частный дом от ближайшего столба, который может находиться на значительном удалении от дома.
При значительных токах потребления длинный провод может повлиять на качество передачи энергии. Это связано с потерями в самом проводе. Чем больше длина провода, тем больше потери в самом проводе. Другими словами, чем больше длина провода, тем больше будет падение напряжения в этой области. Применительно к нашему времени, когда качество электроснабжения оставляет желать лучшего, подобный фактор играет немалую роль.
Чтобы это узнать, снова нужно обратиться к таблице, где можно определить сечение провода в зависимости от расстояния до точки питания.
Таблица для определения толщины провода в зависимости от мощности и расстояния.
Метод внешней и внутренней проводки
Ток, протекающий по проводнику, заставляет его нагреваться, так как он имеет определенное сопротивление. Таким образом, чем больше ток, тем больше тепла выделяется на нем при одинаковом поперечном сечении.При одинаковом потреблении тока на проводниках меньшего диаметра выделяется больше тепла, чем на проводниках большей толщины.
В зависимости от условий прокладки, количество тепла, выделяемого на проводнике, также изменяется. При открытой прокладке, когда проволока активно охлаждается воздухом, можно отдать предпочтение более тонкой проволоке, а при закрытой прокладке и минимизации ее охлаждения лучше выбирать более толстые.
Аналогичную информацию также можно найти в таблице.Принцип выбора тот же, но с учетом еще одного фактора.
И, наконец, самое главное. Дело в том, что в наше время производитель старается сэкономить на всем, в том числе и на материале для проводов. Очень часто заявленный раздел не соответствует действительности. Если продавец не информирует покупателя, то лучше провести замер толщины провода на месте, если это критично. Для этого достаточно взять штангенциркуль и измерить толщину провода в миллиметрах, а затем рассчитать его сечение по простой формуле 2 * Pi * D или Pi * R в квадрате.Где Pi — постоянное число 3,14, а D — диаметр провода. В другой формуле соответственно Pi = 3,14, а R в квадрате — это радиус в квадрате. Радиус очень легко вычислить, просто разделите диаметр на 2.
Некоторые продавцы прямо указывают на несоответствие заявленного сечения фактическому. Если провод подбирается с большим запасом, то это совсем не важно. Основная проблема в том, что цена на провод, по сравнению с его сечением, не занижена.
Выбор сечения провода для постоянного тока. Падение напряжения (объяснение в статье)
Говорят, когда-то между Эдисоном и Теслой было соперничество — какой ток выбрать для передачи на большие расстояния — переменный или постоянный? Эдисон был сторонником использования постоянного тока для передачи электричества. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.
Впоследствии, как известно, победила Tesla. Сейчас в России широко применяется переменный ток частотой 50 Гц.Такой ток дешевле передавать на большие расстояния. Хотя есть специальные линии электропередачи для постоянного тока.
А если использовать высокие напряжения (например 110 или 10 кВ), то на проводах существенная экономия по сравнению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье о.
Падение напряжения на проводе
Статья будет конкретной, с теоретическими расчетами и формулами. Если вас не интересует, что откуда и почему, советую сразу перейти к Таблица 2 — Выбор сечения провода в зависимости от тока и падения напряжения.
2. Синий цвет — когда использование слишком толстой проволоки экономически и технически нецелесообразно и дорого. Для порога я взял падение менее 1 В на длине 100 м.
Как пользоваться таблицей выбора секций?
Использовать таблицу 2 очень просто. Например, вам нужно запитать определенное устройство током 10А и постоянным напряжением 12В. Длина линии 5 м. На выходе блока питания можем выставить напряжение 12.5 В, следовательно, максимальное падение 0,5 В.
В наличии — провод сечением 1,5 кв. Что мы видим из таблицы? На 5 метрах при токе 10 А теряем 0,1167 В х 5м = 0,58 В. Вроде подходит, учитывая, что большинство потребителей терпят отклонение в + -10%.
Но. Ведь у нас на самом деле два, плюс и минус, эти два провода образуют кабель, на котором падает напряжение питания. А поскольку общая длина составляет 10 метров, перепад фактически будет 0,58 + 0,58 = 1.16 В.
Другими словами, в данной ситуации на выходе БП будет 12,5 Вольт, а на входе устройства — 11,34. Этот пример актуален для.
