Таблица соответствия сечения кабеля току и мощности
Большое значение в электротехнике имеет такая величина, как поперечное сечение провода и нагрузка. Без этого параметра невозможно проведение каких-либо расчетов, особенно, связанных с прокладкой кабельных линий. Ускорить необходимые вычисления помогает таблица зависимости мощности от сечения провода, применяемая при проектировании электротехнического оборудования. Правильные расчеты обеспечивают нормальную работу приборов и установок, способствуют надежной и долговременной эксплуатации проводов и кабелей.
Правила расчетов площади сечения
На практике расчеты сечения любого провода не представляют какой-либо сложности. Достаточно всего лишь вычислить сечение кабеля по диаметру с помощью штангенциркуля, а затем полученное значение использовать в формуле: S = π (D/2)2, в которой S является площадью сечения, число π составляет 3,14, а D представляет собой измеренный диаметр жилы.
В настоящее время используются преимущественно медные провода.
По сравнению с алюминиевыми, они более удобны в монтаже, долговечны, имеют значительно меньшую толщину, при одинаковой силе тока. Однако, при увеличении площади сечения стоимость медных проводов начинает возрастать, и все преимущества постепенно теряются. Поэтому при значении силы тока более 50-ти ампер практикуется применение кабелей с алюминиевыми жилами. Для измерения сечения проводов используются квадратные миллиметры. Наиболее распространенными показателями, применяемыми на практике, являются площади 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 мм2.
Таблица сечения кабеля по диаметру жилы
Основным принципом расчетов служит достаточность площади сечения, для нормального протекания через него электрического тока. То есть, допустимый ток не должен нагревать проводник до температуры свыше 60 градусов. Падение напряжения не должно превышать допустимого значения. Этот принцип особенно актуален для ЛЭП большой протяженности и высокой силы тока. Обеспечение механической прочности и надежности провода осуществляется за счет оптимальной толщины провода и защитной изоляции.
Сечение провода по току и мощности
Прежде чем рассматривать соотношение сечения и мощности, следует остановиться на показателе, известном, как максимальная рабочая температура. Данный параметр обязательно учитывается при выборе толщины кабеля. Если этот показатель превышает свое допустимое значение, то из-за сильного нагрева металл жилы и изоляция расплавятся и разрушатся. Таким образом, происходит ограничение рабочего тока для конкретного провода его максимальной рабочей температурой. Важным фактором является время, в течение которого кабель сможет функционировать в подобных условиях.
Основное влияние на устойчивую и долговечную работу провода оказывает потребляемая мощность и сила тока. Для быстроты и удобства расчетов были разработаны специальные таблицы, позволяющие подобрать необходимое сечение в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации. Например, при мощности 5 кВт и силе тока в 27,3 А, площадь сечения проводника составит 4.0 мм2. Точно так же подбирается сечение кабелей и проводов при наличии других показателей.
Необходимо учитывать и влияние окружающей среды. При температуре воздуха, на 20 градусов превышающей нормативную, рекомендуется выбор большего сечения, следующего по порядку. То же самое касается наличия нескольких кабелей, содержащихся в одном жгуте или значения рабочего тока, приближающегося к максимальному. В конечном итоге, таблица зависимости мощности от сечения провода позволит выбрать подходящие параметры на случай возможного увеличения нагрузки в перспективе, а также при наличии больших пусковых токов и существенных перепадов температур.
Формулы для расчета сечения кабеля
Качество проведения электромонтажных работ оказывает воздействие на безопасность целого здания. Определяющим фактором при проведении таких работ является показатель сечения кабеля. Для осуществления расчета нужно выяснить характеристики всех подключенных потребителей электричества. Необходимо провести расчет сечения кабеля по мощности.
Таблица нужна, чтобы посмотреть требуемые показатели.
Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети
Расчет сечения кабеля по мощности: таблица с важными характеристикамиОптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается. Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности. Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока. При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.
Такая таблица поможет подобрать оптимальные параметры
Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.
Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.
Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.
Так проводится расчет с учетом нагрузки
В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания. Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность.
При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).
Особенности потребления тока
Расчет по длинеПолезная информация! В быту среднее значение cosф равняется 0,8. А у компьютера такой показатель равен 0,6-0,7.
Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.
По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.
Применение таблицы помогает узнать значение сечения кабеля по длине
Использование таблицы сечения проводов по мощностиНа практике для проведения подсчетов применяется таблица. Расчет сечения кабеля по мощности осуществляется с учетом показанной зависимости параметров тока и мощности от сечения.
Существуют специальные стандарты возведения электроустановок, где можно посмотреть информацию по нужным измерениям. В таблице представлены распространенные значения.
Узнать точный показатель можно, используя различные параметры
Чтобы подобрать кабель под определенную нагрузку, необходимо провести некоторые расчеты:
- рассчитать показатель силы тока;
- округлить до наибольшего показателя, используя таблицу;
- подобрать ближайший стандартный параметр.
Статья по теме:
Формула расчетов мощности по току и напряжениюКак повесить люстру на натяжной потолок. Видео пошагового монтажа позволит всю работу произвести самостоятельно без обращения к специалистам. Что нужно подготовить для работы и как избежать ошибок мы и расскажем в статье.
Если уже имеются какие-то кабели в наличии, то чтобы узнать нужное значение, следует применить штангенциркуль. При этом измеряется сечение и рассчитывается площадь.
Так как кабель имеет округлую форму, то расчет производится для площади окружности и выглядит так: S(площадь)= π(3,14)R(радиус)2. Можно правильно определить, используя таблицу, сечение медного провода по мощности.
Стандартные формулы для определения силы тока
Важная информация! Большинство производителей уменьшают размер сечения для экономии материала. Поэтому, совершая покупку, воспользуйтесь штангенциркулем и самостоятельно промеряйте провод, а затем рассчитайте площадь. Это позволит избежать проблем с превышением нагрузки. Если провод состоит из нескольких скрученных элементов, то нужно промерить сечение одного элемента и перемножить на их количество.
Варианты кабеля для разных назначений
Какие есть примеры?Определенная схема позволит вам сделать правильный выбор сечения кабеля для своей квартиры. Прежде всего, спланируйте места, в которых будут размещаться источники света и розетки.
Также следует выяснить, какая техника будет подключаться к каждой группе. Это позволит составить план подсоединения всех элементов, а также рассчитать длину проводки. Не забывайте прибавлять по 2 см на стыки проводов.
Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки
Применяя полученные значения, по формулам вычисляется значение силы тока и по таблице определяется сечение. Например, требуется узнать сечение провода для бытового прибора, мощность которого 2400 Вт. Считаем: I = 2400/220 = 10,91 А. После округления остается 11 А.
Схемы прокладки кабелей
Чтобы определить точный показатель площади сечения применяются разные коэффициенты. Особенно данные значения актуальны для сети 380 В. Для увеличения запаса прочности к полученному показателю стоит прибавить еще 5 А.
Схема трехжильной проводки
Стоит учитывать, что для квартир применяются трехжильные провода. Воспользовавшись таблицами, можно подобрать самое близкое значение тока и соответствующее сечение провода.
Можно посмотреть какое нужно сечение провода для 3 кВт, а также для других значений.
У проводов разного типа предусмотрены свои тонкости расчетов. Трехфазный ток применяется там, где нужно оборудование значительной мощности. Например, такое используется в производственных целях.
Для выявления нужных параметров на производствах важно точно рассчитать все коэффициенты, а также учесть потери мощности при колебаниях в напряжении. Выполняя электромонтажные работы дома, не нужно проводить сложные расчеты.
Следует знать о различиях алюминиевого и медного провода. Медный вариант отличается более высокой ценой, но при этом превосходит аналог по техническим характеристикам. Алюминиевые изделия могут крошиться на сгибах, а также окисляются и имеют более низкий показатель теплопроводности. По технике безопасности в жилых зданиях используется только продукция из меди.
Основные материалы для кабелей
Так как переменный ток передвигается по трем каналам, то для монтажных работ используется трехжильный кабель.
При установке акустических приборов применяются кабели, имеющие минимальное значение сопротивления. Это поможет улучшить качество сигнала и устранить возможные помехи. Для подключения подобных конструкций применяются провода, размер которых 2*15 или 2*25.
Подобрать оптимальный показатель сечения для применения в быту помогут некоторые средние значения. Для розеток стоит приобрести кабель 2,5 мм2, а для оформления освещения – 1,5 мм2. Оборудование с более высокой мощностью требует сечения размером 4-6 мм2.
Варианты соединения проводов
Специальная таблица окажет помощь, если возникают сомнения при расчетах. Для определения точных показателей нужно учитывать все факторы, которые оказывают влияние на ток в цепи. Это длина отдельных участков, метод укладки, тип изоляции и допустимое значение перегрева. Все данные помогают увеличить производительность в производственных масштабах и более эффективно применять электрическую энергию.
Расчет сечения кабеля и провода по мощности и току, для подключения частного дома (видео)
youtube.com/embed/RSURrnPxn-M?wmode=transparent»/>
Привет. Тема сегодняшней статьи «Сечение кабеля по мощности«. Эта информация пригодиться как в быту, так и на производстве. Речь пойдет о том, как произвести расчет сечения кабеля по мощности и сделать выбор по удобной таблице.
Для чего вообще нужно правильно подобрать сечение кабеля ?
Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Сегодня инновации не дошли еще до безпроводной передачи электроэнергии (думаю еще не скоро дойдут), соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.
При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Это не есть хорошо, так что правильный расчет необходим.
Итак, выбор сечения кабеля по мощности.
Для подбора будем использовать удобную таблицу:
Таблица простая, описывать ее думаю не стоит.
Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.
Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования. Сделали? Хорошо.
Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:
Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Нашли? Записываем данные, затем складываем.
Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %.
Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:
Считаем:
20 х 0,8 = 16 (кВт)Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на наши таблицы:
Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:
Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.
Похожие записи:
- Когда День энергетика в России в 2012 году он был особенным.
- Если планируете учиться на электрика, рекомендую почитать где учиться и как получить диплом электрика
- Электротехнический персонал, группы
- Профессия электрик, перспективы
Полезный совет: если вы вдруг оказались в незнакомом районе в темное время суток. Не стоит подсвечивать себе дорогу сотовым телефоном
На этом у меня все, теперь вы знаете как подобрать сечение кабеля по мощности .
Смело делитесь с друзьями в социальных сетях.
ПУЭ Раздел 1 => Таблица 1.3.31. допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения.
Таблица 1.3.31. Допустимый длительный ток для шин прямоугольного сечения
|
Размеры, |
Медные шины |
Алюминиевые шины |
Стальные шины |
|||||||
|
мм |
Ток *, А, при количестве полос на полюс или фазу |
Размеры, мм |
Ток *, А |
|||||||
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
15х3 |
210 |
— |
— |
— |
165 |
— |
— |
— |
16х2,5 |
|
|
20х3 |
275 |
— |
— |
— |
215 |
— |
— |
— |
20х2,5 |
60/90 |
|
25х3 |
340 |
— |
— |
— |
265 |
— |
— |
— |
25х2,5 |
75/110 |
|
30х4 |
475 |
— |
— |
— |
365/370 |
— |
|
— |
20х3 |
65/100 |
|
40х4 |
625 |
-/1090 |
— |
— |
480 |
-/855 |
— |
— |
25х3 |
80/120 |
|
40х5 |
700/705 |
-/1250 |
— |
— |
|
-/965 |
— |
— |
30х3 |
95/140 |
|
50х5 |
860/870 |
-/1525 |
-/1895 |
— |
665/670 |
-/1180 |
-/1470 |
— |
40х3 |
125/190 |
|
50х6 |
955/960 |
|
-/2145 |
— |
740/745 |
-/1315 |
-/1655 |
— |
50х3 |
155/230 |
|
60х6 |
1125/1145 |
1740/1990 |
2240/2495 |
— |
870/880 |
1350/1555 |
1720/1940 |
— |
60х3 |
185/280 |
|
|
1480/1510 |
2110/2630 |
2720/3220 |
— |
1150/1170 |
1630/2055 |
2100/2460 |
— |
70х3 |
215/320 |
|
100х6 |
1810/1875 |
2470/3245 |
3170/3940 |
— |
1425/1455 |
1935/2515 |
2500/3040 |
— |
75х3 |
230/345 |
|
60х8 |
1320/1345 |
2160/2485 |
2790/3020 |
— |
1025/1040 |
1680/1840 |
2180/2330 |
— |
80х3 |
245/365 |
|
80х8 |
1690/1755 |
2620/3095 |
3370/3850 |
— |
1320/1355 |
2040/2400 |
2620/2975 |
— |
90х3 |
275/410 |
|
100х8 |
2080/2180 |
3060/3810 |
3930/4690 |
— |
1625/1690 |
2390/2945 |
3050/3620 |
— |
100х3 |
305/460 |
|
120х8 |
2400/2600 |
3400/4400 |
4340/5600 |
— |
1900/2040 |
2650/3350 |
3380/4250 |
— |
20х4 |
70/115 |
|
60х10 |
1475/1525 |
2560/2725 |
3300/3530 |
— |
1155/1180 |
2010/2110 |
2650/2720 |
— |
22х4 |
75/125 |
|
80х10 |
1900/1990 |
3100/3510 |
3990/4450 |
— |
1480/1540 |
2410/2735 |
3100/3440 |
— |
25х4 |
85/140 |
|
100х10 |
2310/2470 |
3610/4325 |
4650/5385 |
5300/6060 |
1820/1910 |
2860/3350 |
3650/4160 |
4150/4400 |
30х4 |
100/165 |
|
120х10 |
2650/2950 |
4100/5000 |
5200/6250 |
5900/6800 |
2070/2300 |
3200/3900 |
4100/4860 |
4650/5200 |
40х4 |
130/220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50х4 |
165/270 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60х4 |
195/325 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70х4 |
225/375 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80х4 |
260/430 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90х4 |
290/480 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100х4 |
325/535 |
________________
* В числителе приведены значения переменного тока, в знаменателе — постоянного.
| Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | ||||||
| открыто | двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | |
| 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 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
| 185 | 510 | — | — | — | — | — |
| 240 | 605 | — | — | — | — | — |
| 300 | 695 | — | — | — | — | — |
| 400 | 830 | — | — | — | — | — |
Эта же величина для алюминиевого провода составит 8А на квадратный миллиметр. То есть плотность тока у медного провода при одинаковом сечении будет выше, чем у проводов из алюминия. С помощью такого показателя легко определяется, подходят ли имеющиеся провода для планируемой цепи или есть необходимость в выборе другого сечения.
К приборам и оборудованию питание будет поступать в полном объеме, а изоляция проводников не будет перегреваться и разрушаться. Правильные расчеты сечения по мощности позволят избежать аварийных ситуаций и необходимости восстановления поврежденных линий. Для этого нужно знать, что представляет собой на практике суть такого понятия, как допустимая сила тока для медного провода.
В наиболее неблагоприятной ситуации возможно возгорание.
Если в помещении не планируется устанавливать мощные осветительные приборы от 3,3 кВт и выше, то площадь сечения кабеля можно не увеличивать. С розетками совершенно иная ситуация, поскольку к одной линии могут подключаться электроприборы с различной мощностью. Поэтому все силовые линии, подведенные к розеткам, рекомендуется разбить на несколько групп. В тех случаях, когда такая разбивка технически невозможна, следует использовать кабель с медными жилами, сечение которого составляет от 4 до 6 мм2.
