Формула расчета кабеля: Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

Содержание

Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

  • Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
  • Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

  • Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
  • Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3x1,5 и ABБбШв 4x16

Трехжильный кабель BBГнг 3x1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3x1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4x16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

  • Суммарная мощность всех приборов.
  • Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
  • ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
  • Материал проводника: медь или алюминий.
  • Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

где P1, P2 и т. д. – мощность подключаемых приборов, Кс – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, Кз – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. Кс определяется так:

  • для двух одновременно включенных приборов – 1;
  • для 3-4 – 0,8;
  • для 5-6 – 0,75;
  • для большего количества – 0,7.

Кз в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм2.

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

  • L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
  • ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм2·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
  • I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, Кс – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

R = ρ · L/S.

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм2.

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм2. Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (S/ π) · 2 = 0,98 мм.

Кабель BBГнг 3x1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1.3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ).

Для трехфазной сети используется другая формула:

I=P/(U√3cos φ),

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

I = (P · Кс) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.

BBГнг 3x1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм

2. У кабеля BBГнг 3x1,5 одна жила имеет сечение S = π · r2 = 3,14 · (1,5/2)2 = 1,8 мм2, что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4x16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм2. У кабеля ABБбШв 4x16 сечение одной жилы равно:

S = π · r2 = 3,14 · (4,5/2)2 = 15,89 мм2.

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).

Как рассчитать сечение кабеля по мощности потребителя, длине и току

На сегодняшний день существует широкий ассортимент кабельной продукции, с поперечным сечением жил от 0,35 мм.кв. и выше.

Если неправильно выбрать сечение кабеля для бытовой проводки, то результат может иметь два итога:

  1. Чересчур толстая жила «ударит» по Вашему бюджету, т.к. ее погонный метр будет стоить дороже.
  2. При неподходящем диаметре проводника (меньшем, чем необходимо), жилы начнут нагреваться и плавить изоляцию, что вскоре приведет к самовозгоранию электропроводки и короткому замыканию.

Как Вы понимаете, и тот и другой итог неутешительный, поэтому перед монтажом электропроводки в доме и квартире необходимо правильно рассчитать сечение кабеля в зависимости от мощности потребителя, силы тока и длины линии. Сейчас мы подробно рассмотрим каждую из методик.

Расчет по мощности электроприборов

Для каждого кабеля есть определенная величина тока (мощности), которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если ток (мощность), потребляемый всеми приборами, будет превышать допустимую величину для токопроводящей жилы, то в скором времени аварии не избежать.

Чтобы самостоятельно рассчитать мощность электроприборов в доме, необходимо на лист бумаги выписать характеристики каждого прибора отдельно (плиты, телевизора, светильников, пылесоса и т.д.). После этого все значения суммируются, и готовое число используется для выбора кабеля с жилами с оптимальной площадью поперечного сечения.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8,

Где: P1..Pn–мощность каждого прибора, кВт

Обращаем Ваше внимание на то, что получившееся число необходимо умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Этот коэффициент обозначает, что из всех электроприборов одновременно работать будет только 80%. Такой расчет более логичный, потому что, к примеру, пылесосом либо феном Вы точно не будете пользоваться в течение длительного времени без перерыва.

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности потребителя:

Это приведенные и упрощенные таблицы, более точные значения вы можете найти в ПУЭ п.1.3.10-1.3.11.

Как вы видите, для каждого определенного вида кабеля табличные значения имеют свои данные. Все что Вам нужно, это найти ближайшее значение мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

Чтобы Вы наглядно поняли, как правильно рассчитать кабель по мощности, приведем простой пример:

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов в квартире составляет 13 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Нас устраивает цифра «10,1» при однофазной сети (напряжение 220В) и «10,5», если сеть трехфазная.

Это значит, что нужно выбрать такое сечение жил кабеля, который будет питать все расчётные приборы – в квартире, комнате или каком-либо другом помещении. То есть такой расчёт нужно проводить для каждой розеточной группы, запитанной от одного кабеля, или для каждого прибора, если он запитан напрямую от щитка. В примере выше, мы привели расчет площади поперечного сечения жил вводного кабеля на весь дом или квартиру.

Итого, выбор сечения останавливаем на 6-миллиметровом проводнике при однофазной сети либо 1,5-миллиметровом при трехфазной сети. Как вы видите, все довольно просто и даже электрик-новичок справится с таким заданием самостоятельно!