И это без учета переходного сопротивления контактов и несовершенства провода («проба» меди не та, примеси и т.д.)
Следовательно, такой кусок кабеля скорее всего не подходит, нужен провод сечением 2,5 квадрата. Это даст 0.Падение 7 В на линии 10 м, что приемлемо.
А если другого провода нет? Есть два способа уменьшить потери напряжения в проводах.
1. Разместите источник питания 12,5 В как можно ближе к нагрузке. Если взять пример выше, нам подойдет 5 метров. Они всегда делают это, чтобы сэкономить на проводе.
2. Увеличьте выходное напряжение источника питания. Это чревато тем, что при уменьшении тока нагрузки напряжение на нагрузке может возрасти до недопустимых пределов.
Например, в частном секторе на выходе трансформатора (подстанции) установлено 250-260 вольт, в домах возле подстанции лампочки горят как свечи. То есть ненадолго. А жители на окраине района жалуются, что напряжение нестабильно, падает до 150-160 вольт. Потеря 100 вольт! Умножив на ток, можно вычислить мощность, которая обогревает улицу, и кто за нее платит? Мы, засчитываем в квитанцию о «проигрыше».
Вывод по выбору сечения провода для постоянного напряжения:
Чем короче и толще провод, по которому протекает постоянный ток, чем меньше падение напряжения на нем, тем лучше .То есть потери напряжения в проводах минимальны.
Если посмотреть таблицу 2, то нужно выбирать значения сверху направо, не заходя в «синюю» зону.
Для переменного тока ситуация такая же, но вопрос стоит не так остро — там мощность передается повышением напряжения и понижением тока. См. Формулу (1).
В заключении — таблица, в которой падение постоянного напряжения установлено до 2%, а напряжение питания — 12 В.Желаемый параметр — максимальная длина провода.
Внимание! Это относится к двухпроводной линии, например, к кабелю, содержащему 2 провода. То есть случай, когда по кабелю длиной 1 м ток проходит по 2 м, туда и обратно. Привел такой вариант, потому что он чаще всего встречается на практике. Для одного провода, чтобы узнать падение напряжения на нем, нужно число внутри таблицы умножить на 2. Спасибо внимательным читателям!
Таблица 3. Максимальная длина проводов при падении постоянного напряжения 2%.
S, мм² 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 75 100 1 7 10,91 17,65 28,57 42,86 70,6 109,1 176,5 244,9 — — — 2 3,53 5,45 8,82 14,29 21,4 35,3 54,5 88,2 122,4 171,4 — — 4 1,76 2,73 4,41 7,14 10,7 17,6 27,3 44,1 61,2 85,7 130,4 — 6 1,18 1,82 2,94 4,76 7,1 11,7 18,2 29,4 40,8 57,1 87 117,6 8 0,88 1,36 2,2 3,57 5,4 8,8 13,6 22 30,6 42,9 65,25 88,2 10 0,71 1 1,76 2,86 4,3 7,1 10,9 17,7 24,5 34,3 52,2 70,6 15 — 0,73 1,18 1,9 2,9 4,7 7,3 11,8 16,3 22,9 34,8 47,1 20 — — 0,88 1,43 2,1 3,5 5,5 8,8 12,2 17,1 26,1 35,3 25 — — — 1,14 1,7 2,8 4,4 7,1 9,8 13,7 20,9 28,2 30 — — — — 1,4 2,4 3,6 5,9 8,2 11,4 17,4 23,5 40 — — — — — 1,8 2,7 4,4 6,1 8,5 13 17,6 50 — — — — — — 2,2 3,5 4,9 6,9 10,4 14,1 100 — — — — — — — 1,7 2,4 3,4 5,2 7,1 150 — — — — — — — — — 2,3 3,5 4,7 200 — — — — — — — — — — 2,6 3,5 Наша полуторка по этой таблице может иметь длину всего 1 метр.На него упадет 2%, или 0,24В. Проверяем по формуле (4) — все сходится.
Если напряжение выше (например, 24 В постоянного тока), то длина может быть соответственно больше (в 2 раза).
Все вышесказанное касается не только постоянного, но и низкого напряжения в целом. И при выборе площади сечения в таких случаях следует руководствоваться не только нагревом провода, но и падением напряжения на нем. Например, с.
Прокомментируйте, пожалуйста, статью, которая как теория совпадает с практикой?