Речь идет о силе тока в пределах от 6 до 10А, который приходится на 1 мм2 медного провода. Это означает, что через медный кабель, сечением 1 мм2 к потребителю свободно проходит ток 6-10А, не вызывая при этом перегрева и разрушения изоляции. Токовый интервал объясняется следующим образом: минимальное значение 6А представляют собой нормальную рабочую плотность тока. В этих условиях работа проводника осуществляется устойчиво и безопасно без ограничений по времени.
youtube.com/embed/AoQxuSGlFMQ?start=4″/>
| Сечение токопроводящейжилы, мм 2 | ||||||
| открыто | двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | |
| 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 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | — | — | — |
| 185 | 390 | — | — | — | — | — |
| 240 | 465 | — | — | — | — | — |
| 300 | 535 | — | — | — | — | — |
| 400 | 645 | — | — | — | — | — |
Таблица 1.
3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | |||||
| одножильных | |||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 1,5 | 23 | 19 | 33 | 19 | 27 |
| 2,5 | 30 | 27 | 44 | 25 | 38 |
| 4 | 41 | 38 | 55 | 35 | 49 |
| 6 | 50 | 50 | 70 | 42 | 60 |
| 10 | 80 | 70 | 105 | 55 | 90 |
| 16 | 100 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 25 | 140 | 115 | 175 | 95 | 150 |
| 35 | 170 | 140 | 210 | 120 | 180 |
| 50 | 215 | 175 | 265 | 145 | 225 |
| 70 | 270 | 215 | 320 | 180 | 275 |
| 95 | 325 | 260 | 385 | 220 | 330 |
| 120 | 385 | 300 | 445 | 260 | 385 |
| 150 | 440 | 350 | 505 | 305 | 435 |
| 185 | 510 | 405 | 570 | 350 | 500 |
| 240 | 605 | — | — | — | — |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | |||||
| одножильных | |||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 2,5 | 23 | 21 | 34 | 19 | 29 |
| 4 | 31 | 29 | 42 | 27 | 38 |
| 6 | 38 | 38 | 55 | 32 | 46 |
| 10 | 60 | 55 | 80 | 42 | 70 |
| 16 | 75 | 70 | 105 | 60 | 90 |
| 25 | 105 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 35 | 130 | 105 | 160 | 90 | 140 |
| 50 | 165 | 135 | 205 | 110 | 175 |
| 70 | 210 | 165 | 245 | 140 | 210 |
| 95 | 250 | 200 | 295 | 170 | 255 |
| 120 | 295 | 230 | 340 | 200 | 295 |
| 150 | 340 | 270 | 390 | 235 | 335 |
| 185 | 390 | 310 | 440 | 270 | 385 |
| 240 | 465 | — | — | — | — |
Примечание.
Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по табл. 1.3.7, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами
Сечение токопроводящей жилы, мм2
Ток *, А, для шнуров, проводов и кабелей
* Токи относятся к шнурам, проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.9. Допустимый длительный ток для переносных шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для торфопредприятий
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.10. Допустимый длительный ток для шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для передвижных электроприемников
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
Сечение токопроводящей жилы, мм 2
Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.11. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией для электрифицированного транспорта 1,3 и 4 кВ
| Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм 2 | Ток, А |
| 1 | 20 | 16 | 115 | 120 | 390 |
| 1,5 | 25 | 25 | 150 | 150 | 445 |
| 2,5 | 40 | 35 | 185 | 185 | 505 |
| 4 | 50 | 50 | 230 | 240 | 590 |
| 6 | 65 | 70 | 285 | 300 | 670 |
| 10 | 90 | 95 | 340 | 350 | 745 |
Таблица 1.3.12. Снижающий коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах
| Способ прокладки | |||
| одножильных | многожильных | отдельные электроприемники с коэффициентом использования до 0,7 | группы электроприемников и отдельные приемники с коэффициентом использования более 0,7 |
| — | До 4 | 1,0 | — |
| 2 | 5-6 | 0,85 | — |
| 3-9 | 7-9 | 0,75 | — |
| 10-11 | 10-11 | 0,7 | — |
| 12-14 | 12-14 | 0,65 | — |
| 15-18 | 15-18 | 0,6 | — |
| 2-4 | 2-4 | — | 0,67 |
| 5 | 5 | — | 0,6 |
. .Допустимые длительные токи для проводов, проложенных в лотках, при однорядной прокладке (не в пучках) следует принимать, как для проводов, проложенных в воздухе.
Допустимые длительные токи для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах, следует принимать по табл. 1.3.4-1.3.7 как для одиночных проводов и кабелей, проложенных открыто (в воздухе), с применением снижающих коэффициентов, указанных в табл. 1.3.12.
При выборе снижающих коэффициентов контрольные и резервные провода и кабели не учитываются.
Длительно-допустимый ток кабеля и провода: таблица токовых нагрузок
Чтобы правильно провести проектирование электрической проводки, изучается длительно-допустимый ток кабеля. От правильности сделанных расчетов зависит уровень безопасности жилища. Чтобы разобраться в вопросе, стоит определиться с терминологией, проанализировать факты нагрева и свериться с таблицей расчета показателя отдельно для алюминиевых и медных проводов.
Что такое длительно-допустимый ток кабеля
Если взять стандартный кабель с хорошей проводимостью и подключить его в сеть, он не проведет высокий ток, поскольку есть связь с характеристиками. Так к большим агрегатам подключаются толстые провода, а для игрушечного моторчика хватит тоненькой жилы. Электроустановка может быть запитана при учете следующих параметров:
- величина тока;
- показатель сопротивления.
Проводник во время эксплуатации сталкивается с одной проблемой — это нагрев. Допустимый ток — это величина, при которой кабель способен выдерживать нагрузку длительное время. Когда правило не соблюдается, следуют последствия:
- искрение;
- нарушение изоляции;
Важно! Также не стоит забывать про вероятность короткого замыкания.
Факторы нагрева
По ПУЭ длительно-допустимые токовые нагрузки кабелей не приводят к повышению температур. К основным причинам нагрева проводников относят следующее:
- неправильный монтаж проводки;
- неверный подбор кабеля;
- не учтена подключаемая нагрузка.
Также стоит учитывать природу электрического тока. Когда оборудование подключится к сети, по нему быстро двигаются электроны. Вокруг образуется электрическое поле, поэтому процесс является контролируемым. В то же время на пути электронов стоит небольшая преграда — кристаллическая решетка металлов. Даже начинающие электрики догадаются, что она отличается высокой прочностью.
К сведению! Если посмотреть в микроскоп, молекулы расположены близко друг к другу. Когда частицы проходят соединения, наблюдается выделение тепла.
Какой максимальный и минимальный длительно-допустимый ток
Прежде чем устанавливать оборудование дома либо на работе, стоит узнать максимально-допустимый ток для медных проводов. Рассматривая варианты с резиновой изоляцией, показатель максимума доходит до 830 А. В случае использования медных жил показатель сокращается до 645 А. У некоторой продукции применяется металлическая защитная оболочка. По данной категории показатель равен 605 А.
Допустимая длительная токовая нагрузка вводного провода со свинцовой изоляцией 465 А. Когда электрик берет медный провод с оболочкой из полиэтилена, параметр увеличивается и равняемся 704 А.
Как правильно рассчитать
Допустимая нагрузка на кабель рассчитывается после определения сопротивления по формуле: R = Рот * L / S.
Если детально рассматривать каждый показатель, то сопротивление можно высчитать, если взять удельное сопротивление, умножить его на длину провода и разделить на сеченые. 2 / м. Длина проводников должна быть в метрах, а сечение в квадратных метрах.
Чтобы разобраться, лучше перейти к практике. Допустим, к компрессору надо подключить провод, на столе имеется только алюминиевая заготовка. Параметры:
- сечение 10 мм²;
- длина 100 мм.
Для расчета сопротивления 0,028 умножают на 100 и делят на 10, выходит 0,18 Ом. Далее остается узнать коэффициент потери напряжения. Для этого применяется формула: Duo = I * R.
Обратите внимание! Потерю напряжения получится найти, если перемножить ток на сопротивление.
Таблицы допустимых токов
Таблица токовых нагрузок для разных типов кабелей отображена ниже. В первую очередь стоит взглянуть на распространённые варианты с медными жилами, которые используются с резиновой изоляцией.
Верхний предел жил из медиВ случае с алюминиевыми жилами данные несколько ниже, хотя используется все та же резиновая изоляция.
Показатели жил из алюминияВ строительной сфере активно применяются гибкие кабели с резиновой изоляцией. Данные о длительном допустимом токе отображены в таблице.
Верхний предел у гибких проводовЕсли рассматривается электрифицированный транспорт, применяются только провода с медными жилами. Показатель тока зависит от сечения.
Номинальные показатели по электрифицированному транспортуВ земле принято прокладывать кабеля с бумажной изоляцией. У них очень высокий показатель допустимого тока, данные видны ниже.
Допустимая нагрузка при бумажной изоляции
Бумажная изоляция также встречается у проводов, которые прокладываются в воздухе. Показатель предельного тока несколько ниже. Подобранные данные занесены в таблицу.
Показатели проводов в бумажной изоляцииВ земляных траншеях алюминиевый кабель готов к серьёзным нагрузкам. Параметр допустимого тока отображен в таблице.
Расчеты перегрузки для алюминиевого кабеляЕсли взять тот же алюминиевый кабель и повесить в воздухе, ожидаемый параметр допустимого тока снижается.
Таблица перегрузки алюминиевого провода в воздухеПластмассовая изоляция делает продукцию доступной, но не стоит надеяться на большие параметры сопротивления.
Пластмассовая изоляцияЕсли в пластиковую изоляцию поместить алюминиевые жилы, то предельный ток максимум составит 515 А.
Параметры нагрузки с пластиковой изоляциейПри напряжении 6 кВ вышеуказанный алюминиевый провод не готов к большим нагрузкам.
Перегрузки при напряжении 6 кВВыше рассмотрены таблицы предельно допустимых токов по нагреву кабеля и формулы расчета. Приведены варианты с разными жилами и изоляцией. По этим данным легко вычислить искомое, чтобы не допустить КЗ.
Таблицы выбора сечения
Таблицы выбора сечения Данная форма может быть свободно использована в автономном режиме «как есть» — т.е. без изменения
исходного текста.
По поводу использования программы на сайтах необходимо связаться с автором —
Мирошко Леонид: [email protected].
С уважением Мирошко Леонид.
Таблицы ПУЭ и ГОСТ 16442-80 для программы WireSel —
Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения.
ПУЭ, Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров | ||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке) | |||||
| открыто (в лотке) | 1 + 1 (два 1ж) | 1 + 1 + 1 (три 1ж) | 1 + 1 + 1 + 1 (четыре 1ж) | 1*2 (один 2ж) | 1*3 (один 3ж) | |
| 0,5 | 11 | — | — | — | — | — |
| 0,75 | 15 | — | — | — | — | — |
| 1,00 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4,0 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6,0 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 10,0 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16,0 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25,0 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35,0 | 170 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 |
| 50,0 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70,0 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95,0 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120,0 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150,0 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
| 185,0 | 510 | — | — | — | — | — |
| 240,0 | 605 | — | — | — | — | — |
| 300,0 | 695 | — | — | — | — | — |
| 400,0 | 830 | — | — | — | — | — |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | открыто (в лотке) | 1 + 1 (два 1ж) | 1 + 1 + 1 (три 1ж) | 1 + 1 + 1 + 1 (четыре 1ж) | 1 * 2 (один 2ж) | 1 * 3 (один 3ж) |
| Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке) | ||||||
ПУЭ, Таблица 1.3.5. Допустимый длительный ток для проводов | ||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке) | |||||
| открыто (в лотке) | 1 + 1 (два 1ж) | 1 + 1 + 1 (три 1ж) | 1 + 1 + 1 + 1 (четыре 1ж) | 1*2 (один 2ж) | 1*3 (один 3ж) | |
| 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 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | — | — | — |
| 185 | 390 | — | — | — | — | — |
| 240 | 465 | — | — | — | — | — |
| 300 | 535 | — | — | — | — | — |
| 400 | 645 | — | — | — | — | — |
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | открыто (в лотке) | 1 + 1 (два 1ж) | 1 + 1 + 1 (три 1ж) | 1 + 1 + 1 + 1 (четыре 1ж) | 1 * 2 (один 2ж) | 1 * 3 (один 3ж) |
| Токовые нагрузки А проводов, проложенных в одной трубе (коробе, пучке) | ||||||
ПУЭ, Таблица 1.3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных | |||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для проводов и кабелей | ||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |||
| при прокладке | |||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 1,5 | 23 | 19 | 33 | 19 | 27 |
| 2,5 | 30 | 27 | 44 | 25 | 38 |
| 4 | 41 | 38 | 55 | 35 | 49 |
| 6 | 50 | 50 | 70 | 42 | 60 |
| 10 | 80 | 70 | 105 | 55 | 90 |
| 16 | 100 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 25 | 140 | 115 | 175 | 95 | 150 |
| 35 | 170 | 140 | 210 | 120 | 180 |
| 50 | 215 | 175 | 265 | 145 | 225 |
| 70 | 270 | 215 | 320 | 180 | 275 |
| 95 | 325 | 260 | 385 | 220 | 330 |
| 120 | 385 | 300 | 445 | 260 | 385 |
| 150 | 440 | 350 | 505 | 305 | 435 |
| 185 | 510 | 405 | 570 | 350 | 500 |
| 240 | 605 | — | — | — | — |
ПУЭ, Таблица 1.3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных | |||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для проводов и кабелей | ||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |||
| при прокладке | |||||
| в воздухе | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 2,5 | 23 | 21 | 34 | 19 | 29 |
| 4 | 31 | 29 | 42 | 27 | 38 |
| 6 | 38 | 38 | 55 | 32 | 46 |
| 10 | 60 | 55 | 80 | 42 | 70 |
| 16 | 75 | 70 | 105 | 60 | 90 |
| 25 | 105 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 35 | 130 | 105 | 160 | 90 | 140 |
| 50 | 165 | 135 | 205 | 110 | 175 |
| 70 | 210 | 165 | 245 | 140 | 210 |
| 95 | 250 | 200 | 295 | 170 | 255 |
| 120 | 295 | 230 | 340 | 200 | 295 |
| 150 | 340 | 270 | 390 | 235 | 335 |
| 185 | 390 | 310 | 440 | 270 | 385 |
| 240 | 465 | — | — | — | — |
ПУЭ, Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами | |||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для проводов и кабелей | ||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |
| 0.5 | — | 12 | — |
| 0.75 | — | 16 | 14 |
| 1 | — | 18 | 16 |
| 1.5 | — | 23 | 20 |
| 2.5 | 40 | 33 | 28 |
| 4 | 50 | 43 | 36 |
| 6 | 65 | 55 | 45 |
| 10 | 90 | 75 | 60 |
| 16 | 120 | 95 | 80 |
| 25 | 160 | 125 | 105 |
| 35 | 190 | 150 | 130 |
| 50 | 235 | 185 | 160 |
| 70 | 290 | 235 | 200 |
ГОСТ 16442-80, Таблица 23. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с медными жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А* | ||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для проводов и кабелей | |||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | ||||
| при прокладке | ||||||
| в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 1,5 | 29 | 32 | 24 | 33 | 21 | 28 |
| 2,5 | 40 | 42 | 33 | 44 | 28 | 37 |
| 4 | 53 | 54 | 44 | 56 | 37 | 48 |
| 6 | 67 | 67 | 56 | 71 | 49 | 58 |
| 10 | 91 | 89 | 76 | 94 | 66 | 77 |
| 16 | 121 | 116 | 101 | 123 | 87 | 100 |
| 25 | 160 | 148 | 134 | 157 | 115 | 130 |
| 35 | 197 | 178 | 166 | 190 | 141 | 158 |
| 50 | 247 | 217 | 208 | 230 | 177 | 192 |
| 70 | 318 | 265 | — | — | 226 | 237 |
| 95 | 386 | 314 | — | — | 274 | 280 |
| 120 | 450 | 358 | — | — | 321 | 321 |
| 150 | 521 | 406 | — | — | 370 | 363 |
| 185 | 594 | 455 | — | — | 421 | 406 |
| 240 | 704 | 525 | — | — | 499 | 468 |
ГОСТ 16442-80, Таблица 24. Допустимые токовые нагрузки кабелей до 3КВ включ. с алюминиевыми жилами с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А* | ||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для проводов и кабелей | |||||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | ||||
| при прокладке | ||||||
| в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | в воздухе | в земле | |
| 2.5 | 30 | 32 | 25 | 33 | 51 | 28 |
| 4 | 40 | 41 | 34 | 43 | 29 | 37 |
| 6 | 51 | 52 | 43 | 54 | 37 | 44 |
| 10 | 69 | 68 | 58 | 72 | 50 | 59 |
| 16 | 93 | 83 | 77 | 94 | 67 | 77 |
| 25 | 122 | 113 | 103 | 120 | 88 | 100 |
| 35 | 151 | 136 | 127 | 145 | 106 | 121 |
| 50 | 189 | 166 | 159 | 176 | 136 | 147 |
| 70 | 233 | 200 | — | — | 167 | 178 |
| 95 | 284 | 237 | — | — | 204 | 212 |
| 120 | 330 | 269 | — | — | 236 | 241 |
| 150 | 380 | 305 | — | — | 273 | 278 |
| 185 | 436 | 343 | — | — | 313 | 308 |
| 240 | 515 | 396 | — | — | 369 | 355 |
* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее.