Расчет по токовой нагрузке

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому лучше всего пользоваться им. Суть аналогична, но только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку. Для начала по формулам считаем силу тока по каждому из приборов.

Если в доме однофазная сеть, для расчета необходимо воспользоваться следующей формулой:Для трехфазной сети формула будет иметь вид:Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Более подробно о формулах, связанных с вычислением мощности, можно прочитать в статье: https://samelectrik.ru/kak-najti-moshhnost-toka.html.

Далее все токи суммируются и по табличным значениям необходимо выбрать сечение кабеля по току.

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При монтаже открытой электропроводки допустимые токовые нагрузки и мощность будут значительно большими, чем при прокладке проводки в трубе.

Повторимся, любой расчет сечения проводится для конкретного прибора или их группы.

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности:

Расчет по длине

Ну и последний способ, позволяющий рассчитать сечение кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям напряжения (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами покрупнее.

Для вычислений используется следующая методика:

  • Нужно рассчитать суммарную мощность электроприборов и силу тока (выше мы предоставили соответствующие формулы).
  • Выполняется расчет сопротивления электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p – табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т.к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

  • Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.

Uпотерь=Iнагрузки*Rпровода

ПОТЕРИ=(Uпотерь/Uном)*100%

  • Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
  • Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранное сечение жилы. В противном случае подбираем более “толстый” проводник.

Допустим мы рассчитали, что сопротивление жил у нас 0,5 Ома, а ток 16 Ампер, тогда:

Uпотерь=16*0,5=8 Вольт

ПОТЕРИ=(8/220)*100%=0,03636*100%=3,6%

Что вполне допустимо для большинства случаев, согласно ГОСТ 29322-14 «Стандартные напряжения». Подробнее в статье: https://samelectrik.ru/kakoe-otklonenie-napryazheniya-v-seti-schitaetsya-predelnym.html.

Таблица удельных сопротивлений:

 

Если Вы протягиваете линию на довольно протяженное расстояние, обязательно производите расчет с учетом потерь по длине, иначе будет высокая вероятность неправильного выбора сечения кабеля.

Видео примеры расчетов

Наглядные видео примеры всегда позволяют лучше усвоить информацию, поэтому предоставляем их к Вашему вниманию:

Видео инструкция: как самому рассчитать сечение жил

Видео инструкция: как правильно выбрать диаметр кабеля?

Расчет сечения проводов и кабелей по потребляемой мощности, таблицы

В современном технологическом мире электричество практически стало на один уровень по значимости с водой и воздухом. Применяется оно в практически любой сфере человеческой деятельности. Появилось такое понятие, как электричество еще в далеком 1600 году, до этого мы знали об электричестве не больше древних греков. Но со временем оно начало более широко распространяться, и только в 1920 году оно начало вытеснять керосиновые лампы с освещения улиц. С тех пор электрический ток начал стремительно распространяться, и сейчас он есть даже в самой глухой деревушке как минимум освещая дом и для коммуникаций по телефону.

Само электричество представляет из себя поток направленных зарядов, движущихся по проводнику. Проводником является вещество способное пропускать через себя эти сами электрические заряды, но у каждого проводника есть сопротивление (кроме так называемых сверхпроводников, сопротивление у сверхпроводников равняется нулю, такое состояние достижимо за счет понижения температуры до -273,4 градуса по Цельсию).

Но в быту сверхпроводников, конечно же, еще нету, да и появиться в промышленных масштабах еще нескоро. В повседневности, как правило, ток пропускается через провода, а в качестве жилы используется в основном медные или алюминиевые провода. Медь и алюминий популярны прежде всего, за счет своих свойств проводимости, которая обратно электрическому сопротивлению, а также из-за дешевизны, по сравнению, например, с золотом или серебром.

Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?

Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.

Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.

Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.

Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:

  • Телевизор — 160 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Освещение — 500 Вт
  • Персональный компьютер — 550 Вт
  • Пылесос — 600 Вт
  • СВЧ-печь — 700 Вт
  • Электрочайник — 1150 Вт
  • Утюг — 1750 Вт
  • Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
  • Стиральная машина — 2650 Вт
  • Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.

Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.

Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)

Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:

I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )

где:

  • I — сила тока;

  • P — мощность всех потребителей энергии в сумме
  • K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
  • U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
  • cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.

Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:

I = P / U

Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.

Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.

Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:

Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:

Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.

Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)

А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.

Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:

I = P / (√3 × U × cos(φ))

Где:

  • I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
  • U — фазовое напряжение, 220V
  • Cos φ — угол сдвига фаз
  • P — показывает общее потребление всех электроприборов

Cos φ — в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.

Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.

Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.

Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3. Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:

U линейное = √3 × U фазное

Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).

Понятие длительного тока

Также один не менее важный момент при выборе кабеля для трехфазной и однофазной сети состоит в том, что необходимо учитывать такое понятие, которое звучит как допустимый длительный ток. Этот параметр показывает нам силу тока в кабеле, которую может выдержать провод в течение неограниченного количества времени. Определить эго можно в специальной таблице. Также для алюминиевых и медных проводников они существенно различаются.

В случае когда данный параметр превышает допустимые значения, начинается перегрев проводника. Температура нагрева является обратно пропорциональной силе тока.

Температура на некоторых участках может увеличиваться не только из-за неверно подобранного сечения провода, а и при плохом контакте. К примеру, в месте скрутки проводов. Такое довольно часто происходит в месте контакта медных кабелей и алюминиевых. В связи с этим поверхность металлов подвергается окислению, покрываясь оксидной пленкой, что весьма сильно ухудшает контакт. В таком месте кабель будет нагреваться выше допустимой температуры.

Когда мы провели все расчеты, и сверились с данными из таблиц, можно смело идти в специализированный магазин и покупать необходимые Вам кабели для прокладки сети у себя дома или на даче. Главное ваше преимущество перед, например, вашим соседом будет в том что вы полностью разобрались в данном вопросе с помощью нашей статьи, и сэкономите кучу денег, не переплачивая за то, что вам хотел продать магазин. Да и знать о том, как рассчитать сечение тока для медных или алюминиевых проводов никогда не будет лишним, и мы уверены что знания полученные у нас, неоднократно пригодятся на вашем жизненном пути.

Как самостоятельно рассчитать сечение кабеля по мощности?

Во всех странах Европы и СНГ принята стандартизация кабелей по площади поперечного сечения. Регуляция этих параметров выполняется согласно соответствующего ПЭУ, или, как называют еще этот норматив, «Правила устройства электроустановок». Выбор нужного сечения кабеля по допустимым параметрам тока осуществляется посредством специальных таблиц.

Расчеты «на глаз» являются неправильными и грозят нарушением техники безопасности, что может спровоцировать КЗ, пробои в проводке и т.п. Данный показатель может существенно отличаться для каждого отдельного жилья, в зависимости от количества установленных там потребителей электропитания, их мощности. Отсутствие правильного предварительного расчета перед монтажом проводки может обернуться дорогостоящим ремонтом квартиры или электросети, угрозой жизни людям.

Для чего нужен расчет сечения кабеля?

Правильный выбор сечения электрического кабеля позволит смонтировать проводку таким образом, чтобы жители квартиры были в безопасности, как и их имущество. В погоне за экономией многие выбираются для разводки по квартире кабеля меньшей толщины или нужной, только вместо медной сердцевины останавливаются на алюминиевой.

Это приводит к таким последствиям:

  • Прохождение токов большой мощности по несоответствующему кабелю приводит к его нагреванию, что разрушает изоляцию или просто перегорает, оставляя слабую цепь без питания.
  • В некоторых случаях резкие скачки электричества способны настолько разогреть металл проводов, что возникает возгорание за счет термического воздействия на окружающие воспламеняющиеся объекты, например, обои, вагонку или другие покрытия стены.
  • С повышением температуры кабеля в цепи растет сопротивление, что провоцирует изменения вольтамперных характеристик участка электропитания, для многих приборов такое «соседство» чревато поломками.
  • Разрушенная изоляция оголяет провод, который для человека может быть опасным при контакте с ним, уберечься достаточно сложно, если место дефекта неизвестно.
  • Найти проблемный сегмент проводки, вмурованной в стену, достаточно сложно, что в некоторых случаях требует замены проводки по всей длине от источника к проблемному месту. В конечном итоге выливается в крупную сумму, поскольку необходимо заплатить за работу электрика, купить новый, но уже с нормальными характеристиками, кабель, произвести ремонтные работы по ходу залегания провода.