В Правилах устройства электроустановок четко прописано, сколько тока нужно потреблять в общей городской квартире, и, соответственно, кабель какого сечения в ней следует использовать.Его параметры: площадь сечения 2,5 мм², диаметр 1,8 мм, токовая нагрузка 16 А. Конечно, увеличение количества бытовой техники меняет эти показатели, поэтому советуем использовать медный кабель с площадью u200b4 мм², диаметр 2,26 мм, выдерживающий токовую нагрузку 25 А.
Для частного дома эти показатели производительности тоже приемлемы. Но нужно учитывать тот момент, что в квартире или доме электрическая цепь разбита на контуры (шлейфы), которые будут подвергаться различным нагрузкам в зависимости от мощности потребителя.Поэтому необходимо сделать выбор сечения кабеля по току (таблица ПУЭ в этом случае — хороший помощник).
Расчет сечения провода
Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть каждый человек, у которого под рукой нет интернета, где ПУЭ с таблицами находится в свободном доступе, может самостоятельно рассчитать сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.
Если рассматривать сечение кабеля, то это круг определенного диаметра.Существует формула площади круга:
S = 3,14 * D² / 4, где 3,14 — число Архимеда, «D» — диаметр измеряемой жилы. Формулу можно упростить: S = 0,785 * D².
Если провод состоит из нескольких жил, то измеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем суммируются все показатели. А как рассчитать сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тонких проводов? Процесс немного сложный, но не намного.Для этого вам нужно будет рассчитать количество проводов в одной жиле, измерить диаметр одного провода, рассчитать его площадь по описанной формуле и умножить этот показатель на количество проводов. Это будет сечение одной жилы. Теперь нужно умножить это значение на количество ядер.
Если нет желания считать проводки и измерять их размер, достаточно измерить диаметр одной жилы, состоящей из нескольких проводов. Снимайте мерки осторожно, чтобы не раздавить сердцевину.Обратите внимание, что этот диаметр неточный, потому что между проводами есть зазор. Следовательно, полученное значение необходимо умножить на понижающий коэффициент 0,91.
Соотношение тока и поперечного сечения
Чтобы понять, как работает электрический кабель, нужно вспомнить обычную водопроводную трубу. Чем больше его диаметр, тем больше воды будет проходить через него. То же самое и с проводами. Чем больше их площадь, тем больше через них протекает ток. В этом случае кабель не будет перегреваться, что является важнейшим требованием правил пожарной безопасности.
Следовательно, сечение — токовая жила является основным критерием, который используется при выборе электрических проводов в электропроводке. Поэтому для начала нужно выяснить, сколько бытовой техники и какая суммарная мощность будет подключена к каждому шлейфу. Например, на кухне требуется установить холодильник, микроволновую печь, кофемолку и кофеварку, иногда посудомоечную машину электрочайника. То есть все эти устройства могут быть включены одновременно.Поэтому в расчетах и используется общая вместимость помещения.
Энергопотребление каждого устройства можно узнать из паспорта товара или на бирке. Например, обозначим некоторые из них:
- Чайник — 1-2 кВт.
- Микроволновая печь и мясорубка 1,5-2,2 кВт.
- Кофемолка и кофеварка — 0,5-1,5 кВт.
- Холодильник 0,8 кВт.
Узнав мощность, которая будет действовать на проводку, вы можете выбрать ее сечение из таблицы.Мы не будем рассматривать все показатели этой таблицы, покажем те, которые преобладают в повседневной жизни.
- Сила тока 16 А, сечение кабеля 2,7 мм², диаметр провода 1,87 мм.
- 25 А — 4,2 — 2,32.
- 32 А — 5,3 — 2,6.
- 40 А — 6,7 — 2,92.
Но есть нюансы. Например, вам нужно подключить стиральную машину. Специалисты рекомендуют такие мощные устройства от распределительного щита проводить отдельную цепь, запитав ее на отдельном автомате.Так вот и потребляемая мощность стиральной машины — 4 кВт, а это ток 18 А. В таблице ПУЭ этого показателя нет, поэтому необходимо привести его к ближайшему большему, а это 20 А, чтобы который подходит под контур с поперечным сечением 3,3 мм² и диаметром 2,05 мм. Опять же, нет провода с этим значением, что означает, что мы подводим его к ближайшему большему значению. Это 4 мм². Кстати, таблица типоразмеров электрических проводов также доступна в Интернете бесплатно.