Сечения приняты из расчета нагрева жил до 65°С при температуре окружающей среды +25°С. При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе, нулевой рабочий провод четырехпроводной системы трехфазного тока (или заземляющий провод) в расчет не входит.
Токовые нагрузки для проводов, проложенных в лотках (не в пучках), такие же, как и для проводов, проложенных открыто.
Если количество одновременно нагруженных проводников, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, будет более четырех, то сечение проводников нужно выбирать как для проводников, проложенных открыто, но с введением понижающих коэффициентов для тока: 0,68 при 5 и 6 проводниках, 0,63 — при 7-9, 0,6 — при 10-12.
Для облегчения выбора сечения и учета дополнительных условий можно воспользоваться формой «Расчет сечения провода по допустимому нагреву и допустимым потерям напряжения». Значения токов для малых сечений для медных проводников получен методом экстрапляции.
Расчет по экономическому критерию для конечных потребителей не производится.
Таблицы токовых нагрузок
Длительно допустимый ток регламентируют Правилами устройства электроустановок.
Значения этих нагрузок приведены в таблицах из расчета нагрева жил до температуры +65°С при температуре
окружающего воздуха +25°С.
Провода с резиновой и полихлорвиниловой изоляцией с медными жилами
| Сечение токопроводящей жилы, мм² | Сила тока, А, для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| открыто | в одной трубе | |||||
| два одножильных | три одножильных | четыре одножильных | один двухжильный | один трехжильный | ||
| 0.5 | 11 | — | — | — | — | — |
| 0.75 | 15 | — | — | — | — | — |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1.5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2.5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 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 |
Провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами
| Сечение токопроводящей жилы, мм² | Сила тока, А, для проводов, проложенных | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| открыто | в одной трубе | |||||
| два одножильных | три одножильных | четыре одножильных | один двухжильный | один трехжильный | ||
| 2.5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 76 | 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 |
Провода с медными жилами с резиновой изоляцией, в металлических защитных оболочках и кабели с медными жилами с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной наиритовой или резиновой оболочках, бронированные и небронированные
| Сечение токопроводящей жилы, мм² | Сила тока, А, на кабели | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| одножильные | двухжильные | трехжильные | |||
| при прокладке | |||||
| в воэдухе | в воэдухе | в земле | в воэдухе | в земле | |
| 1.5 | 23 | 19 | 33 | 19 | 27 |
| 2.5 | 30 | 27 | 44 | 25 | 38 |
| 4 | 41 | 38 | 55 | 35 | 49 |
| 6 | 50 | 50 | 70 | 42 | 60 |
| 10 | 80 | 70 | 105 | 55 | 90 |
| 16 | 100 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 25 | 140 | 115 | 175 | 95 | 150 |
| 35 | 170 | 140 | 210 | 120 | 180 |
| 50 | 215 | 175 | 265 | 145 | 225 |
Кабели с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированные и небронированные.
| Сечение токопроводящей жилы, мм² | Сила тока, А, на кабели | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| одножильные | двухжильные | трехжильные | |||
| при прокладке | |||||
| в воэдухе | в воэдухе | в земле | в воэдухе | в земле | |
| 2.5 | 23 | 21 | 34 | 19 | 29 |
| 4 | 31 | 29 | 42 | 27 | 38 |
| 6 | 38 | 38 | 55 | 32 | 46 |
| 10 | 60 | 55 | 80 | 42 | 70 |
| 16 | 75 | 70 | 105 | 60 | 90 |
| 25 | 105 | 90 | 135 | 75 | 115 |
| 35 | 130 | 105 | 160 | 90 | 140 |
| 50 | 165 | 135 | 205 | 110 | 175 |
Шнуры переносные шланговые легкие и средние, кабели переносные шланговые
| сечение токопроводящей жилы, мм² | Сила тока, А, на шнуры, провода и кабели | ||
|---|---|---|---|
| одножильные | двухжильные | трехжильные | |
| 0.5 | — | 12 | — |
| 0.75 | — | 16 | 14 |
| 1 | — | 18 | 16 |
| 1.5 | — | 23 | 20 |
| 2.5 | 40 | 33 | 28 |
| 4 | 50 | 43 | 36 |
| 5 | 65 | 55 | 45 |
| 10 | 90 | 75 | 60 |
| 16 | 120 | 95 | 80 |
| 25 | 160 | 125 | 105 |
| 35 | 190 | 150 | 130 |
| 50 | 235 | 185 | 160 |
Расчет сечения кабеля, таблицы, программа
Расчет сечения кабеля (провода) — не менее важный этап при проектировании электрической схемы квартиры или дома. От правильности выбора и качества электромонтажных работ зависит безопасность и стабильность работы потребителей электроэнергии. На начальной стадии необходимо принять во внимание такие исходные данные, как планируемая мощность потребления, длинна проводников и их тип, род тока, способ монтажа проводки. Для наглядности рассмотрим методику определения сечения, основные таблицы и формулы. Также, вы можете воспользоваться специальной программой расчета, представленной в конце основного материала.
Расчет сечения кабеля по мощности
Оптимальная площадь сечения позволяет пропускать ток без возможного перегрева проводов. Поэтому при проектировании электрической разводки, в первую очередь, находят оптимальное сечение провода в зависимости от потребляемой мощности. Для вычисления этого значения следует подсчитать общую мощность всех приборов, которые планируется подключать. При этом, учитывайте тот факт, что не все потребители будут подключаться одновременно. Проанализируйте данную периодичность для выбора оптимального диаметра жилы проводника (подробнее в следующем пункте «Расчет по нагрузке»).
Таблица: Ориентировочная мощность потребления бытовых электроприборов.
| Наименование | Мощность, Вт |
|---|---|
| Осветительные приборы | 1800-3700 |
| Телевизоры | 120-140 |
| Радио и аудио аппаратура | 70-100 |
| Холодильники | 165-300 |
| Морозильники | 140 |
| Стиральные машины | 2000-2500 |
| Джакузи | 2000-2500 |
| Пылесосы | 650-1400 |
| Электроутюги | 900-1700 |
| Электрочайники | 1850-2000 |
| Посудомоечная машина с подогревом воды | 2200-2500 |
| Электрокофеварки | 650-1000 |
| Электромясорубки | 1100 |
| Соковыжималки | 200-300 |
| Тостеры | 650-1050 |
| Миксеры | 250-400 |
| Электрофены | 400-1600 |
| Микроволновые печи | 900-1300 |
| Надплитные фильтры | 250 |
| Вентиляторы | 1000-2000 |
| Печи-гриль | 650-1350 |
| Стационарные электрические плиты | 8500-10500 |
| Электрические сауны | 12000 |
Для домашней сети с напряжением 220 вольт значение силы тока (в амперах, А) определяется по следующей формуле:
I = P / U, где:
- P – электрическая полная нагрузка (представлена в таблице и, также, указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт).
- U – напряжение электрической сети (в данном случае 220), В (вольт).
Если напряжение в сети 380 вольт, то формула расчета следующая:
I = P /√3× U= P /1,73× U, где:
- P — общая потребляемая мощность, Вт.
- U — напряжение в сети (380), В.
Допустимая нагрузка у медного кабеля составляет 10 А/мм², а у алюминиевого – 8 А/мм². Для расчета необходимо полученную величину тока (I) разделить на 10 или 8 (в зависимости от выбранного проводника). Полученное значение и будет ориентировочным размером необходимого сечения.
Расчет сечения кабеля по нагрузке
На начальном этапе рекомендуется сделать поправку по нагрузке. Об этом упоминалось выше, но все же повторимся, что в быту редко возникают ситуации, когда все потребители энергии включаются одновременно. Чаще всего одни приборы работают, а другие нет. Поэтому для уточнения следует полученную величину сечения умножить на коэффициент спроса (Kс). Если же вы уверены, что будете эксплуатировать все приборы сразу, то использовать указанный коэффициент не нужно.
Таблица: Коэффициенты спроса различных потребителей (Kс).
| Наименование приемника | Коэффициент спроса |
|---|---|
| Освещение ОРУ (открытого распределительного устройства ): | |
| при одном | 0,5 |
| при нескольких | 0,35 |
| Освещение помещений | 0,6-0,7 |
| Телевизор | 0,7 |
| Бытовая электроника | 0,2 |
| Холодильник | 0,8 |
| Стиральная машина | 0,1 |
| Пылесос | 0,1 |
| Охлаждение трансформаторов | 0,8-0,85 |
| Компрессоры | 0,4 |
| Зарядные устройства | 0,12 |
| Подогрев и электроотопление | 1,0 |
Влияние длины проводника на сечение
Длина проводника важна при строительстве сетей промышленного масштаба, когда кабель нужно тянуть на значительные расстояния. За время прохождения тока по проводам происходят потери мощности (dU), которые рассчитываются по следующей формуле:
dU = I×p×L/S, где:
- I – сила тока.
- p – удельное сопротивление (для меди — 0,0175, для алюминия — 0,0281).
- L – длина кабеля.
- S – просчитанная площадь сечения проводника.
Согласно техническим условиям, максимальная величина падения напряжения по длине провода не должна превышать 5 %. Если падение значительно, то следует подобрать другой кабель. Это можно сделать с помощью таблиц, где уже отражена зависимость величины мощности и силы тока от величины сечения.
Таблица: Подбор провода при напряжении 220 В.
| Сечение жилы провода, мм2 | Диаметр жилы проводника, мм | Медные жилы | Алюминиевые жилы | ||
| Ток, А | Мощность, Вт | Ток, А | Мощность, кВт | ||
| 0,50 | 0,80 | 6 | 1300 | ||
| 0,75 | 0,98 | 10 | 2200 | ||
| 1,00 | 1,13 | 14 | 3100 | ||
| 1,50 | 1,38 | 15 | 3300 | 10 | 2200 |
| 2,00 | 1,60 | 19 | 4200 | 14 | 3100 |
| 2,50 | 1,78 | 21 | 4600 | 16 | 3500 |
| 4,00 | 2,26 | 27 | 5900 | 21 | 4600 |
| 6,00 | 2,76 | 34 | 7500 | 26 | 5700 |
| 10,00 | 3,57 | 50 | 11000 | 38 | 8400 |
| 16,00 | 4,51 | 80 | 17600 | 55 | 12100 |
| 25,00 | 5,64 | 100 | 22000 | 65 | 14300 |
Пример расчета сечения кабеля
Планируя схему проводки в квартире, сначала необходимо определить места, где будут находиться розетки и осветительные приборы. Нужно определить, какие приборы будут задействованы и где. Далее можно составить общую схему подключения и подсчитать длину кабеля. Исходя из полученных данных, считается размер сечения кабеля по формулам, приведенным выше.
Предположим, нам необходимо определить размер кабеля для подключения стиральной машины. Мощностью возьмем из таблицы — 2000 Вт и определим силу тока:
I=2000 Вт / 220 В=9,09 А (округлим до 9 А). Для увеличения запаса прочности можно добавить несколько ампер и подобрать в зависимости от вида проводника и метода укладки соответствующее сечение. Под рассмотренный пример подойдет трехжильный кабель с сечением медной жилы от 1,5 мм².
Если решите просчитать свои варианты, то вам пригодиться все рассмотренные таблицы, в том числе и следующая — выбор сечения проводника, тока, максимальной мощности нагрузки и токовых характеристик автомата защиты:
| Сечение медной жилы проводника, мм² | Допустимый длительный ток нагрузки, А | Максимальная мощность однофазной нагрузки для напряжения 220 В, кВт | Номинальный ток автомата защиты, А | Предельный ток автомата защиты, А | Возможные потребители |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 10 | 16 | группы освещения и сигнализации |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 16 | 25 | розеточные группы и электрические полы |
| 4 | 38 | 8,3 | 25 | 32 | водонагреватели и кондиционеры |
| 6 | 46 | 10,1 | 32 | 40 | электрические плиты и духовые шкафы |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 63 | вводные питающие линии |
Программа расчета кабеля cable 2.1
Ознакомившись с методикой расчета и специальными таблицами, для удобства, вы можете воспользоваться данной программой. Она избавит вас от самостоятельных вычислений и подберет оптимальное сечение кабеля по заданным параметрам.
В программе cable 2.1 имеется два вида расчета:
- Расчет сечения по заданной мощности или току.
- Расчет максимального тока и мощности по сечению.
Рассмотрим каждый из них.
В первом случае нужно ввести:
- Значение мощности (в рассмотренном примере 2 кВт).
- Выбрать род тока, тип проводника, способ прокладки и количество жил.
- Нажав кнопку «Рассчитать», программа выдаст требуемое сечение, силу тока, рекомендуемый автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).
Во втором случае, по определенному сечению проводника, программа подбирает максимально допустимые:
- Мощность.
- Силу тока.
- Рекомендуемый ток автомата защиты.
- Рекомендуемое УЗО.
Как видим, интерфейс калькулятора довольно простой, а конечные результаты полезны и информативны.
Полноценная установка не требуется. Откройте архив и запустите файл «cable.exe».
Видео по теме
По кабелю невозможно пропустить больше определенного количества тока. Проектируя и монтируя электропроводку в квартире или доме, подбирайте правильное сечение проводника. Это позволит в дальнейшем избежать перегрева проводов, короткого замыкания и незапланированного ремонта.
Калькулятор ширины следа печатной платы| Ширина следа против. Текущая таблица
Калькулятор ширины следа печатной платы
Независимо от того, в какой отрасли вы работаете, вы, вероятно, ежедневно используете печатные платы (PCB). Эти устройства жизненно важны для функционирования электроники, они соединяют и механически поддерживают электрические компоненты для обеспечения правильной работы.
Независимо от того, используете ли вы печатные платы для поддержки медицинского оборудования, осветительной техники или компьютеров, они должны работать с правильной шириной следа. С помощью нашего калькулятора размеров следов вы можете гарантировать безопасность и работоспособность ваших печатных плат в любое время.
Зачем нужен калькулятор ширины следа?
Калькуляторы трассировкипозволяют пользователям точно определять ширину проводника печатной платы, или «трассу», с помощью запрограммированных формул. Ширина дорожки — жизненно важный параметр при проектировании печатной платы. Это необходимо для пропускания токов через печатные платы, в то же время поддерживая повышение температуры следа ниже определенного входного значения, чтобы предотвратить перегрев.