Очевидно, что экономия на организации электросети в доме – это не лучший вариант сохранения своих средств. Тем более, что помимо финансовых затрат на ремонт проводки и квартиры в местах ее демонтажа, есть риск здоровью и всему имуществу. Пожаро- и электробезопасность является приоритетным правилом.

Чтобы правильно подобрать нужный кабель, необходимо выполнить следующие предварительные расчеты:

  • Посчитать, для каждого помещения общее число установленных электроприборов.
  • Для каждой точки подключения к электросети рассчитать рабочую суммарную нагрузку.

ПРИМЕР: К первой розетке будет подключаться вытяжка мощностью 500 Вт, электроплита на 5 кВт и посудомоечная машина 2 кВт. От второй розетки питается холодильник 800 Вт, микроволновая печь на 1,5 кВт и электрочайник на 2 кВт. Тогда суммарная нагрузка на первую точку составит 7,5 кВт, а на другую – 4,3 кВт, таким образом, на кухню будет идти нагрузка на 11,8 кВт. Это без учета светильника, поэтому всегда необходимо делать запас минимум на 20-30%, чтобы не только обезопасить себя, но и иметь возможность в будущем добавить какой-то электроприбор и не заставлять работать проводку на своем экстремальном пороге.

Выбрав материал проводника (алюминий или медь), необходимо произвести расчет нужного сечения в соответствии с полученной величиной нагрузки на отдельное помещение.

Все зависит от того, как будет организовываться сеть, предусмотрен электрораспределительный считок с разводкой по потребителям, точки планируется соединять параллельно или последовательно.

ВАЖНО: Электропроводимость меди больше, чем алюминия, поэтому провода из этих материалов одинакового сечения не будут давать равный результат при расчете по мощности, что необходимо учитывать.

Что влияет на нагрев проводов?

Причина перегрева проводки может крыться в разных проблемах сети, поэтому для правильного расчета необходимо знать основные «слабые места» кабелей, из-за которых у них поднимается температура. При прохождении тока по металлу, материал нагревается всегда, однако снижение этого параметра достигается разными методами.

Провода греются, в зависимости от:

  • Качество и материал изоляционного покрытия не соответствуют требуемым параметрам. Низкокачественный диэлектрический материал оболочек кабелей легко подвергается разрушению от термического воздействия при прямом контакте, проводя тепло лучше.
  • Какой способ укладки проводки использовался. Для открытых проводов показатель нагрева гораздо ниже, чем для плотно «упакованных» в закрытую пластиковую трубу.
  • Тип жил в кабеле. Различают многожильные и одножильные. Разница заключается в том, что одинакового сечения моножильная проводка способна выдержать большую силу тока, чем несколько более тонких проводков, хотя многожильный кабель более гибкий и удобный для монтажа.
  • Материал сердцевины. Величина нагрева зависит от физических качеств металла. Медь обладает более низким сопротивлением, чем алюминий, поэтому меньше греется и может передавать токи более высокого напряжения и силы при одинаковом сечении.
  • Площадь поперечного сечения кабеля. Все изучали в школе скин-эффект – течение электрического тока по поверхности проводника. Чем больше площадь сечения – тем больше площадь поверхности, по которой передается электричество, поэтому толстые провода способны передавать значительные нагрузки, а тонкие при таких показателях просто перегорают.

Устройство кабеля

Для лучшего понимания процесса расчета проводника по сечению в зависимости от мощности потребляемого тока, необходимо понимать суть процесса передачи электричества. Для наглядности лучше представить несколько тонких водопроводных труб, которые необходимо располагать по окружности параллельно друг другу.

Чем шире эта окружность, тем большее количество таких труб поместится при плотном расположении. Напор на выходе крупной систем будет гораздо больше, чем у маленькой. С электричеством также, в силу того, что ток течет по поверхности проводника, толстые кабели смогут поддерживать большие нагрузки.

Неправильное вычисление сечения по мощности выполняется, когда:

  • Токоведущая жила слишком широкая. Затраты на проводку возрастают существенно, нерационально используется ресурс кабеля.
  • Ширина токоведущего канала меньше необходимой. Плотность тока возрастает, нагревая проводник и изоляцию, что приводит к утечке электричества и образованию «слабых мест» на кабеле, повышая пожароопасность проводки.

В первом случае для жизни опасности нет, но неоправданно высокие затраты на материал.