Внимание! Если у вас под рукой не оказалось кабеля нужного сечения, то вы можете заменить его двумя, тремя и так далее проводами меньшей площади, которые соединены параллельно. При этом их полное сечение должно совпадать с номинальным сечением. Например, для замены кабеля с поперечным сечением 10 мм² можно использовать либо два провода сечением 5 мм², либо три провода сечением 2, 3 и 5 мм², либо четыре: два из 2 и два из 3.
Трехфазное соединение
Трехфазная сеть — это три провода, по которым течет ток.Соответственно, нагрузка устройства, подключенного к трем фазам, снижается в три раза по каждой фазе. Поэтому для каждой фазы можно использовать кабель меньшего размера. Здесь тоже соотношение втрое. То есть, если сечение кабеля в однофазной сети 4 мм², то для трехфазной сети можно взять 4 / 1,75 = 2,3 мм². Переводим в стандартный больший размер по таблице ПУЭ — 2,5 мм².
В довольно большом количестве домов и квартир до сих пор остается электропроводка алюминиевым кабелем.О нем нельзя сказать ничего плохого. Алюминиевый кабель служит отлично, и, как показала жизнь, срок его службы практически неограничен. Конечно, если правильно подобрать по току и правильно провести подключение.
Как и в случае с медным кабелем, мы сравним алюминий по поперечному сечению, силе тока и мощности. Опять же, мы не будем все рассматривать, возьмем только рабочие параметры.
- Кабель сечением 2,5 мм² выдерживает ток 16 А и потребляемую мощность 3.5 кВт.
- 4 мм² — 21 А — 4,6 кВт.
- 6 — 26 — 5,7.
- 10 — 38 — 8,4.
Выбор провода
Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминий им не уступит. Но есть один нюанс, связанный с правильно проведенным подключением узлов в распределительной коробке. Как показывает практика, стыки часто выходят из строя из-за окисления алюминиевой проволоки.
Еще вопрос, какой выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость по току, поэтому рекомендуется для использования в бытовой электропроводке.Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет несколько раз сгибать его в одном месте без ущерба для качества.
Выбор кабеля по маркам. Здесь оптимальный вариант — кабель ВВГ. Это медные провода с двойной пластиковой изоляцией. Если вы встретите бренд «NYM», то считайте, что это все тот же ВВГ, только иностранного исполнения.
Внимание! Сегодня запрещено использовать провода марки ПУНП. Для этого есть постановление Главгосэнергонадзора, которое действует с 1990 года.
Заключение по теме
Как видите, подобрать сечение кабеля по силе тока, действующего в потребительской сети, не очень сложно. Практически нет необходимости заниматься какими-либо сложными математическими манипуляциями. Для удобства всегда можно воспользоваться таблицами из правил ПУЭ. Главное правильно рассчитать суммарную мощность всех потребителей, установленных в одной электрической цепи.
Похожие записи:
home »Электрик» Подбор сечения кабеля по току.Расчет падения напряжения в проводах
AURUBIS FOXROD для проводов и кабелей
Транспортировка электроэнергии
Провода и кабель являются наиболее заметными и важными частями всей системы электроснабжения. Они транспортируют электричество от источника энергии на электростанции к месту использования, где оно преобразуется в механическое движение, тепло, свет или цифровые сигналы. Провода и кабели бывают самых разных сечений, длин и пропускной способности по току, от подводных высоковольтных кабелей длиной в сотни километров до сверхтонких проводов микронного диапазона, используемых для соединений в передовом электронном оборудовании.
Потоки постоянного тока (DC) равномерно распределяются по длине кабеля с потерями энергии, обратно пропорциональными его поперечному сечению. Однако переменный ток (AC) больше течет к поверхности поперечного сечения кабеля. Чем выше частота электрического тока, тем сильнее становится скин-эффект. По этой причине в конкретных приложениях обычной практикой является переплетение нескольких проводов меньшего сечения вместо использования одного провода с большим сечением.
Электрические кабели состоят из различных жил:
- Два (одна фаза + обратный провод)
- Три (одна фаза + обратный провод + заземляющий провод)
- Четыре (три фазы + нейтральный провод)
- Пять (три фазы + нейтральный провод + заземляющий провод)
Отдельные проводники и весь кабель окружены электрической изоляцией из соображений безопасности и во избежание коротких замыканий.