Калькулятор толщины следаопределяет максимально допустимый ток, который может протекать через печатную плату, не повреждая ее.
Что такое калькулятор ширины следа печатной платы?
Вы можете использовать наш калькулятор для определения различных компонентов следа, таких как температура следа, максимальный ток, сопротивление, падение напряжения и рассеиваемая мощность. Чтобы лучше понять результаты своего калькулятора, ознакомьтесь со следующими формулами.
Максимальный ток
Максимальный ток можно рассчитать по формуле A = (T x W x 1,378 [мил / унция / фут 2 ]).
Значения в этой формуле соответствуют следующим параметрам:
- A: Площадь поперечного сечения.
- [мил2] T: Толщина следа.
- [oz / ft2] W: Ширина следа.
После того, как вы проработали предыдущее уравнение, вы определите максимальный ток, используя I MAX = (k x T RISE b ) x A c .
Поля для этой формулы следующие:
- [мил] I MAX : Максимальный ток.
- [A] TRISE: Максимально желаемое повышение температуры.
- [° C] k, b и c: Константы.
Температура следа
Температура следа — еще один важный элемент при расчете ширины следа. Формула для определения температуры следа: T TEMP = T RISE + T AMB.
Для оценки температуры следа требуется не более трех общих параметров.Значения читаются следующим образом и рассчитываются в градусах Цельсия:
.- TTEMP: Температура следа.
- TRISE: Максимально желаемое повышение температуры.
- TAMB: Температура окружающей среды.
Расчет сопротивления
При расчете сопротивления проводов в печатной плате вы начнете с преобразования площади поперечного сечения из [мил 2 ] в [см 2 ] по формуле A ’= A * 2,54 * 2.54 * 10 -6 .
После работы с уравнением вы количественно оцените сопротивление следа, используя R = (ρ * L / A ’) * (1 + α * ( T TEMP — 25 ° C)).
Значения в этих формулах соответствуют следующим количествам:
- T: Толщина следа.
- [oz / ft 2 ] W: Ширина следа.
- [мил] R: Устойчивость к следам.
- [Ом] ρ: Параметр удельного сопротивления.
- [Ом · см] L: Длина следа.
- [см] α: Температурный коэффициент удельного сопротивления.
- [1 / ° C] T TEMP : Следы температуры.
Расчет падения напряжения
Падение напряжения — это уменьшение электрического потенциала при его прохождении через ток в электрической цепи. Уравнение для определения падения напряжения: В ПАДЕНИЕ = I * R.
Три значения в этой формуле:
- В ПАДЕНИЕ : Падение напряжения.
- [В] I: Максимальный ток.
- [A] R: Сопротивление следа.
Расчет рассеиваемой мощности
Рассеивание мощности происходит, когда электрическое устройство выделяет тепло, что приводит к потере или расточительству энергии. Он рассчитывается по формуле P LOSS = R * I 2 .
Каждое из этих количеств выглядит следующим образом:
- P ПОТЕРЯ : Потеря мощности.
- [Вт] R: Сопротивление.
- [Ом] I: Максимальный ток.
Часто задаваемые вопросы о вычислении ширины следа
Вычисление следа может сбить с толку тех, кто плохо знаком с калькуляторами толщины следа. Если у вас есть вопросы относительно нашего калькулятора, формул или ваших результатов, вы можете найти ответ в следующих часто задаваемых вопросах:
- Какая единица измерения — мил? «Мил» получил свое название от латинского термина «mille», что означает «тысяча».«Мил — одна тысячная дюйма.
- Что в этом контексте означает повышение температуры? Повышение температуры — это разница между максимальной безопасной рабочей температурой вашей печатной платы и ее обычной рабочей температурой.
- Есть ли у этого калькулятора предел силы тока, для которого он может рассчитать ширину? Да. Основываясь на формулах, инструмент может рассчитать только ширину следа до 400 мил, 35 ампер, медь от 0,5 до 3 унций на квадратный фут и повышение температуры от 10 до 100 градусов Цельсия.Калькулятор экстраполирует данные при использовании за пределами этих диапазонов.
- Почему калькулятор показывает, что ширина внутренней дорожки должна быть больше ширины внешней дорожки? Внешние следовые слои обладают высокой теплопередачей, в то время как внутренние слои также не проводят тепло, а это означает, что внутренние следы могут хранить больше тепла.
Используйте наш калькулятор трассировки для ваших печатных плат
Если вы хотите защитить свои печатные платы от повреждений и перегрева, наш калькулятор размера дорожек поможет вам определить подходящую ширину.Вы можете приобрести высококачественные печатные платы у лидера в области производства печатных плат в Millennium Circuits Limited.
Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о наших продуктах сегодня!
Данные поперечного сечения — обзор
1 Введение
Продольные исследования фиксируют изменение информации об одних и тех же единицах поперечного сечения с течением времени. Выборка может относиться к отдельным лицам, домашним хозяйствам, фирмам или коллекциям отдельных лиц в форме когорт или отраслей.Данные могут включать экономические характеристики, такие как доход, расходы и занятость, или показатели здоровья, благополучия и социально-экономического статуса. Продольные данные могут быть организованы в матрицу, где каждая строка отслеживает отдельного человека или единицу ( i ) в разные моменты времени ( t ), тем самым составляя панель { y it : i = 1,…, N ; t = 1,…, T } наблюдений за N особей в T периодов времени, ведущих к NT полных наблюдений конкретной переменной (или вектора переменных) y it .Такие данные обычно называются панельными данными, а модели, отражающие процесс их создания, известны как модели панельных данных.
Панельные данные предлагают гораздо больше возможностей для изучения явлений реального мира, чем данные поперечных сечений и данные временных рядов. Основным среди них является способность измерять изменения в поведении или результатах с течением времени, изучать продолжительность определенных характеристик и регистрировать время и влияние событий. Эти привлекательные особенности привели к созданию многих лонгитюдных исследований на городском, региональном, национальном и международном уровнях.Среди самых ранних исследований этого типа — Панельное исследование динамики доходов (PSID) a , начатое в 1968 году как обследование примерно 70 000 домашних хозяйств в Соединенных Штатах, Многопрофильное исследование здоровья и развития Данидина b , начатое в 1972 году. после группы из около 1000 человек, родившихся в Новой Зеландии в период 1972–73 годов, и Висконсинского лонгитюдного исследования, c после 10 317 индивидуальных выпускников средних школ штата Висконсин с 1957 года. которые приобретают все большее значение для современного общества.Среди множества таких примеров мы упомянем здесь только два. Один из них — это эффект старения населения во многих странах мира. Старение влияет на людей с точки зрения дохода, решений о выходе на пенсию, жилья, здоровья, общей функциональности, повседневной жизни и благополучия. Информация о продольных исследованиях этих аспектов старения населения помогает разработчикам политики в разработке программ, направленных на удовлетворение меняющихся социальных потребностей по мере развития демографии. Два таких исследования — это Австралийское лонгитюдное исследование старения d и Singapore Life Panel. e
Вторая область, в которой продольные данные теперь играют жизненно важную роль, — это оценка воздействия изменения климата на окружающую среду. Повышение температуры и уровня моря, связанные с антропогенными источниками в современную индустриальную эпоху, имеют серьезные глобальные последствия для человеческого общества и в целом для всего живого на Земле. В прошлом методы оценки таких изменений основывались на использовании глобальных климатических моделей, имитирующих эволюцию атмосферных и океанических условий в ответ на поступающую радиацию, фильтрующие эффекты аэрозолей и способность удерживать тепло парниковых газов на различные станции по всему миру.Данные наблюдений, записанные на некоторых наземных станциях, также могут быть использованы для оценки воздействия различных движущих сил климата. Недавно были разработаны и оценены панельные модели с использованием обоих этих источников данных для определения чувствительности климата Земли к увеличению выбросов парниковых газов (Magnus et al., 2011; Storelvmo et al., 2016, 2018; Phillips et al., 2018).
Следует отметить две важные особенности этих эконометрических моделей климата: (i) панельная динамика включена для отражения внутренней динамической работы климатической системы и (ii) временные эффекты в каждый период включены для отражения явного влияния на станцию. уровень температуры агрегированных переменных, отражающих преобладающие глобальные климатические условия.Вторая спецификация встраивает одновременность в систему, которая обеспечивает обратную связь от глобальных данных до уровня станции. Этот тип обратной связи между макро и микро следует ожидать в сложных взаимозависимых системах, таких как глобальный климат. Но это также проявляется во многих других условиях, когда существует макроэкономическое или общественное социальное влияние на индивидуальное поведение. Модель динамической панели, которую мы используем для иллюстрации в настоящем исследовании, воплощает эту функцию обратной связи.
С начала 1980-х годов и, в частности, со времени исследования Никелла (1981) динамической панельной систематической ошибки, эконометрические методы сыграли важную роль в разработке подходящей методологии оценки и вывода в динамических панельных моделях.Среди этих методов видное место занимают методы, основанные на моментах, такие как обобщенный метод моментов (GMM), который работает на основе четко определенных моментных уравнений и тщательно сконструированных инструментальных переменных, основанных как на различиях, так и на уровнях прошлых наблюдений. f Методы GMM для оценки динамических панельных регрессионных моделей используются в эмпирических исследованиях в социальных, деловых и медицинских науках. Доступно несколько различных версий этих методов, включая варианты включения определенных инструментов и использования дополнительных оценочных уравнений или моментных условий.
Настоящий вклад предоставляет новый набор программ, написанных на R. Программы обеспечивают оценку и вывод на основе так называемого разностного GMM (далее diff-GMM), системного GMM (далее sys-GMM) и внутри- групповые (WG) методы. Эти программы R дополняют программное обеспечение в STATA, g, GAUSS, h и пакете R plm (Croissant and Millo, 2018), которые в настоящее время доступны для приложений. Новые программы используют быстрые вычислительные алгоритмы, которые особенно полезны в больших панелях и упражнениях моделирования.Программы написаны для стандартной динамической панельной регрессии первого порядка с индивидуальными и зависящими от времени эффектами. Им не хватает универсальности программного пакета. Но предоставленный код может быть изменен и расширен для работы с моделями большей сложности. Код был тщательно протестирован против существующих пакетов программного обеспечения в STATA.
Для динамической панельной авторегрессии, которая учитывает стационарные и нестационарные случаи, а также зависящие от времени эффекты, которые определяются глобальными переменными драйвера, предоставляется несколько иллюстративных имитаций новых программ.Полученные данные выявили некоторые заметные различия в эффектах смещения между оценкой sys-GMM и другими методами. Эти смещения происходят из-за высокого уровня неоднородности фиксированного эффекта по отношению к дисперсии ошибок уравнения, что подтверждает аналитические данные Хаякавы (2007, 2015).
Электрооборудование: Сборная шина — Таблица 3: Быстрый переключатель шин
Быстрый селектор шин — Зная допустимую нагрузку, проектировщики и специалисты по оценке могут получить приблизительный размер шины.Затем необходимо проверить допустимую нагрузку выбранной шины, проверив таблицу 1.
| Требуемая мощность, * (диапазон) Ампер | Размеры сборной шины, дюймы ** | ||
|---|---|---|---|
| Повышение 30 ° C | Повышение 50 ° C | 65 ° C Повышение | |
| 100 (100-149) | 1 / 16×1 / 2,1 / 16×3 / 4 | 1 / 16×1 / 2 | |
| 150 (150-199) | 1 / 16×1 1 / 8×1 / 2 3 / 16×1 / 2 | 1 / 16×3 / 4 | 1 / 16×1 / 2 |
| 200 (200-249) | 1 / 8×3 / 4 1 / 4×1 / 2 | 1 / 8×1 / 2 | 1 / 16×3 / 4 1 / 8×1 / 2 |
250 | 1 / 16×1 1/2 1 / 8×1 3 / 16×3 / 4 | 1 / 16×1 1 / 8×3 / 4 3 / 16×1 / 2 | 1 / 16×1 |
300 | 1 / 16×2 3 / 16×1 1 / 4×3 / 4 | 1 / 4×1 / 2 | 1 / 8×3 / 4 3 / 16×1 / 2 |
| 350 (350-399) | 1 / 8×1 1/2 | 1 / 16×1 1/2 1 / 8×1 3 / 16×3 / 4 | 1 / 4×1 / 2 |
| 400 (400-449) | 1 / 4×3 / 4 3 / 8×3 / 4 | 1 / 4×3 / 4 | 1 / 4×1 / 2 |
| 400 (400-449) | 1 / 4×1 3 / 8×3 / 4 | 1 / 4×3 / 4 | 1 / 16×1 1/2 1 / 8×1 3 / 16×3 / 4 |
| 450 (450-499) | 1 / 8×2 3 / 16×1 / 2 | 1 / 16×2 3 / 16×1 | 1 / 4×3 / 4 |
| 500 (500-599) | 1 / 4×1 1/2 3 / 8×1 | 1 / 8×1 1/2 1 / 4×1 3 / 8×3 / 4 | 1 / 16×2 1 / 8×1 1/2 3 / 16×1 |
| 600 (600-699) | 1 / 8×2 1/2 3 / 16×2 1 / 2×1 1 / 2×1 | 1 / 8×2 3 / 16×1 1/2 1 / 4×1 | 1 / 4×1 3 / 8×3 / 4 |
| 700 (700-799) | 1 / 8×3 3 / 16×2 1/2 1 / 4×2 3 / 8×1 1/2 | 1 / 4×1 1/2 | 1 / 8×2 3 / 16×1 1/2 3 / 8×1 |
| 800 (800-899) | 1 / 8×3 1/2 3 / 16×3 1 / 4×2 1/2 3 / 8×2 | 1 / 8×2 1/2 3 / 16×2 1 / 2×1 | 1 / 4×1 1/2 |
| 900 (900-999) | 1 / 8×4 3 / 16×3 1/2 1 / 4×3 | 1 / 8×3 3 / 16×2 1/2 1 / 4×2 3 / 8×1 1/2 | 1 / 8×2 1/2 1 / 2×1 |
| 1000 (1000-1249) | 3 / 16×4 1 / 4×3 1/2 3 / 8×2 1/2, 3 / 8×3 1 / 2×2, 1 / 2×2 1/2 | 1 / 8×4 3 / 16×3 1 / 4×2 1/2 3 / 8×2 | 1 / 8×3 3 / 16×2 1/2 1 / 4×2 3 / 8×1 1/2 |
| 1250 (1250-1499) | 1 / 4×4 3 / 8×3 1/2 1 / 2×3 | 3 / 16×3 1/2, 3 / 16×4 1 / 4×3 3 / 8×2 1/2 1 / 2×2 | 1 / 8×4 3 / 16×3 1 / 4×2 1/2 3 / 8×2 |
| 1500 (1500-1749) | 1 / 4×5 3 / 8×4 1 / 2×3 1/2, 1 / 2×4 | 1 / 4×3 1/2, 1 / 4×4 3 / 8×3 1 / 2×2 1/2 | 3 / 16×3 1/2, 3 / 16×4 1 / 4×3 3 / 8×2 1/2 1 / 2×2 |
| 1750 (1750–1999) | 1 / 4×6 3 / 8×5 | 3 / 8×3 1/2 1 / 2×3 | 1 / 4×3 1/2, 1 / 4×4 3 / 8×3 1 / 2×2 1/2 |
| 2000 (2000-2499) | 1 / 4×8 3 / 8×6 1 / 2×5, 1 / 2×6 3 / 4×4, 3 / 4×5 | 1 / 4×6 3 / 8×5 1 / 2×4 | 1 / 4×5 3 / 8×4 1 / 2×3 1/2 |
| 2500 (2500-2999) | 1 / 4×10 3 / 8×8 3 / 4×6 | 3 / 8×6 1 / 2×5 3 / 4×4 | 1 / 4×6 3 / 8×5 1 / 2×4 |
| 3000 (3000-3499) | 1 / 4×12 3 / 8×10 1 / 2×8 | 1 / 4×8 1 / 2×6 3 / 4×5 | 1 / 4×8 3 / 8×6 1 / 2×5 3 / 4×4 |
| 3500 (3500-3999) | 3 / 8×12 1 / 2×10 3 / 4×8 | 1 / 4×10 3 / 8×8 3 / 4×6 | 1 / 2×6 3 / 4×5 |
| 4000 (4000-4499) | 1 / 2х12 3 / 4х10 | 1 / 4×12 3 / 8×10 1 / 2×8 | 1 / 4×10 3 / 8×8 3 / 4×6 |