Простой способ

Формула мощности заключается в вычислении посредством умножения напряжения в проводнике на силу протекающего тока. Бытовая сеть рассчитана на напряжение 220 В, поэтому для определения сечения кабеля необходимо знать мощность и силу тока в цепи. После расчета предполагаемой нагрузки и силы тока по таблицам ПЭУ находится размер кабеля. Этот расчет подходит для розеток.

Для питания осветительных приборов, которые подключаются к отдельному выходу с распределителя, традиционно берется кабель сечением 1,5 кв. мм. Если розетки будут использоваться для питания нескольких мощных приборов, например, телевизора или фена, то нужно правильно распределять нагрузку, соотнося ее с диаметром провода согласно показателям мощности потребителей. При отсутствии возможности разбития розеточных групп рекомендуется приобретать медный кабель с сечением 6 кв. мм.

Площадь сечения и диаметр

Определить площадь сечения кабеля проще всего по диаметру сердцевины. Диаметр измеряется в мм, а площадь – в кв. мм. Согласно этим показателям можно найти в таблице допустимую мощность по типу и размеру провода. При отсутствии данных о диаметре проводки, площадь находится по такой формуле:

S = 3,14 * D2 / 4 = 0,785D2,
где:
S – площадь поперечного сечения кабеля;
D – значение диаметра.

Если форма сердцевины проводника квадратная или прямоугольная, то сечение вычисляется умножением ширины на длину, как площадь прямоугольника.

Выбор сечения проводника

Критерии соответствия сечения выбранных проводников:

  1. Конфигурация электрощита. Питание всех имеющихся потребителей от одного автоматического выключателя создаст непосильную нагрузку на него, что провоцирует нагрев клемм и регулярное срабатывание. Для устранения проблемы рекомендуется разделить на несколько групп электропроводку с отдельным выключателем в щитке.
  2. Тип используемого кабеля. Медный провод более дорогой и качественный, но правильный расчет алюминиевой проводки позволит собрать нужную конфигурацию с меньшими затратами.
  3. Длина проводника. Является главным критерием для кабелей из алюминия. При большом метраже наблюдаются существенные потери электричества в сети, поэтому следует делать большую прибавку запаса. Для меди при скрытом монтаже достаточно прибавки в размере 20-30 %.

Точный расчет сечения кабеля должен производиться с учетом таких показателей:

  • Тип и вид изоляции.
  • Длина участков и их конфигурация.
  • Вариант и способ прокладки (наружная или скрытая).
  • Температурный режим помещения.
  • Процент и уровень влажности в комнате.
  • Максимально допустимый перегрев.
  • Разница показателей мощности потребителей, подключаемых к одной розетке.

Существуют нижние границы размера сечения кабеля для разных участков бытовой электросети:

  • Для розеток нужен провод с сечением не меньше 3,5 кв. мм.
  • Подключение элементов освещения питаются от проводки не тоньше 1,5 кв. мм.
  • Питание оборудования с повышенной мощностью требует кабеля с сечением от 4-6 кв. мм.

Это правило действует при разграничении групп потребителей по мощности в электрощите для повышения защиты оборудования, безопасности всей системы.

Расчет на основе нагрузки

Процесс расчета примерного сечения нужной проводки для квартиры можно произвести самостоятельно, сделать это не сложно. Однако все работы по устройству электросети в помещении следует доверять опытным специалистам.

Расчет поперечного сечения проводника производится в следующем порядке:

  1. Все приборы, которые находятся в помещении и питаются от электросети, подсчитываются и заносятся в список.
  2. Согласно имеющимся у приборов паспортам, записывается напротив каждого устройства значение номинальной мощности.
  3. Определяется продолжительность подключения каждого прибора при одновременной работе, также вносится в список.
  4. Рассчитывается поправочный коэффициент, который зависит от времени работы в сутки и вычисляется в процентном соотношении к 24 часам, записывается напротив каждого прибора.
  5. После умножения номинальной мощности оборудования на поправочный коэффициент, производится суммирование всех полученных значений приборов списка.
  6. Полученное значение необходимо найти в специальной таблице, в зависимости от выбранного материала проводки, прибавить к нему примерно 15 % «про запас».

ВАЖНО: Полученные цифры, как и указанные в паспорте устройств данные по номинальной мощности, являются усредненными показателями, поэтому следует прибавить еще 5 % к этим значениям.