Правильный материал и нужный размер
Правильный выбор материала кабеля и правильного сечения кабеля важны для обеспечения наилучшей электропроводности.
При использовании меди с высокой проводимостью вместо меди или алюминия более низкого качества потери энергии в кабеле будут ниже, а проводник будет выделять меньше тепла. Использование такого высокоэффективного электрического проводника также приводит к уменьшению сечения кабеля при той же допустимой нагрузке по току, что позволяет сэкономить место и изоляционный материал.
В большинстве стран поперечное сечение кабеля измеряется в квадратных миллиметрах. В Северной Америке сечения кабелей меньшего размера измеряются с помощью американского калибра проводов, а сечения кабелей большего размера — в круглых милах.
Идеальное сечение кабеля зависит от используемых критериев. Технические стандарты размеров кабеля основаны на критериях безопасности и определенных аспектах качества электроэнергии, таких как минимизация падения напряжения. Однако с точки зрения расчета стоимости жизненного цикла и учета потерь энергии внутри кабеля оптимальное сечение кабеля будет значительно больше, чем предписано минимальными техническими стандартами.Оптимальное значение для окружающей среды, рассчитанное с помощью анализа жизненного цикла, достигается при еще большем поперечном сечении кабеля.
Медь с высокой проводимостью
Чистая медь имеет высокую электропроводность, уступающую только серебру. Медная катанка Aurubis сохраняет это важное качество благодаря своей необычайной степени чистоты. Он производится из собственных медных катодов чистотой 99,998%. В ходе наших современных производственных процессов мы делаем все возможное, чтобы медный материал не был загрязнен.Благодаря такому исключительному уровню чистоты медная катанка Aurubis является идеальным основным материалом для производства проводов и кабелей. Он показывает значения электропроводности, которые значительно превышают стандарты электропроводности меди ETP. Это дает множество преимуществ для конечных пользователей, связанных с компактностью и низкими потерями энергии.
Высокая чистота медной катанки Aurubis также является важной характеристикой для производства ультратонкой проволоки. Для волочения проволоки размером порядка микрон любая небольшая примесь может быть фатальной.Высокочистая медь Aurubis сводит к минимуму производственные потери из-за примесей и обеспечивает требуемое качество конечной продукции.
> вернуться к AURUBIS FOXROD
% PDF-1.3 % 1012 0 объект > эндобдж xref 1012 111 0000000016 00000 н. 0000003077 00000 н. 0000003166 00000 п. 0000003374 00000 н. 0000004499 00000 н. 0000004645 00000 н. 0000004724 00000 н. 0000004861 00000 н. 0000005172 00000 п. 0000005323 00000 п. 0000005459 00000 н. 0000005745 00000 н. 0000006137 00000 н. 0000006434 00000 н. 0000008196 00000 н. 0000009917 00000 н. 0000011617 00000 п. 0000011777 00000 п. 0000012212 00000 п. 0000012450 00000 п. 0000012709 00000 п. 0000014384 00000 п. 0000014423 00000 п. 0000016225 00000 п. 0000017584 00000 п. 0000019014 00000 п. 0000019178 00000 п. 0000019342 00000 п. 0000019506 00000 п. 0000019670 00000 п. 0000019834 00000 п. 0000019998 00000 п. 0000020162 00000 п. 0000021904 00000 п. 0000024598 00000 п. 0000024713 00000 п. 0000072918 00000 п. 0000073205 00000 п. 0000073806 00000 п. 0000074073 00000 п. 0000074280 00000 п. 0000087366 00000 п. 0000087458 00000 п. 0000101560 00000 н. 0000101853 00000 н. 0000102075 00000 н. 0000102163 00000 п. 0000102248 00000 н. 0000105963 00000 н. 0000106213 00000 н. 0000106421 00000 н. 0000106708 00000 п. 0000106972 00000 н. 0000107250 00000 н. 0000107618 00000 п. 0000108021 00000 н. 0000108423 00000 п. 0000108840 00000 н. 0000109180 00000 п. 0000109495 00000 п. 0000109852 00000 п. 0000110220 00000 н. 0000110594 00000 н. 0000110986 00000 п. 0000111370 00000 н. 0000111768 00000 н. 0000111998 00000 н. 0000112391 00000 н. 0000112555 00000 