| 4500 (4500-4999) | 3 / 4×12 | 1 / 2х10 3 / 4х8 | 1 / 4×12 3 / 8×10 1 / 2×8 |
| 5000 (5000-5999) | 3 / 8×12 1 / 2×12 3 / 4×10 | 3 / 8×12 1 / 2×10 3 / 4×8 | |
| * Для тока 60 Гц ** В таблице указаны поперечные сечения шины, которые, вероятно, будут достаточно большими для амплитуды в каждом диапазоне.Зная требуемую допустимую нагрузку, определите возможные размеры шины по таблице. Затем проверьте Таблицу 1, чтобы убедиться, что выбранный размер имеет необходимую допустимую нагрузку. Пример: Предположим, что требуемая допустимая нагрузка составляет 185 А при повышении температуры на 30 ° C. Таблица 3 показывает, что, вероятно, будет достаточно размера 1/16 x 1 дюйм. Это подтверждается таблицей 1, в которой указана допустимая токовая нагрузка шины 1/16 x 1 дюйм как 187 ампер. | |||
Границы | Измерения поперечного сечения производства радионуклидов тербия, представляющих медицинский интерес, произведенных в танталовых мишенях, облученных 0.Протоны от 3 до 1,7 ГэВ и соответствующие расчеты выхода толстых мишеней
Введение
Радионуклиды используются в медицине в качестве радиофармацевтических компонентов для нацеливания на клетки и / или отслеживания метаболизма в диагностических и / или терапевтических целях. Определенная молекула может быть связана с разными радиоизотопами со сходным химическим поведением. В этом случае возможен тераностический подход, если два изотопа обладают свойствами, подходящими либо для диагностики, либо для терапии. Поскольку четыре радиоизотопа тербия обладают свойствами, подходящими для использования в медицине, тербий считается «швейцарским армейским ножом ядерной медицины» (1).Tb-152 представляет интерес для получения изображений с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), а Tb-155 излучает гамма-лучи, совместимые с методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). Tb-149 обладает свойствами, подходящими для таргетной альфа-терапии и ПЭТ-визуализации, в то время как Tb-161 является хорошим кандидатом для таргетной β-терапии, а также подходит для визуализации SPECT. Эти радионуклиды могут быть получены, например, протонами, дейтронами или альфа-индуцированными реакциями на природном или обогащенном гадолинии (2-7), нейтронным облучением обогащенного Gd-160 (8, 9) или реакциями расщепления на таких материалах, как вольфрам или тантал (10 –13).Последний метод получения был изучен в данной работе в рамках установки ISOLDE в ЦЕРНе, где генерируются пучки радиоактивных ионов в результате индуцированных протонами реакций расщепления с энергией 1,4 ГэВ на твердой мишени из Та. Это было мотивировано наблюдаемыми расхождениями между различными экспериментальными измерениями поперечного сечения, доступными в базе данных EXFOR, особенно для Tb-149 и Tb-152. В период с 2011 по 2018 год в CERN-ISOLDE было проведено несколько сборов Tb-149, Tb-152 и Tb-155. Кроме того, с 2017 года центр MEDICIS (медицинские изотопы, собранные из ISOLDE) сосредоточен на сборе представляющих интерес радионуклидов. для биомедицинских исследований (14).Эта установка уже показала возможность использования радионуклидов, таких как Tb-149, Tb-155, Er-169 и Yb-175, для инновационных программ медицинских исследований (15). Для этого облучаемую мишень нагревают до высоких температур (выше 2000 ° C), чтобы обеспечить диффузию и вытекание атомов из мишени к ионному источнику для последующей ионизации. Затем ионы ускоряются и отправляются через автономный масс-сепаратор. Интересующий радионуклид разделяется по массе и впоследствии имплантируется в опору, например.г., тонкая металлическая фольга. Однако недостатком этого подхода является возможное загрязнение псевдоизобарами, такими как, в случае сбора Tb-155, изобарическая молекула, загрязняющая Ce-139O-16, которая также имплантируется в фольгу (16). Как следствие, требуется выделение и очистка коллекции Tb-155 радиохимическими методами (17). В случае сбора Tb-149 такая же проблема наблюдается с загрязнением молекулами Ce-133O-16 (18). С целью оптимизации энергии для получения наивысшей степени чистоты при производстве изотопа Tb в этой статье приводятся совокупные данные по поперечному сечению продукции и значения выхода толстой мишени (TTY).Он охватывает следующие нейтронодефицитные радионуклиды, образующиеся в результате протонно-индуцированного расщепления Ta: Tb-149 и его псевдоизобара Ce-133m, Tb-152, Tb-155, его предшественник Dy-155 и его псевдоизобара Ce-139. Он также включает новые значения в энергетическом диапазоне, представляющем интерес для будущей установки ISOL @ MYRRHA в Бельгийском центре ядерных исследований SCK CEN, которая будет работать при энергии 600 МэВ (19).
Экспериментальная установка и метод
Данные по поперечному сечению откола были экспериментально получены путем облучения тонких металлических фольг на ускорительной установке COSY в ФЗ Юлих в Германии.Тонкие фольги из природного тантала и алюминия облучались в виде стопок протонами 300 МэВ, 500 МэВ, 600 МэВ, 700 МэВ, 900 МэВ, 1 ГэВ, 1,1 ГэВ, 1,3 ГэВ и 1,7 ГэВ. Средний ток протонного пучка составлял от 50 до 300 пА, а время облучения составляло от 2 до 5 часов для каждой сборки. Фольга из чистого тантала природного изотопного состава (99,988% Ta-181, 0,012% Ta-180) использовалась в качестве материала мишени для измерения поперечных сечений откола Ta, тогда как алюминиевая фольга использовалась для количественного определения среднего тока пучка через Al- Реакция 27 (p, x) Na-24 используется в качестве монитора, как описано в (20) и доступно из (21).Как указано в (20), максимальная погрешность 0,20 мбар была применена к значениям поперечного сечения монитора. Следует отметить, что эти ценности официально не одобрены МАГАТЭ и могут быть пересмотрены в будущем. По этой причине значения поперечного сечения, использованные в расчетах, приведены в Таблице 1.
Таблица 1 . Значения поперечного сечения образования реакции Al-27 (p, x) Na-24, использованные в качестве монитора.
Для каждой фольги масса получена с точностью ± 0.1 мг. Фольги были расположены стопками из 7 фольг Ta (толщиной 2, 6, 10 и 25 мкм) и 3 фольги Al (толщина каждой фольги 50 мкм). Первая и последняя фольга из Ta (10 мкм каждая) служила только для уравновешивания потерь на отдачу продуктов расщепления и не анализировалась с помощью гамма-спектрометрии; первая и последняя алюминиевые фольги также были выброшены по той же причине. Для каждой стопки две фольги Ta, представляющие собой очень тонкие слои толщиной 2 мкм (в среднем 2,7 мг) и 6 мкм (в среднем 9,2 мг), были измерены в отдельном исследовании с помощью спектрометрии α-распада для определения активности Tb-149. независимым методом (13).В настоящей работе три фольги Та толщиной 25 мкм (со средней массой 33,6 мг) и средняя фольга из алюминия толщиной 50 мкм (со средней массой 10,4 мг) каждой стопки были проанализированы с помощью гамма-спектрометрии. в разное время после окончания облучения, от 30 мин до нескольких суток, с временем счета от 1 до 24 ч. Кроме того, фольга Ta толщиной 6 мкм была измерена с помощью гамма-спектрометрии через несколько месяцев после эксперимента (13) и проанализирована для количественного определения самых долгоживущих изотопов, таких как Ce-139.Для этих целей использовались одиночные коаксиальные детекторы из высокочистого германия. Калибровка детекторов проводилась с сертифицированными источниками Am-241, Ba-133, Co-57, Co-60, Cs-137, Eu-152, Hg-203, Mn-54, Na-22, Ra-. 226 и Y-88, что приводит к широкому диапазону значений эффективности от 60 кэВ до 1,8 МэВ. Источники размещены и измерены на расстояниях 3, 5 и 10 см от детектора. В тех же позициях были измерены облученные фольги. Значения активности каждого продуцированного радионуклида были получены из зарегистрированных спектров γ-излучения с использованием программного обеспечения для спектроскопии FitzPeaks (22), а также периодов полураспада и γ-линий на основе базы данных ENSDF (23).Для каждого радионуклида все γ-линии с интенсивностью> 1% и энергией от 60 кэВ до 1,8 МэВ были рассмотрены для создания библиотеки FitzPeaks. Для конкретных случаев Ce-139 и Tb-149, упомянутых выше, дополнительные значения активности были измерены в (13) и были рассмотрены в этой работе с помощью средневзвешенного значения. Поперечное сечение образования радионуклида, полученного из тантала σ Ta (см. Уравнение 1), рассчитывается относительно значения поперечного сечения реакции Al-27 (p, x) Na-24 σ Al , используемой для мониторинга ток пучка; оба количества выражены в миллибарнах.Это также требует знания активности интересующего радионуклида, образующегося в фольге Ta, Act Ta (выраженной в Бк), и активности эталонного радионуклида (в нашем случае Na-24), образующегося в фольге Al, Акт Al (выражено в Бк). Масса алюминиевой и танталовой фольг, m Al и m Ta , соответственно, выражена в граммах, а атомные массы A Ta и A Al выражены в г / моль. Расчет производственного сечения также учитывает константу радиоактивного распада рассматриваемых радионуклидов (в секундах -1 ), а также время облучения (в секундах).
σTa = σAl * ActTa * ATa * mAl * (1-exp (-λAl * tirr)) ActAl * AAl * mTa * (1-exp (-λTa * tirr))Уравнение 1: расчет поперечного сечения образования радионуклидов, образующихся в фольге Ta
Статистические погрешности измерения активности в фольгах Ta, ΔTa, и в фольгах Al, ΔAl, а также систематическая неопределенность значений поперечного сечения монитора (13), Δσ Al , были учтены в вычисление абсолютной ошибки с использованием распространения ошибки по Гауссу (см. значения в таблице 2).Следует отметить, что фольги Ta и Al имеют одинаковый диаметр. Положение луча, а также его форма были проверены перед облучением с помощью рентгенографической пленки. Считается, что алюминиевая и танталовая фольги подвергаются воздействию одинаковой интенсивности первичного пучка и одинаковой энергии пучка. Последнее оправдано, поскольку потери энергии составляют <0,5 МэВ во всей стопке (24).
Таблица 2 . Сечение производства Ce-133m, Ce-139, Tb-149, Tb-152, Tb-155 и Dy-155 для различных энергий облучения протонами от 300 до 1700 МэВ.
Результаты и обсуждения
Поперечные сечения
Результаты поперечного сечения для Ce-133m, Ce-139, Tb-149, Tb-152, Tb-155 и Dy-155 представлены и обсуждаются в этом разделе. Все числовые значения приведены в таблице 2.
Ce-133m
Ce-133m имеет период полураспада 4,9 часа, а его основная обнаруживаемая γ-линия наблюдается при 477,2 кэВ (I = 39%). Нет данных о питании за счет распада предшественников и, следовательно, данных в Таблице 2; Рисунок 1 можно рассматривать как независимое сечение производства Ce-133m.Единственный набор данных, доступный в литературе, — это тот, который был опубликован в 2011 г. Титаренко и др. (12) показывает очень хорошее согласие с дополнительными пунктами, внесенными в эту работу. В фольгах, облученных с энергией ниже 1,1 ГэВ, не было обнаружено никакой активности, поскольку полученные активности были ниже минимально обнаруживаемой активности (MDA). Эти значения MDA, извлеченные из программы FitzPeaks (22), были использованы для оценки верхнего предела сечения образования при 900 МэВ и 1 ГэВ.Соответствующие значения показаны стрелками, направленными вниз на рис. 1. Функция возбуждения Ta-nat (p, x) Ce-133m показывает максимум при 1,7 ГэВ с 5 мбн.
Рисунок 1 . Независимое сечение получения Ce-133m в зависимости от энергии протонного пучка.
Ce-139
На рис. 2 представлено поперечное сечение накопленной добычи Ce-139. Ce-139 имеет период полураспада 137,64 дня и распадается до La-139 (стабильный), испуская интенсивное γ-излучение при 165.9 кэВ (I = 80%). Его активность была определена из измерений гамма-спектрометрии, проведенных через несколько дней и несколько месяцев после окончания облучения, чтобы гарантировать распад Pr-139 (T 1/2 = 4,4 ч) и его предшественников в Ce-139 (13 ). В литературе доступны два набора данных по кумулятивному производству Ce-139 в тантале (11, 12). Наши новые данные по поперечному сечению совокупной добычи, представленные на Рисунке 2, в целом показывают хорошее согласие с тенденцией, обозначенной значениями, полученными Michel et al.(11) и Титаренко и др. (12), учитывая сообщенные ошибки. Тем не менее, наши точки на 1100 и 1300 МэВ примерно на 20% выше общей тенденции. Ce-139O-16 представляет собой изобарную молекулу, которая на стадии разделения масс собирается одновременно с Tb-155, образуя радиоактивную примесь в конечном продукте.
Рисунок 2 . Кумулятивное сечение образования Ce-139 в зависимости от энергии протонного пучка.
ТБ-149
Tb-149, с периодом полураспада 4.1 час представляет собой α-излучатель, представляющий большой интерес для α-терапии (низкая α-энергия при 3,97 МэВ), который также имеет достаточное излучение позитронов для получения изображений ПЭТ (средняя энергия β + 730 кэВ и общая интенсивность β + 7%) . Возможность получения изображений ПЭТ с этим радионуклидом, произведенным в CERN-ISOLDE и помеченным биомолекулой, была успешно продемонстрирована (25). На рис. 3 представлено суммарное сечение образования Tb-149 за счет протонно-индуцированных реакций расщепления тантала. Этот радионуклид образуется непосредственно и в результате распада материнского радионуклида Dy-149, который имеет период полураспада 4 мин, и, таким образом, его основные компоненты распадаются на Tb-149 только через несколько часов после окончания облучения.В литературе доступны три набора данных для сечения образования Tb-149 в реакциях расщепления протонов в Ta. Учитывая общую тенденцию существующих данных, значения, опубликованные Винсбергом (26), как правило, завышают сечение. Следует отметить, что автор утверждает, что активность была определена методом α-спектрометрии. В оригинальной публикации говорится, что «коэффициент ветвления для альфа-распада основного состояния составляет примерно 10%» (26). Согласно последним оценкам, коэффициент ветвления в настоящее время равен 16.7%, как видно в (23), а также в (27). Как следствие, значения поперечного сечения Винсберга следует пересмотреть. После применения поправочного коэффициента 1,67 к значениям Винсберга можно сделать вывод, что наши результаты хорошо согласуются со всеми доступными наборами данных (12, 26, 28).
Рисунок 3 . Кумулятивное сечение образования Tb-149 в зависимости от энергии протонного пучка.