Существует очень распространенное заблуждение о возможности монтажа проводки с различным диаметром сердцевины, в зависимости от потребителя. Это может привести к возгоранию (редко, но случается), разрушению изоляционного слоя, короткому замыканию, поскольку в одном помещении пущенная от одного распределителя электрика будет разрушительно действовать на несоответствующие по мощности светильники или другие мелкие потребители, запитанные на тонкие кабели. Такая ситуация не редкая для подключения нескольких электроприборов к одной точке, например, стиральной машины, кофеварки и мультиварки.

Особенности расчета мощности скрытой проводки


Вычисление для скрытой проводки отличается, чем для кабелей, уложенных открытым способом. Все зависит от изменения свойств проводников, их изоляции в закрытом пространстве.

Если проводник расположен на поверхности и контактирует с воздухом, то получает большую возможность отдавать вырабатываемое тепло, сохраняя низкую температуру. Плотно упакованные провода не могут настолько хорошо остужаться за счет отсутствия циркулирующего воздуха, поэтому нагреваются более интенсивно.

Первое правило для монтажа скрытой проводки гласит о необходимости проведения расчетов с запасом примерно 20-30 %, чтобы в процессе эксплуатации избежать перегрева. Согласно второй норме, наличие нескольких проводников в одном канале требует запаса не меньше 40 %.

ВАЖНО: Единственный корректный способ вычисления сечения кабеля –значение потребляемой мощности.

Не рекомендуется делать плотную укладку кабелей, лучше для каждого из самостоятельных проводов оборудовать отдельную гофротрубу.

Расчет сечения кабеля по мощности

После произведения подсчета мощности для отдельного помещения или группы потребителей, следует провести вычисление силы тока в бытовой сети с напряжением 220 В. Для этого существует формула:

I = (P1 + P2 + … + Pn) / U220,
где:
I – искомая сила тока;
P1 … Pn – мощность каждого потребителя по списку – от первого до n-ого;
U220 – напряжение в сети, в нашем случае это 220 В.

Формула расчета для трехфазной сети с напряжением 380 В выглядит так:

I = (P1 + P2 + …. + Pn) / √3 / U380
где:
U380 – напряжение в трехфазной сети, равное 380 В.

Сила тока I, полученная в расчетах измеряется в Амперах, обозначается А.

Таблицы составляются согласно показателю пропускной способности металла в проводнике. Для меди это значение равно 10 А на 1 мм, для алюминия – 8 А на 1 мм.

Определить сечение согласно пропускной способности следует по такой формуле:

S = I / Z,
где:
Z – пропускная способность кабеля.

ПРИМЕР: Сеть бытовая с напряжением 220 В. Для кухни требуется рассчитать сечение проводника при учете подключения потребителей с общей мощностью 5 кВт.
I = (P1 + P2 + …. + Pn) / U220 = Pобщ / U220 = 5 000 / 220 = 22,73 ≈ 23 (А)
Для расчета запаса следует воспользоваться правилом «5 А», что означает к полученному значению прибавить еще 5 Ампер:
I = 23 + 5 = 28 (А)
Учитывая монтаж проводки с использованием трехжильных кабелей, по таблице для полученного значения тока минимальная площадь сечения провода будет равной 3 кв. мм.

Таблица соотношения величины тока и минимального сечения кабеля

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Сила тока в проводниках, положенных в одной трубе, А

Сила тока в кабеле, положенном открытым способом, А
один 3-жильныйодин 2-жильныйчетыре 1-жильныхтри 1-жильныхдва 1-жильных
0,511
0,7515
1141514151617
1,214,51615161820
1,5151816171923
2192320222426
2,5212525252730
3242826283234
4273230353841
5313734394246
6344040424650
8434846515462
10505550607080
167080758085100
258510090100115140
35100125115125135170
50135160150170185215
70175195185210225270
95215245225255275330
120250295260290315385
150330360440
185510
240605
300695
400830

Таблица мощности, тока и сечения медных проводов

Согласно ПЭУ, допускается расчет сечения проводника в зависимости мощности потребителей. Для медного сердечника кабеля приведены в таблице вычисления для сети с напряжением 380 В и 220 В.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 ВНапряжение сети 220 В
Мощность, ВтСила тока, АМощность, ВтСила тока, А
1,510,5164,119
2,516,5255,927
419,8308,338
626,44010,146
10335015,470
1649,57518,780
2559,49025,3115
3575,911529,7135
5095,714538,5175
70118,818047,3215
95145,222057,2265
120171,626066300

Согласно данному документу, в жилых зданиях рекомендуется прокладывать кабеля с медными жилами. Для обеспечения питания инженерного оборудования некоторых типов допускается посредством алюминиевой проводки с минимальным сечением не менее 2,5 кв. мм.