н. 0000112824 00000 н. 0000113095 00000 н. 0000113326 00000 н. 0000113554 00000 н. 0000113800 00000 н. 0000114031 00000 н. 0000114259 00000 н. 0000114487 00000 н. 0000114715 00000 н. 0000114943 00000 н. 0000115191 00000 н. 0000115355 00000 н. 0000115721 00000 н. 0000115885 00000 н. 0000116049 00000 н. 0000116278 00000 н. 0000116442 00000 н. 0000116706 00000 н. 0000116978 00000 н. 0000117375 00000 н. 0000118245 00000 н. 0000118634 00000 н. 0000119157 00000 н. 0000119414 00000 н. 0000119882 00000 н. 0000120224 00000 н. 0000120495 00000 н. 0000121166 00000 н. 0000121330 00000 н. 0000121584 00000 н. 0000121820 00000 н. 0000122141 00000 н. 0000122539 00000 н. 0000122703 00000 н. 0000123118 00000 н. 0000124102 00000 н. 0000124350 00000 н. 0000125460 00000 н. 0000126346 00000 н. 0000126729 00000 н. 0000127124 00000 н. 0000002516 00000 н. трейлер ] / Назад 650845 >> startxref 0 %% EOF 1122 0 объект > поток h ބ ROQf6f & * JP1HXIhb4HPO 0HNЋHKcc0z
1.3
Вопрос:
Почему кабель не может быть нагружен одной и той же силой тока при использовании при разных температурах окружающей среды?
Ответ:
Токопередача повышает температуру кабелей и проводов в зависимости от силы тока или выбранного поперечного сечения проводника. Если сила тока слишком велика, кабель, проложенный при комнатной температуре + 20 ° C, может легко достичь температуры поверхности + 80 ° C.Если бы температура окружающей среды также значительно увеличилась, максимально допустимая температура жилы кабеля была бы значительно превышена. Это может привести к повреждению изоляционного материала жилы, оболочки кабеля и даже медного проводника или вызвать преждевременный выход из строя этих компонентов.
В зависимости от применяемых стандартов всем различным сечениям медных проводников назначается максимальный номинальный ток. Материал изоляции жилы здесь практически не играет никакой роли.Важно то, как установлен кабель, одножильный или многожильный. В соответствии с DIN VDE 0298, часть 4, таблица 11 (см. Приложение к каталогу, таблица T12-1), указанные здесь значения мощности действительны для температуры окружающей среды + 30 ° C.
Согласно столбцу B таблицы T12-1, максимальный непрерывный ток, который может подаваться на кабель ÖLFLEX® 450 P 3 G 1.5 для переносного оборудования при температуре окружающей среды + 30 ° C, составляет 16 А на жилу (1,5 мм²).
При повышении температуры окружающей среды до + 50 ° C, например, так называемая «коррекция соотв.коэффициент уменьшения », цель которого — снизить токовую нагрузку на кабель.
Применяемый коэффициент уменьшения определяется исходя из преобладающей температуры окружающей среды и максимально допустимой температуры жилы кабеля. На странице каталога см. Для кабеля ÖLFLEX® 450 P максимально допустимая температура жилы указана как + 70 ° C.В зависимости от этих двух температур коэффициент уменьшения 0,71 можно найти в таблице T12-2 («Поправочные коэффициенты») в приложении к каталогу; максимальный номинальный ток затем умножается на этот коэффициент.
Если заказчик желает подать для своего применения ток 16 А на кабель ÖLFLEX® 450 P 3 G 1,5 мм² при температуре окружающей среды + 50 ° C, поперечного сечения провода 1,5 мм² будет недостаточно!
Примеры расчетов
ÖLFLEX® 450 P 3 G 1,5 мм²:
Макс. нагрузка при + 30 ° C согласно таблице T12-1, столбец B: 16 A
Макс. нагрузка при +50 ℃ согласно таблице T12-2: 16 A x понижающий коэффициент 0,71 = 11,36 A
Результат: Чтобы иметь возможность проводить ток 16 A при температуре окружающей среды + 50 ° C, поперечное сечение проводника должно быть увеличился до подходящего размера.
ÖLFLEX® 450 P 3 G 2,5 мм²:
Макс. нагрузка при + 30 ° C согласно таблице T12-1, столбец B: 25 A
Макс. нагрузка при +50 ℃ согласно таблице T12-2: 25 A x понижающий коэффициент 0,71 = 17,75 A
Результат: Увеличение поперечного сечения проводника с 1,5 мм² до 2,5 мм² дает требуемое значение 16 A при температуре окружающей среды +50 ° C.