Тб-152
Tb-152 (T 1/2 = 17,5 ч) — это радионуклид, полезный для ПЭТ-визуализации.Он уже использовался для первых демонстраций на людях радиофармпрепаратов DOTATOC и PSMA-617 соответственно из разделенного по массе Tb-152, предоставленного CERN-ISOLDE (29, 30). Эти исследования показали, что в более поздние сроки улучшилось качество диагностики по отношению к Ga-68. Tb-152 может быть непосредственно получен путем расщепления, но также поступает в результате внутреннего перехода (с коэффициентом разветвления 78,8%) своего метастабильного состояния Tb-152m (T 1/2 = 4,2 м) и распада Dy-152 (T 1/2 = 2.4 ч). На Рисунке 4 показано поперечное сечение накопленной добычи Tb-152. Наборы данных, доступные в литературе (11, 12), сравниваются с нашими новыми значениями. Можно наблюдать различия между значениями, полученными Michel et al. (11) и данные измерений Титаренко и др. (12) в диапазоне энергий от 1 до 1,5 ГэВ. Наши данные находятся между обоими наборами данных и согласуются с предыдущими значениями с учетом неопределенностей. Максимум поперечного сечения оценивается в 1 ГэВ при значении поперечного сечения 40 мбарн.
Рисунок 4 . Кумулятивное сечение образования Tb-152 в зависимости от энергии протонного пучка.
ТБ-155
Tb-155 (T 1/2 = 5,3 дня) представляет собой долгоживущий изотоп тербия, подходящий для получения изображений SPECT (16). Он распадается на стабильный Gd-155, испуская четыре основных γ-кванта на 86,5 кэВ (I = 32,0%), 105,3 кэВ (I = 25%), 180,1 кэВ (I = 7,45%) и 262,3 кэВ (I = 5,29%), которые легко обнаруживаются с помощью гамма-спектроскопии. На рис. 5 показано поперечное сечение накопленной добычи Tb-155, измеренное после распада Dy-155, поперечное сечение которого показано на рис. 6.Наш новый набор данных очень хорошо согласуется с существующими данными, опубликованными Michel et al. (11) и Титаренко и др. (12). Максимум сечения находится при 900 МэВ с 45 мбн.
Рисунок 5 . Кумулятивное сечение образования Tb-155 в зависимости от энергии протонного пучка.
Рисунок 6 . Кумулятивное сечение образования Dy-155 в зависимости от энергии протонного пучка.
Ду-155
На рис. 6 показано поперечное сечение накопленной добычи для Dy-155.Dy-155 имеет период полураспада 9,9 ч и распадается до Tb-155 (T 1/2 = 5,3 дня) за счет захвата электронов и β + -излучения, а также испускает интенсивное основное γ-излучение с энергией 226,9 кэВ (I = 68,4%). Dy-155 также может использоваться в качестве прекурсора Tb-155 в оперативных условиях, когда его эффективность извлечения выше, чем у Tb-155 (16). В литературе доступны два набора данных для получения Dy-155 путем протонно-индуцированного расщепления тантала (11, 12). Как видно, наш новый набор данных очень хорошо согласуется с существующими данными в пределах погрешностей.Максимум значений поперечного сечения находится около 1 ГэВ при 45 мбар, аналогично поперечному сечению Tb-155.
Разница: σ
Cum. Тб-155 – σ Кум. Ду-155Представленные ранее кумулятивные сечения σ Cum. Тб-155 и σ Кум. Dy-155 показывает довольно похожие значения во всем диапазоне энергий, причем первое в основном создается распадом второго. В попытке проиллюстрировать индивидуальное поперечное сечение Tb-155 без вклада распада Dy-155, на рисунке 7 показана разница [σ кум Tb-155 – σ кум Dy-155], выполненная между имеющиеся экспериментальные результаты.В то время как индивидуальное сечение образования Tb-155 также может быть вычислено путем поправки на вклад, происходящий от распада Dy-155, для этого требуется доступ к исходным экспериментальным данным. Поскольку они не доступны для справочных значений из литературы, авторы решили проиллюстрировать прямое образование Tb-155 с помощью вышеупомянутой разницы кумулятивных поперечных сечений. В случае наших измерений сечение прямого образования, тем не менее, было получено через распад Dy-155, и были найдены результаты, согласующиеся с рисунком 7.Следует отметить, что отрицательные значения на графике являются артефактами из-за вычитания результатов измерений, которые численно очень близки со статистическими и систематическими ошибками, превышающими различия между двумя наборами данных. Хотя этот результат нельзя рассматривать как отдельное поперечное сечение, схождение разностей к 0 подтверждает, что вероятность прямого образования Tb-155 мала. Следовательно, для процесса онлайн-сбора, который выполняется в ISOLDE, это мотивирует использование косвенного производства через распад Dy-155.
Рисунок 7 . Разница [σ Сум. Тб-155 – σ Кум. Dy-155] на основании данных поперечного сечения, измеренных в «This work (2021)», и имеющихся в литературе.
Целевой выход продукции на толстый слой
Уравнение, которое необходимо решить для расчета целевого выхода продукции толстой толщины (31), показано в уравнении 2.
ACT (E) = φ · NA.ρA · (1-ехр (-λ · tirr)) · ∫EminEmaxσ (E) χ · dEУравнение 2: Толстая целевая добыча Формула доходности
Целевые значения выхода толстой пленки нормированы на мкАч.Следовательно, φ — количество частиц в 1 мкА. Время облучения t irr установлено на 1 час. Он подразумевает интегральный расчет в определенном диапазоне энергий, E min -E max , по имеющимся данным сечения добычи σ (E) и по вложенной энергии χ = dE / dx. Следует иметь в виду, что формализм уравнения 2 и результаты, представленные ниже, не учитывают образование радионуклидов из-за последующих ливней вторичных частиц. В случаях, когда производство, происходящее из вторичных источников, становится важным, необходимо провести полное моделирование методом Монте-Карло.
В этой работе подгонки кубического сглаживания и сплайна были выполнены с использованием модуля Scientific Python с данными поперечного сечения, с использованием переменных коэффициентов сглаживания и с учетом неопределенностей данных. Подборки были выполнены для значений поперечного сечения, извлеченных из «Эта работа (2021 г.)», а также для всех данных, доступных в литературе, включая наш новый набор данных, обозначенный как «Все данные» на следующих рисунках. Дополнительную информацию можно найти в дополнительных материалах.Кроме того, расчеты потерь энергии были выполнены с использованием программного обеспечения SRIM (24) и моделирования FLUKA (32, 33). FLUKA представляет особый интерес для нашего исследования с энергией протонов, превышающей 300 МэВ, поскольку позволяет учесть эффекты потерь энергии из-за адронных взаимодействий. Соответствующее моделирование проводилось в диапазоне от 1 МэВ до 2,7 ГэВ с учетом тонких танталовых фольг с плотностью ρ 16,6 г / см 3 , которая представляет собой номинальную плотность тантала, используемого в качестве материала мишени во время эксперимента COSY.Используя этот энергетический диапазон и аналогичные целевые характеристики, также использовалось программное обеспечение SRIM для оценки потерь энергии. В таблице 3 приведены отношения между значениями dE / dx, рассчитанными FLUKA (статистическая погрешность <0,9%), и значениями, полученными с помощью программного обеспечения SRIM, для некоторых конкретных энергий пучка.
Таблица 3 . Сравнение тормозной способности (dE / dx), рассчитанной с помощью SRIM и FLUKA.
На рисунках 8–10 показаны выходы продукции толстых мишеней для Ce-133m, Ce-139, Tb-149, Tb-152, Tb-155 и Dy-155.Были изучены четыре сценария. Черные линии обозначают расчет TTY, выполненный с использованием dE / dx, предоставленного программным обеспечением SRIM, тогда как серые линии показывают результаты значений dE / dx, рассчитанных с помощью FLUKA. Сплошные линии используют сплайновую аппроксимацию всех данных, найденных в литературе. Пунктирными линиями показаны результаты, основанные на новом наборе данных сечения добычи, рассчитанном в «Настоящей работе (2021 г.)». Погрешности показаны на графиках серыми заштрихованными областями. Они были рассчитаны путем оценки минимального и максимального кубических сглаживающих сплайнов из данных поперечного сечения.Такой же цвет и схема рисунка применены к следующим рисункам. В зависимости от радионуклида максимальная разница в диапазоне от 27 до 33% может быть замечена в случае расчетов TTY, выполненных с использованием SRIM, по сравнению с FLUKA, последний дает более высокие значения dE / dx для E> 100 МэВ. Для всех радионуклидов существует хорошее согласие между TTY, рассчитанным на основе значений поперечного сечения, измеренных в «этой работе (2021 г.)», и на основе всех наборов данных, доступных в литературе.
Рисунок 8 . Выходные данные толстого целевого продукта (TTY) для Ce-133m (слева) и для Ce-139 (справа) .
Рисунок 9 . Целевые показатели продуктивности (TTY) для Tb-149 (слева) и для Tb-152 (справа) .
Рисунок 10 . Производство толстой мишени Урожайность (TTY) для Tb-155 (слева) и для Dy-155 (справа) .
Целевая производительность по Ce-133m и Ce-139 в толстом состоянии
На рис. 8 показаны выходы продукции толстых мишеней, рассчитанные для Ce-133m и Ce-139.Среди четырех сценариев, обсуждавшихся ранее, значения TTY для Ce-133m при 1,4 ГэВ (энергия CERN-ISOLDE / MEDICIS) варьируются от 2,3 ГБк / (мкАч) ± 24% до 3,5 ГБк / (мкАч) ± 22%.
При 600 МэВ (энергия ISOL @ MYRRHA) значения TTY Ce-139 находятся между 38 и 43 кБк / (мкАч) с погрешностью ± 29%. При 1,4 ГэВ это значение составляет от 32 до 49 МБк / (мкАч) с погрешностью ± 15%.
Целевой объем производства толстых Tb-149 и Tb-152
На Рисунке 9 показаны выходы добычи толстых пластов, рассчитанные для Tb-149 (левый график) и Tb-152 (правый график).При 600 МэВ значения TTY Tb-149 находятся в диапазоне от 1,5 до 2,1 ГБк / (мкАч) (с погрешностью ± 13%), а при 1,4 ГэВ — от 21 до 27 ГБк / (мкАч) (± 10%), что представляет разницу более чем в 10 раз. Расчеты TTY Tb-152 показывают очень хорошее соответствие между аппроксимацией, выполненной на нашем новом наборе данных поперечного сечения, и той, которая выполнена с учетом всех данных поперечного сечения, доступных в литературе. При 600 МэВ значение TTY от 2,0 до 2,5 ГБк / (мкАч) может быть получено с погрешностью 10 и 15% соответственно.Это значение находится в диапазоне от 16 до 20 ГБк / (мкАч) при 1,4 ГэВ с погрешностью ± 12%.
Целевой объем производства толстых Tb-155 и Dy-155
На рис. 10 показаны выходы добычи толстой целевой пластинки, рассчитанные для Tb-155 и его прекурсора Dy-155. Следует отметить, что Tb-155 TTY исходит из экспериментальных данных, измеренных после полного распада Dy-155. Рисунок 10 показывает, что для обоих радионуклидов существует очень хорошее согласие значений TTY, полученных из сплайновой аппроксимации, выполненной только для нашего набора данных, и из набора, включающего все наборы данных.Разница между значениями, рассчитанными с использованием FLUKA и SRIM, составляет до 27% для обоих радионуклидов. При 600 МэВ значение TTY Tb-155 колеблется от 390 МБк / (мкАч) (± 12%) до 450 МБк / (мкАч) (± 15%), тогда как для той же энергии значения TTY Dy-155 колеблются от 4,9 до 5,4 ГБк / (мкАч) с относительной погрешностью 15%, которая через 40 часов составит от 300 до 340 МБк / (мкАч) (± 15%) Tb-155. При 1,4 ГэВ значения TTY для Tb-155 составляют от 2,7 ГБк / (мкАч) (± 12%) до 3,5 ГБк / (мкАч) (± 13%). Значения активности Dy-155 более чем в 10 раз выше и колеблются от 33 до 42 ГБк / (мкАч) (± 12%), что может составлять от 2 до 2.1 и 2,6 ГБк / (мкАч) (± 12%) Tb-155 через 40 часов.
Целевые показатели выхода толщины и оценка чистоты Tb-149, Tb-155 и Dy-155
КоллекцииTb-149 и Dy-155 / Tb-155 могут быть загрязнены их формами псевдоизобарического оксида, Ce-133O-16 и Ce-139O-16, соответственно, при улавливании этих радионуклидов посредством разделения по массе. В этом разделе представлены уровни чистоты, выраженные в терминах активности, которые основаны на целевых производственных значениях TTY (в Бк / мкАч), представленных в разделе «Выходные целевые продуктивности толстых мишеней» (TTY) и на изотопах Ce как только изобарных загрязнителях Tb-149, Тб-155 и Ду-155.Другие собранные изобары будут либо распадаться на интересующий радионуклид (например, Ho-155 распадается на Dy-155, распадаясь на Tb-155), либо быть продуктом распада собранного изотопа (например, Gd-155 из Tb-155 разлагаться). В обоих случаях изобары можно химически разделить после массового разделения и сбора. Следует отметить, что эти соотношения TTY в целевом объекте не равны таковым для фактически собранных проб, когда это делается в ISOLDE / MEDICIS, поскольку необходимо учитывать эффективность диффузии, эффузии и ионизации, которые различаются для каждого элемента и изотопа. .Значения эффективности порядка 1% были достигнуты с Tb в CERN-MEDICIS в 2018 году (15), и были проведены дальнейшие разработки для увеличения этого значения до 10% в 2019 и 2020 годах (34).
Tb-149 Чистота
Рисунок 11 позволяет оценить чистоту Tb-149, рассчитанную как отношение TTY между производством Tb-149 и Ce-133mO-16: TTY Tb − 149 / (TTY Ce − 133m + TTY Tb − 149 ). Немного более низкие значения рассчитываются в случае сплайновой аппроксимации, выполненной для набора данных из «Эта работа (2021)» по сравнению со значениями, полученными при рассмотрении всех наборов данных.Полученные коэффициенты активности показывают, что с учетом только Ce-133m в качестве загрязняющего вещества в мишени для сбора Tb-149 чистота выше 99% может быть достигнута, если энергия пучка протонов ниже 940 МэВ. Сохранение энергии пучка ниже 900 МэВ позволяет достичь чистоты выше 99,9%. При 1,4 ГэВ ожидаются отношения от 88 до 89%. Следует отметить, что Ce-133m и Tb-149 имеют одинаковые периоды полураспада — 4,9 и 4,1 часа соответственно. Следовательно, уровни чистоты, показанные на Фигуре 11, представляют чистоту активности конечного продукта, которая не будет существенно меняться в зависимости от времени.
Рисунок 11 . Чистота Tb-149 с соотношением TTY Tb − 149 / (TTY Ce − 133m + TTY Tb − 149 ).
Чистота Tb-155 и Dy-155: рекомендации по массовому разделению в автономном и онлайн-режиме
На рисунке 12 показаны уровни чистоты активности Tb-155 (слева) и Dy-155 (справа), для которых на сбор путем разделения по массе может влиять присутствие молекул Ce-139O-16. Рисунок 12 (слева) показывает, что чистота Tb-155 выше 99% может быть достигнута, если энергия протонов пучка ниже 1200 МэВ.При энергии пучка ниже 660 МэВ может быть достигнута чистота выше 99,9%. При 600 МэВ и 1,4 ГэВ уровень чистоты достигнет> 99,9 и 98,6% соответственно. На рисунке 12 (справа) показано, что чистота Dy-155 выше 99,9% может быть достигнута с помощью пучка протонов, падающего на танталовую мишень с энергией ниже 1,4 ГэВ. При энергии выше 1,4 ГэВ и до 2,6 ГэВ в мишени образуется Dy-155 с чистотой выше 99,8%, что еще раз считается, что Ce-139 является единственным загрязнителем Dy-155 в мишени.