Таблица мощности, тока и сечения алюминиевых проводов

Согласно данным таблицы, для определения сечения алюминиевой сердцевины проводки следует учитывать такие поправочные коэффициенты: согласно расположению (в земле, скрыто, открыто), по температурному режиму, в зависимости от влажности и т.п. В приведенной ниже таблицы расчеты верны для проводов с резиновой или пластмассовой изоляцией марок АППВ, ВВГ, АВВГ, ВПП, ППВ, ПВС, ВВП и др. Кабели с бумажным экранированием или без изоляции должны рассчитываться по соответствующим их типу таблицам.

Сечение сердцевины проводника, кв. мм

Медные сердцевины кабелей

Напряжение сети 380 ВНапряжение сети 220 В
Мощность, ВтСила тока, АМощность, ВтСила тока, А
2,512,5194,422
415,1236,128
619,8307,936
1025,7391150
1636,35513,260
2546,27018,785
3556,18522100
5072,611029,7135
7092,414036,3165
95112,217044200
12013220050,6230

Длина и сечение

Из полученного значения расчетов по сечению кабеля нужно определять допустимую длину электропроводки. Это особенно актуально при создании удлинителей. Точные значения, которые получаются в расчетах, дополнительно следует увеличивать на 15 см (коммутационный запас для обжима, сварки или пайки). Эта операция особенно важна для участков с большими дополнительными нагрузками при эксплуатации электросети.

Для бытового вычисления используется следующая формула:

I = P / U * cosφ,
где:
Р – мощность потребителей, Вт;
I – сила тока, А;
U – напряжение электросети, В;
сosφ = 1 – поправочный коэффициент поправки по фазе.

Плотность тока

Для медного кабеля с сечением сердечника 1 кв. мм среднее значение этого показателя варьируется в пределах от 6 до 10 А. По медной проводке с сечением 1 кв. мм может протекать ток, силой 6-10 А без перегрева или оплавления изоляционного покрытия. По стандартам ПЭУ, прибавляется 40 % запаса для защиты от возможного перегрева оболочек.

Нижняя граница в 6 А позволяет использовать проводку без ограничений по времени, верхняя, в 10 А – это допустимые значения кратковременных нагрузок на сеть. Возрастание силы тока до значения 12 А (большего за верхнюю границу для выбранного сечения) ведет к увеличению плотности тока, ее перегреву с последующим оплавлением защитной оболочки.

Заключение

Самостоятельный расчет толщины требуемого для проводки кабеля легко осуществляется без посторонней помощи. Если в помещении есть распределительных щиток с разведением потребителей по группам мощности, а также нет каких-то особых сложных систем в монтаже, то ремонтные работы можно произвести без привлечения специалистов. Однако наличие повышенных показателей температурного режима, влажности или подведения электричества от одного автоматического выключателя требует помощи профессионалов.

Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры


Вы планируете заняться или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.

Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.

Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

Содержание статьи:

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.

Расчет необходимого сечения в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

Галерея изображений

Фото из

Различные виды кабеля для устройства проводки

Разная толщина у проводников для бытовой эксплуатации

Число жил в различных марках кабеля

Варианты многожильного кабеля

Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу:

P = (P1+P2+..PN)*K*J,

Где:

  • P – мощность всех потребителей, подключенных к рассчитываемой ветке в Ваттах.
  • P1, P2, PN – мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.

Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

Таблица 1. Сечение жил проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)

Этап #1 — расчет реактивной и активной мощности

Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Обычно в паспортах оборудования указана активная мощность вместе с  реактивной мощностью.

Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД,  в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид.

К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты.

Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:

P = U * I,

Где:

  • P – мощность в Вт;
  • U – напряжение в В;
  • I – сила тока в А.

Устройства с реактивным видом нагрузки способны накапливать энергию поступающую от источника, а затем возвращать. Происходит такой обмен за счет смещения синусоиды силы тока и синусоиды напряжения.