Обратите внимание, что этот расчет не принимает во внимание другие важные факторы для правильного определения допустимой нагрузки кабеля, например.грамм. тип установки!
Сила тока измеряется в амперах (А).
myCableEngineering.com> Уравнение адиабаты
При расчете рейтингов неисправностей кабеля обычно предполагается, что продолжительность настолько мала, что кабель не отводит тепло в окружающую среду. Принятие этого подхода упрощает расчет и дает возможность ошибиться.
Обычно используемым уравнением является так называемое адиабатическое уравнение.Для данной неисправности I , которая длится в течение времени t , минимально требуемая площадь поперечного сечения кабеля определяется по формуле:
А = I2tk
где: A — номинальное сечение, мм 2
I — ток короткого замыкания, А
t — длительность тока замыкания, с
k — коэффициент, зависящий от типа кабеля (см. Ниже)
В качестве альтернативы, учитывая сечение кабеля и ток короткого замыкания, максимальное время, допустимое для срабатывания защитного устройства, можно найти по адресу:
т = k2A2I2
Коэффициент k зависит от изоляции кабеля, допустимого повышения температуры в условиях повреждения, удельного сопротивления проводника и теплоемкости.Типичные значения k :
| Температура | Материал проводника | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Начальная ° C | Конечная ° C | Медь | Алюминий | Сталь | |
| Термопласт 70 ° C (ПВХ) | 70 | 160/140 | 115/103 | 76/78 | 42/37 |
| Термопласт 90 ° C (ПВХ) | 90 | 160/140 | 100/86 | 66/57 | 36/31 |
| Термореактивный, 90 ° C (XLPE, EDR) | 90 | 250 | 143 | 94 | 52 |
| Термореактивный, 60 ° C (резина) | 60 | 200 | 141 | 93 | 51 |
| Термореактивный, 85 ° C (резина) | 85 | 220 | 134 | 89 | 48 |
| Термореактивный, 185 ° C (силиконовый каучук) | 180 | 350 | 132 | 87 | 47 |
* где два значения; нижнее значение применяется к проводнику CSA> 300 мм 2
* эти значения подходят для продолжительности до 5 секунд, источник: BS 7671, IEC 60364-5-54
Пример
Считайте максимальный ток короткого замыкания 13.6 кА, и защитное устройство срабатывает за 2,6 с. Минимальная безопасная площадь поперечного сечения медного термореактивного кабеля 90 ° C ( k = 143) составляет:
S = 136002 × 2,6143 = 154 мм2
Любой выбранный кабель большего размера выдержит отказ.
Вывод — адиабатическое уравнение и kТермин адиабатический применяется к процессу, в котором отсутствует теплопередача. Что касается повреждений кабеля, мы предполагаем, что все тепло, генерируемое во время повреждения, содержится внутри кабеля (а не передается от него).Очевидно, что это не совсем так, но это на всякий случай.
Из физики количество тепла Q , необходимое для подъема материала ΔT , определяется по формуле:
Q = см ΔT
где Q — добавленное тепло, Дж
c — удельная теплоемкость материала, Jg -1 .K -1
м — масса материала, г
ΔT — повышение температуры, К
Энергия, поступающая в кабель во время короткого замыкания, определяется по формуле:
Q = I2Rt
где R — сопротивление кабеля, Ом
Исходя из физических свойств кабеля, мы можем рассчитать м и R как:
m = ρcAl и R = ρrlA
где ρ c — плотность материала в г.мм -3
ρ r — удельное сопротивление жилы, Ом.мм
l — длина кабеля, мм
Комбинируя и заменяя, получаем:
I2Rt = см ΔT
I2tρrlA = cρcAlΔT
и перестановка для A дает:
S = I2tk, положив k = cρcΔTρr
Примечание: ΔT — максимально допустимое превышение температуры для кабеля:
ΔT = θf − θi
где θ f — конечная (максимальная) температура изоляции кабеля, ° C
θ i — начальная (рабочая) температура изоляции кабеля, ° C
Единицы: выражаются в г (граммах) и 2 мм, в отличие от кГ и м.Это широко используется разработчиками кабелей. При необходимости уравнения могут быть легко переделаны в килограммах и миллиметрах.
.