Рисунок 12 . Чистота Tb-155 с соотношением TTY Tb − 155 / (TTY Ce − 139 + TTY Tb − 155 ) (Слева) –Dy-155 чистота с соотношением TTY Dy − 155 / ( TTY Ce − 139 + TTY Dy − 155 ) (справа) .
Однако следует отметить, что на практике сбор Tb-155 в автономном режиме (т. облучение, чтобы учесть распад части ядер Dy-155 на ядра Tb-155 в мишени.Следовательно, следует иметь в виду, что соотношение Dy-155 / Tb-155 со временем будет меняться. В конце облучения активность Dy-155 будет значительно выше, чем активность Tb-155. Затем, через 40 часов после окончания облучения, оба радионуклида будут проявлять одинаковую активность, что приведет к радионуклидной чистоте, близкой к 0,5. По истечении этого периода относительная доля Dy-155, являющегося основной примесью в образце, уменьшается при непрерывной подаче Tb-155 за счет его распада. Время распада более 40 часов снизит активность Tb-155, но значительно повысит его изобарную чистоту.
Онлайн-сборы Dy-155, производящего Tb-155 путем распада, уже были выполнены в CERN-ISOLDE (16) с мишени из Ta, облученной пучком протонов с энергией 1,4 ГэВ. После сбора Dy-155, проведенного в 2013 году в CERN-ISOLDE, образец был успешно отправлен и обработан в Институте Пауля Шеррера в Швейцарии. Через три дня после окончания сбора активность Dy-155 составила 280 кБк, активность Tb-155 — 136 МБк, а активность Ce-139 — 4,7 МБк (16). Это приводит к чистоте активности Tb-155 96.5% через 3 дня после окончания сбора. Это также дает уровень чистоты Dy-155 99,99% в конце сбора, что соответствует количеству примесей Ce-139, в 10 раз меньшему, чем оценено выше с использованием целевых значений TTY. Тем не менее, необходимо принимать во внимание соответствующие эффективности диффузии, эффузии и ионизации Dy-155 и Ce-139O-16, а также дополнительную эффективность образования молекул CeO.
Можно сделать вывод, что сборы Tb-155 с ионными соотношениями, как здесь наблюдаются, обязательно потребуют химического последующего разделения для обеспечения достаточной радионуклидной чистоты для клинического использования.Проблема Dy-155 как загрязнителя Tb-155 может быть решена за счет времени распада, намного превышающего 40 часов [например, 3 дня, как сделано в (16)], но за счет увеличения вклада Ce-139 деятельность.
Таблица 4 суммирует ранее обсужденные значения TTY, выраженные в ГБк / мкАч, а также уровни чистоты на основе Ce-133m и Ce-139 в качестве изобарных загрязнителей при 600 МэВ и 1,4 ГэВ.
Таблица 4 . Значения TTY для Tb-149, Tb-152, Tb-155 и Dy-155 (в ГБк / мкАч) и уровни чистоты Tb-149, Tb-155 и Dy-155 на основе Ce-133m и Ce-139 как изобарических загрязняющие вещества.
Выводы
Сечения откола были измерены на синхротроне COSY в ФЗ Юлих при фиксированных энергиях от 0,3 до 1,7 ГэВ. Эта статья посвящена производству трех радиоизотопов тербия, представляющих медицинский интерес, Tb-149, Tb-152 и Tb-155, а также Dy-155, который питает Tb-155 путем распада, и Ce-133 и Ce-139, которые собираются методом массового разделения в виде молекулярных изобарных радиоактивных примесей. Можно выделить некоторые расхождения между существующими наборами данных, но в целом было обнаружено хорошее согласие между нашим новым набором данных и имеющимися в литературе.В свете более недавних открытий для коэффициентов ветвления может быть интересна официальная переоценка значений поперечного сечения Винсберга. Значения и соотношения выхода толстых мишеней (TTY) были рассчитаны при различных энергиях с использованием нашего нового экспериментального набора данных сечения, а также имеющихся в литературе. Эти расчеты были выполнены с использованием различных вычислительных моделей SRIM и FLUKA для определения энергозатрат. Видно появление адронных эффектов, которые становятся более важными с увеличением энергии выше 100 МэВ.В зависимости от энергии пренебрежение этими эффектами может привести к завышению расчетного значения TTY. Используя соответствующие TTY, были оценены уровни чистоты активности радионуклидов Tb-149, Tb-155 и Dy-155, рассматривая их псевдоизобарические молекулы как единственное загрязняющее вещество. Производство этих радионуклидов, представляющих медицинский интерес, посредством реакций расщепления в тантале теперь лучше известно, и это позволит оптимизировать их производство при энергиях протонов, доступных в ISOLDE и MEDICIS в ЦЕРНе (Швейцария), а также в ISAC или ARIEL в TRIUMF (Канада). а также на будущей установке ISOL @ MYRRHA в Бельгийском центре ядерных исследований SCK CEN и на других ускорителях протонов высоких энергий по всему миру.Хотя эта статья посвящена изотопам тербия для медицинских применений, полный анализ всех радионуклидов, количественно определяемых по измеренным γ-спектрам, будет обсуждаться в следующей статье.
Заявление о доступности данных
Оригинальные материалы, представленные в исследовании, включены в статью / дополнительные материалы, дальнейшие запросы можно направлять соответствующим авторам.
Авторские взносы
Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.
Финансирование
Эта работа была поддержана Исследовательским фондом Flanders FWO (Бельгия), грантом KU Leuven START, грантом Сети инновационного обучения действий Марии Склодовской-Кюри в рамках программы Horizon 2020 Европейской комиссии по контракту номер 642889 MEDICIS-Promed и Европейской комиссии ENSAR2. h3020 номер проекта 654002.
Конфликт интересов
RF-C был использован AdAcAp во время его докторской диссертации в рамках соглашения с MEDICIS, когда были проведены эксперименты, представленные в этой работе.Исследование проводилось в рамках инновационной сети обучения Марии Склодовской-Кюри Horizon 2020, организованной MEDICIS. OF, RG, BN, BS, IS и SS использовались Forschungszentrum Julich GmbH при проведении экспериментов, представленных в этой работе.
Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить команду COSY за предоставление луча высокого качества для этой исследовательской программы.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmed.2021.625561/full#supplementary-material
Сноска
Список литературы
1. Мюллер К., Жерносеков К., Кёстер У., Джонстон К., Доррер Х., Хон А. и др. Уникальный согласованный квадруплет радиоизотопов тербия для ПЭТ и ОФЭКТ, а также для α- и β-радионуклидной терапии: in vivo , подтверждающее концептуальное исследование с новым производным фолиевой кислоты, нацеленным на рецепторы. Дж. Ядерная медицина . (2012) 53: 1951–9. DOI: 10.2967 / jnumed.112.107540
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
2. Gayoso RE, Sonzogni AA, Nassiff SJ. (α, pxn) реакции на природном гадолинии. Radiochimica Acta. (1996) 72: 55–60. DOI: 10.1524 / ract.1996.72.2.55
CrossRef Полный текст | Google Scholar
3. Vermeulen C, Steyn GF, Szelecsenyi F, Kovacs Z, Suzuki K, Nagatsu K, et al. Сечения протонно-индуцированных реакций на natGd с особым упором на возможности производства 152Tb и 155Tb. Nucl Instrum Methods Phys Res. (2012) 275: 24–32. DOI: 10.1016 / j.nimb.2011.12.064
CrossRef Полный текст | Google Scholar
4. Steyn GF, Vermeulen C, Szélecsényi F, Kovács Z, Hohn A, Van Der Meulen N, et al. Поперечные сечения протонно-индуцированных реакций на 152Gd, 155Gd и 159T с акцентом на образование выбранных радионуклидов Tb. Nucl Instrum Methods Phys Res. (2014) 319: 128–40. DOI: 10.1016 / j.nimb.2013.11.013
CrossRef Полный текст | Google Scholar
5.Таркани Ф., Такач С., Дитрой Ф., Чикаи Дж., Херманн А., Игнатю А.В. Сечения активации дейтронных реакций на natGd до 50 МэВ. Appl Radiation Isotopes. (2014) 83:25. DOI: 10.1016 / j.apradiso.2013.10.010
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
6. Duchemin C, Guertin A, Haddad F, Michel N, Metivier V. Вызванное дейтроном производство Tb-155, тераностического изотопа для спектральной визуализации и шнековой терапии. Appl Radiation Isotopes. (2016) 118: 281. DOI: 10.1016 / j.apradiso.2016.09.030
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
7. Szelecsenyi F, Kovacs Z, Nagatsu K, M-Zhang R, Suzuki K. Исследование дейтрон-индуцированных реакций на natGd до 30 МэВ: возможность производства медицинских радиоизотопов 155Tb и 161Tb. J. Radioanal Nucl Chem. (2016) 307: 1877. DOI: 10.1007 / s10967-015-4528-0
CrossRef Полный текст | Google Scholar
8.Lehenberger S, Barkhausen C, Cohrs S, Fischer E, Grünberg J, Hohn A и др. Низкоэнергетический β- и электронный излучатель 161Tb в качестве альтернативы 177Lu для таргетной радионуклидной терапии. Nucl Med Biol. (2011) 38: 917–24. DOI: 10.1016 / j.nucmedbio.2011.02.007
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
9. Грачева Н., Мюллер С., Талип З., Хайниц С., Кёстер Ю., Зееваарт Дж. Р. и др. ван дер Мейлен, «Производство и характеристика 161Tb без добавления носителей в качестве альтернативы применяемому в клинических условиях 177Lu для радионуклидной терапии. EJNMMI Radiopharmacy Chem. (2019) 4:12. DOI: 10.1186 / s41181-019-0063-6
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
10. Аллен Б.Дж., Гузи Г., Саркар С., Бейер Г., Морел С., Бирнед А.П. Производство тербия-152 реакциями с тяжелыми ионами и протонным расщеплением. Appl Radiat Isot. (2001) 54: 53–8. DOI: 10.1016 / S0969-8043 (00) 00164-0
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
11. Мишель Р., Глорис М., Протошилл Дж., Херперс Ю., Кунхенн Дж., Садброк Ф. и др.Сечения образования радионуклидов протонно-индуцированными реакциями на W, Ta, Pb и Bi от пороговых значений до 2,6 ГэВ. J. Nucl Sci Technol. (2002) 2: 242–5. DOI: 10.1080 / 00223131.2002.10875084
CrossRef Полный текст | Google Scholar
12. Титаренко Е.Ю., Батяев В.Ф., Титаренко А.Ю., Бутко М.А., Павлов К.В., Флория С. и др. Измерение и моделирование сечений образования нуклидов в мишенях natW и 181Ta, облученных протонами с энергией от 0,04 до 2,6 ГэВ. Физика атомных ядер . (2011) 74: 551–72. DOI: 10.1134 / S1063778811040181
CrossRef Полный текст | Google Scholar
13. Верховен Х., Коколиос Т.Э., Доккс К., Фарук-Смит Г.Дж., Фелден О., Форменто-Кавайер Р. и др. Измерение сечений откола для производства радиоизотопов тербия для медицинских целей из танталовых мишеней. Nucl Instrum методы Phys Res B . (2020) 463: 327–9. DOI: 10.1016 / j.nimb.2019.04.071
CrossRef Полный текст | Google Scholar
14.Дос Сантос Аугусто Р.М., Бюлер Л., Лоусон З., Марзари С., Стахура М., Стора Т. и др. CERN-MEDICIS (медицинские изотопы, собранные в ISolde): новый объект. Appl Sci. (2014) 4: 265–81. DOI: 10.3390 / app4020265
CrossRef Полный текст | Google Scholar
15. Duchemin C, Ramos JP, Stora T., Aubert E, Audouin N, Barbero E, et al. ЦЕРН-МЕДИЦИС: уникальное предприятие по производству нетрадиционных радионуклидов для медицинских исследований. 11-я Международная конференция по ускорителям частиц (IPAC 2020) .Кан (2020). 2673–5490. DOI: 10.18429 / JACoW-IPAC2020-THVIR13
CrossRef Полный текст | Google Scholar
16. Мюллер Ч., Фишер Э., Бехе М., Кёстер У., Доррер Х., Ребер Дж. И др. Будущие перспективы получения изображений SPECT с использованием радиолантаноида тербия-155 — продукция и доклиническая оценка у мышей с опухолями. Nucl Med Biol. (2014) 41: 58–65. DOI: 10.1016 / j.nucmedbio.2013.11.002
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
17.Вебстер Б., Иванов П., Рассел Б., Коллинз С., Стора Т., Рамос Дж. И др. Химическая очистка тербия-155 от псевдоизобарных примесей в источнике с разделением по массе, производимом в ЦЕРНе. Научный представитель (2019) 9: 10884. DOI: 10.1038 / s41598-019-47463-3
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
18. Крейм С., Атанасов Д., Бек Д., Блаум К., Бом Ч., Боргманн Ч. и др. Последние разработки масс-спектрометра ISOLTRAP. Nucl Instrum Methods Phys Res B. (2013). 317: 492–500. DOI: 10.1016 / j.nimb.2013.07.072
CrossRef Полный текст | Google Scholar
19. Попеску Л. Приложения MYRRHA в ядерной физике. Европейский физический журнал Web of Conferences, Vol.66 (2014). В: Proceedings to the International Nuclear Physics Conference INPC2013 , Firenze: EOP Sciences, (2013). DOI: 10.1051 / epjconf / 20146610011
CrossRef Полный текст
20. Верховен Х. Радиоизотопы туберкулеза для медицинского применения.Тезисы магистратуры, KU Leuven (Бельгия), CERN-THESIS-2018-157 (2018).
21. Александров Ю.В., и др. Атлас сечений реакций (p, x) для промежуточных энергий. В: Труды 2-й Международной конференции по технологиям и приложениям трансмутации ускорителей . Кальмар (1996). п. 579–84.
Google Scholar
22. Программное обеспечение для гамма-анализа и калибровки FitzPeaks версии 3.66 1981, выпущенное JF computing Services (Великобритания) на основе методов, представленных в разделе B. Ядерные приборы и методы в физических исследованиях.(1981) 190: 89–99. DOI: 10.1016 / 0029-554X (81)
CrossRef Полный текст
23. Chu SYF, Ekström LP и Firestone RB, на основе базы данных ENSDF, WWW Table of Radioactive Isotopes, версия базы данных 1999-02-28. Доступно в Интернете по адресу: http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/
24. Ziegler JF, Ziegler MD, Biersack JP. SRIM – Остановка и пробег ионов в веществе. Nucl Instrum Methods Phys Res B. (2010) 268: 1818-23. DOI: 10.1016 / j.nimb.2010.02.091
CrossRef Полный текст | Google Scholar
25.Мюллер К., Вермёлен С., Кёстер Ю., Джонстон К., Тюрлер А., Шибли Р. Н. П.. ван дер Мейлен, «Альфа-ПЭТ с тербием-149: свидетельства и перспективы радиотерапии. EJNMMI Radiopharm Chem. (2016) 1: 5. DOI: 10.1186 / s41181-016-0008-2
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
26. Винсберг Л. Изучение ядерных реакций, индуцированных частицами высоких энергий, методом отдачи. I. Производство Tb149. Phys Rev. (1964) 135: B1105. DOI: 10.1103 / PhysRev.135.B1105
CrossRef Полный текст | Google Scholar
27. Притыченко Б., Арчилла Р., Герман М.В., Облогинский П., Рохман Д., Сонзогни А.А. и др. Базы данных ядерных реакций и структуры Национального центра ядерных данных. Материалы конференции AIP (2006). п. 819: 589. Доступно в Интернете по адресу: https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/
28. Миронов Ю.Т. Особенности исследования функций возбуждения ядерных реакций на внутреннем пучке на синхроциклотроне ПИЯФ. В: Международная конференция «Проблемы ядерной спектроскопии и структуры ядра» .Российская Федерация РФЯЦ-ВНИИЭХФ (2001). п. 276.
Google Scholar
29. Баум Р.П., Сингх А., Бенешова М., Вермёлен С., Гнесин С., Кёстер У. и др. Клиническая оценка радиолантаноида тербия-152: первая ПЭТ / КТ на людях с 152Tb-DOTATOC. Dalton Transactions. (2017) 46: 4638. DOI: 10.1039 / C7DT01936J
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
30. Мюллер К., Сингх А., Ч. Умбрихт У., Кульками Х. Р., Джонстон К., Бенешова М. и др.Доклинические исследования и первое применение 152 Tb-PSMA-617 на людях для ПЭТ / КТ-визуализации рака простаты. Eur J Nucl Med Mol Imag Res . (2019) 9:68. DOI: 10.1186 / s13550-019-0538-1
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
31. МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ. Радионуклиды, полученные на циклотроне: принципы и практика. Серия технических отчетов № 465, МАГАТЭ, Вена (2009).
32. Бёлен Т.Т., Черутти Ф. М.Чин П.В., Фассо А, Феррари А, Ортега П.Г., Майрани А. и др.Кодекс FLUKA: разработки и проблемы для высоких энергий и медицинских приложений. Листы ядерных данных. (2014) 120: 211–4. DOI: 10.1016 / j.nds.2014.07.049
CrossRef Полный текст | Google Scholar
33. Баттистони Г., Бёлен Т., Серутти Ф., Чин П.В., Эспозито Л.С., Фассо А. и др. Обзор кода FLUKA. Ann Nucl Energy. (2015) 82: 10–8.
Google Scholar
34. Duchemin C, et al. от имени сотрудничества MEDICIS, CERN-MEDICIS: обзор с момента ввода в эксплуатацию в 2017 году.Представлено для публикации в журнале Frontiers in Medicine — Research Topic MEDICIS-Promed: Advances in Radioactive Ion Beams for Nuclear Medicine (2021).
Fill Er Up | EC&M
Дорожки качения должны быть достаточно большими, чтобы удерживать проводники без перегрева и избегать повреждения изоляции при протягивании проводов. Таким образом, мы должны определить максимальное количество и размер проводов, которые можно вставить в данную кабельную дорожку. Этот предел и есть то, что мы подразумеваем под заполнением дорожки качения.
Глава 3 NEC содержит статьи для десятка различных типов кабельных каналов, включая кабелепровод, EMT и PVC.Глава 9 и Приложение C являются основными справочными материалами для определения правильного заполнения дорожки качения для конкретного применения. В Приложении C содержится отдельная таблица заполнения дорожек качения для каждого типа дорожек, поскольку каждая из них отличается своей способностью рассеивать тепло.
Поскольку разные типы проводников (THW, TW, THHN и т. Д.) Имеют разную толщину изоляции, заполнение дорожки качения также зависит от типа используемого проводника. Фактически, каждая таблица Приложения C для данного типа кабельного канала содержит разделы для конкретных типов проводов.Например, Таблица C.8 (Жесткий металлический кабелепровод) содержит три раздела, в каждом из которых перечислены конкретные типы проводов.
В таблице 1 главы 9 указан максимальный процент допустимого заполнения проводника. Это число основано на обычных условиях, когда длина проводника и количество изгибов кабелепровода находятся в разумных пределах [глава 9, таблица 1, FPN № 1], а также на том, сколько проводов или кабелей должно быть проложено в кабелепроводе.
Количество жил
Иногда у вас есть определенная дорожка качения, и вы должны знать, сколько проводов вы можете в нее втянуть.
Если несколько проводников одного сечения установлены вместе в кабельном канале, вы можете определить максимальное количество проводников из таблиц Приложения C. Если в дорожке кабельного канала находятся проводники разных размеров, в главе 9 содержится информация, необходимая для расчета требуемого размера дорожки.
Советы по расчету дорожки качения
Совет 1: Не торопитесь.
Совет 2: Используйте линейку при работе со столами.
Совет 3: Остерегайтесь различных типов дорожек качения и изоляции проводов, особенно RHH / RHW с / без внешней крышки.
Приложение C
Использовать Приложение C просто. Вам просто нужно найти таблицу для типа используемой дорожки качения, найти тип проводника в этой таблице и найти размер и количество. Например, если вы хотите узнать, сколько 14 проводов RHH (без крышки) вы можете установить в ЕМТ торгового размера 1, просто взгляните на Приложение C, Таблица C.1. Ответ — 16 проводников.
Каждая таблица в Приложении C имеет альтернативную версию, обозначенную как C.1 (A), C.2 (A) и т. Д. Эти альтернативы применимы при использовании компактных проводов.В процессе производства эти проводники сжимаются настолько, что промежутки между жилами почти устраняются. Если вы сравните стандартные таблицы с их версиями с компактным проводом, вы увидите, что различия значительны.
Примечание 2 в конце Приложения C, Таблица C.1 указывает, что звездочка (*) с определенной изоляцией проводника означает, что эти типы не имеют внешнего покрытия. Это покрытие увеличивает размеры проводника больше, чем тонкое нейлоновое покрытие на таких проводниках, как THHN.
Расчет заполнения дорожки качения
Таблицы Приложения C нельзя использовать для определения заполнения дорожки кабельного телевидения для проводников разного размера в одной и той же дорожке качения. Для этого выполните следующие действия:
Шаг 1Определите площадь поперечного сечения каждого проводника. Используйте главу 9, таблицу 5 для изолированных проводов и главу 9, таблицу 8 для неизолированных проводов.
Шаг 2Определите общую площадь поперечного сечения всех проводников.
Шаг 3Выберите размер дорожки качения в соответствии с процентом заполнения, указанным в главе 9, таблица 1.Примените главу 9, таблицу 4 — сюда входят различные типы дорожек качения со столбцами, представляющими допустимые заливки. При использовании таблицы 4 главы 9 выберите правильный раздел таблицы для типа дорожки качения.
Давайте рассмотрим пример, чтобы показать, как выполняется этот расчет.
Каков минимальный размер кабелепровода из ПВХ Schedule 40, необходимого для трех проводников THHN на 500 тыс. Км, одного проводника THHN на 250 тыс. Км и одного проводника 3 THHN
Шаг 1Определите площадь поперечного сечения проводников [Глава 9, Таблица 5].
500 THHN [0,7073 кв. Дюйма × 3 провода = 2,1219 кв. Дюйма]
250 THHN [0,3970 кв. Дюйма × 1 провод = 0,3970 кв. Дюйма]
3 THHN [0,0973 кв. Дюйма × 1 провод = 0,0973 кв. Дюйма]
Шаг 2Общая площадь поперечного сечения всех проводников = 2,6162 кв. Дюйма
Шаг 3Определите размер кабелепровода при заполнении на 40% [Глава 9, Таблица 1], используя Главу 9, Таблица 4 (выберите таблицу для PVC Schedule 40).
Торговый размер 3 Schedule 40 PVC имеет допустимую площадь поперечного сечения 2.907 кв. Дюймов для более двух проводников в 40% колонке.
Вот еще один пример, который поможет ускорить этот процесс.
Ниппель RMC какого размера требуется для трех проводов 3/0 THHN, одного провода 1 THHN и одного провода 6 THHN?
Шаг 1Определите площадь поперечного сечения проводников [Глава 9, Таблица 5].
3/0 THHN [0,2679 кв. Дюйма × 3 провода = 0,8037 кв. Дюйма]
1 THHN [0,1562 кв. Дюйма × 1 провод = 0,1562 кв. Дюйма]
6 THHN [0.0507 кв. Дюйма × 1 провод = 0,0507 кв. Дюйма]
Шаг 2Общая площадь поперечного сечения проводников = 1,0106 кв. Дюйма
Шаг 3Определите размер кабелепровода при заполнении на 60% [Глава 9, Таблица 1, Примечание 4], используя Глава 9, Таблица 4.
Торговый размер 1 ниппель = 0,0916 кв. Дюйма [слишком маленький]
Торговый размер 1½ ниппеля = 1,243 кв. Дюйма [точно]
Ниппель товарного размера 2 = 2,045 кв. Дюйма [больше, чем требуется]
Металлический кабельный канал — это кабельный канал из листового металла с откидными или съемными крышками для размещения проводников [376.2]. Металлические кабельные каналы (и неметаллические кабельные каналы) в полевых условиях часто называют «желобами» или «желобами».
Одно из распространенных применений этих желобов — это когда установщикам или обслуживающему персоналу требуется доступ для выполнения заделки, стыков или ответвлений к нескольким устройствам в одном месте. Высокая стоимость кабельных каналов не позволяет использовать их для других целей, кроме коротких, за исключением некоторых коммерческих или промышленных помещений, где проводка часто пересматривается.
Максимальный размер проводника в кабельном канале не должен быть больше, чем тот, для которого предназначен кабельный канал [376.21].
Максимальное количество проводников в кабельном канале ограничено 20% площади поперечного сечения кабельного канала [376.22].
Соединения и ответвители не должны заполнять более 75% пространства для проводки при любом поперечном сечении [376.56].
При установке более 30 токоведущих проводов в любой области поперечного сечения кабельного канала отрегулируйте допустимую нагрузку на проводник (как указано в Таблице 310.16) в соответствии с Таблицей 310.15 (B) (2) (a). Для этой регулировки не учитывайте сигнальные провода и провода управления двигателем между двигателем и его пускателем (если они используются только для пускового режима).
Если проводники изогнуты внутри металлического кабельного канала, выберите размер кабельного канала в соответствии с требованиями к радиусу изгиба, указанными в таблице 312.6 (A), исходя из одного провода на клемму [376.23].
Если изолированные проводники сечением 4 AWG или больше протянуты через металлический кабельный канал, расстояние между кабельным вводом и кабельным вводом, охватывающим тот же проводник, не должно быть меньше, чем требуется в соответствии с 314,28 (A) (1), 314,28 (A) (2) и 376,23 (B) [ Рис. 4 ].
Тип тяги определяет, каковы эти требования:
- Прямые тяги
Расстояние от места входа проводников до противоположной стены должно быть как минимум в восемь раз больше торгового размера самой большой дорожки качения [314.28 (А) (1)].
- Угловые тяги
Расстояние от входа в канал качения до противоположной стены должно быть как минимум в шесть раз больше рабочего диаметра самой большой дорожки качения плюс сумма рабочих размеров остальных дорожек качения на той же стене [314,28 ( А) (2)].
- U тянет
Когда проводник входит и выходит из одной и той же стены, расстояние от места входа кабельных каналов до противоположной стены должно быть как минимум в шесть раз больше торгового размера самой большой дорожки, плюс сумма торговли размеры остальных дорожек качения на той же стене и в ряду [314.28 (А) (2)].
Кроме того, расстояние между дорожками качения, охватывающими один и тот же проводник, не должно быть менее чем в шесть раз больше торгового размера самой большой дорожки [314,28 (A) (2)].
Предотвращение катастрофыНекоторые люди называют ЕМТ и другие дорожки качения «каналом», а не «дорожкой качения». Это действительно проблема?
Просмотрите таблицы приложения C, и вы увидите значительные различия в заполнении дорожек качения. Большое количество недостаточно заполненных дорожек качения может означать перерасход средств, но одна переполненная дорожка качения может привести к неудачному осмотру и дорогостоящему ремонту.Хуже того, ошибка не будет обнаружена до тех пор, пока судебно-медицинская экспертиза не установит причину ужасного возгорания в неправильном заполнении дорожки качения. Чтобы предотвратить аварии и снизить затраты, правильно определите тип кабельного канала по 12 различиям, сделанным в NEC. Затем определите заполнение дорожки качения.
Загрузите продукт изображения вертикального сечения отражательной способности с помощью браузера объемов — OCLO
Назначение:
Эта задача демонстрирует, как использовать обозреватель объемов AWIPS-2 для создания поперечного сечения отражательной способности.Задач:
- В меню Инструменты выберите Дом .
- Щелкните средней кнопкой мыши по тексту легенды Home Location , чтобы сделать Home Location редактируемым .
- Щелкните правой кнопкой мыши местоположение радара на карте, чтобы привязать домашнее местоположение к местоположению радара.
- В одном из специальных меню радара выберите 0,5 Z + SRM8 .
- Нажмите “.”Клавиша на клавиатуре к переключить на коэффициент отражения .
- В меню Инструменты выберите Базовые линии .
- На главной панели дисплея выберите одну из появившихся базовых линий и разместите ее там, где вы хотите создать продукт RCS (при необходимости измените размер).
- Отметьте, какую базовую линию, обозначенную буквами A-J, вы разместили для своего продукта RCS.
- В меню Volume выберите Browser .
- В окне Volume Browser щелкните левой кнопкой мыши раскрывающееся меню справа от меню Tools (по умолчанию « Plan View ») и выберите Cross Section .
- На панели Sources : в меню Volume выберите Radar .
- На панели Fields : в меню Other выберите Reflectivity .
- На панели Planes : из меню Specified выберите базовую линию , которую вы разместили ранее.
- Щелкните левой кнопкой мыши на кнопке загрузки в нижней части окна Volume Browser.
- Загрузка может занять несколько секунд. Обратите внимание, что поперечное сечение загружено в новую вкладку.
- Задача завершена!
UL, поперечное сечение | Коллморген
Проблема UL : Поперечное сечение кабеля двигателя меньше, чем у входа
Пример:
S724 с предохранителем на входе источника питания 30 А для проводки с 6 мм² и 4 мм² Кабель двигателя для двигателя с номинальным током 18 А.
S724 подключается к входу трехфазного источника питания / входа источника питания с поперечным сечением провода AWG 10 (прибл. 6 мм²), каждая для фаз питания и PG. В соотв. Согласно UL, в трех фазах электропитания должен использоваться один предварительно определенный предохранитель на 30 А (тип и размер согласно руководству, глава, посвященная маркировке UL).
Это устройство с указанным предохранителем принято и одобрено UL.
Сервоконтроллер S724, сконфигурированный с использованием правильных данных двигателя, ограничивает ток и надежно защищает двигатель и, следовательно, кабель двигателя от перегрузки по току.Измерение тока и ограничение тока были проверены во время приемки UL.
Требование
Подключение согласно руководству, контакт BTB отключает защиту линии в случае неисправности.
Контроллер обнаруживает короткое замыкание фазы двигателя и замыкание на землю фазы двигателя.
=> выходной каскад отключен и сеть BTB сброшена.
=> контакт BTB отключает контактор источника питания. , переключение достаточно быстрое
Исходя из этой защитной функции S724, сечение кабеля двигателя можно рассчитать следующим образом, используя номинальный ток двигателя:
В соотв.согласно UL508C, глава 40, таблица 40.3: «Максимальные допустимые нагрузки изолированных проводов» (стр. 76), сечение провода взято из этой таблицы для 125% номинального тока двигателя.
(Эта же таблица также находится в UL508A в таблице 28.1!)
В этом примере номинальный ток двигателя Irated = 18 A.
В этом случае 125% номинального тока составляет 22,5 A, а для меди в качестве материала провода используется провод сечением AWG 11 (прибл. 4 мм²) достаточно. (Значения таблицы увеличиваются в AWG и должны интерполироваться!)
Эта процедура определения размеров поперечного сечения кабеля двигателя была подтверждена лабораторией Underwriter Laboratories / Франкфурт!
Если требуется приемочное испытание UL, следует проверить защитные функции сервоусилителя:
- Проверка ограничения тока
- Тестовое отключение при коротком замыкании
Проверка соединителя и линии на температуру (менее 75 ° C) при 125% номинального тока двигателя и сечение провода, выбранное в соответствии с таблицей 40.