При нулевом смещении фаз мощность P=U*I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз силы тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14)

К устройствам с реактивной мощностью относятся электродвигатели, электронные приборы всех масштабов и назначений, трансформаторы.

Когда есть смещение фаз между синусоидой силы тока и синусоидой напряжения, мощность P=U*I может быть отрицательной (I, i – сила тока, U, u – напряжение, π – число пи, равное 3,14). Устройство с реактивной мощностью возвращает накопленную энергию обратно источнику

Электрические сети построены таким образом, что могут производить передачу электрической энергии в одну сторону от источника к нагрузке.

Поэтому возвращенная энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и тратится на нагрев проводников и других компонентов.

Реактивная мощность имеет зависимость от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения фаз выражают через cosφ.

Для нахождения полной мощности применяют формулу:

P = Q / cosφ,

Где Q – реактивная мощность в ВАрах.

Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.

Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.

Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса

K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию.

Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей.

Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.

Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом

Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм2.

Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать проволоки проводника.

В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:

S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот

D = √(4*S / π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h * m,

Где:

  • S – площадь жилы в мм2;
  • R – радиус жилы в мм;
  • D – диаметр жилы в мм;
  • h, m – ширина и высота соответственно в мм;
  • π – число пи, равное 3,14.

Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:

S = N*D2/1,27,

Где N – число проволочек в жиле.

Провода, имеющие свитые из нескольких проволочек жилы , в общем случае имеют лучшую проводимость, чем монолитные. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения.

Электрический ток представляет собой движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения зарядов смещена к поверхности проводника.

Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и применяют их в основном для стационарного монтажа.

Этап #4 —рассчитываем сечение по мощности на практике

Задача: общая мощность потребителей на кухне составляет 5000 Вт (имеется ввиду, что мощность всех реактивных потребителей пересчитана). Все потребители подключаются к однофазной сети 220 В и имеют запитку от одной ветки.

Таблица 2. Если вы планируете в будущем подключение дополнительных потребителей, в таблице представлены необходимые мощности распространенных бытовых приборов (+)

Решение:

Коэффициент одновременности K примем равным 0,8. Кухня место постоянных инноваций, мало ли что, коэффициент запаса J=2,0. Общая расчетная мощность составит:

P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт

Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм2. Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм2.

Для одножильной проводки минимальный диаметр составит 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае применения многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

Галерея изображений

Фото из

Помещение с максимальным числом бытовой техники

Техническое оснащение ванных комнат и совмещенных санузлов

Подключение мощных энергопотребителей

Блок-розетка для маломощного оборудования

Варочная поверхность требует правильного подключения

Силовая электролиния для стиральной машины

Отдельные силовые ветки для холодильников

Мощные потребители энергии в санузлах и ванных

Расчет сечения по току

Расчеты необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов представят более точные результаты. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д.

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

  • выбор мощности всех потребителей;
  • расчет токов, проходящих по проводнику;
  • выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.

Для этого варианта расчёта мощность потребителей по току с напряжением берется без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.

Этап #1 — расчет силы тока по формулам

Тем, кто подзабыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в форме графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:

«Классическое колесо» наглядно демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрического тока (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)

Выпишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:

I = P/Uл,

Где:

  • I — cила тока, принимается в амперах;
  • P — мощность в ваттах;
  • Uл — линейное напряжение в вольтах.

Линейное напряжение в общем случае зависит от источника электроснабжения, бывает одно- и трехфазным.

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

  1. Uл = U*cosφ в случае однофазного напряжения.
  2. Uл = U*√3*cosφ в случае трехфазного напряжения.

Для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, поэтому линейное напряжение можно переписать:

  1. Uл = 220 В для однофазного напряжения.
  2. Uл = 380 В для трехфазного напряжения.

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I = (I1+I2+…IN)*K*J,

Где:

  • I – суммарная сила тока в амперах;
  • I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах;
  • K – коэффициент одновременности;
  • J – коэффициент запаса.

Коэффициенты K и J имеют те же значения, что были применены при расчете полной мощности.

Может быть случай, когда в трехфазной сети через разные фазные проводники течет ток неравнозначной силы.

Такое происходит, когда к трехфазному кабелю подключены одновременно однофазные потребители и трехфазные. Например, запитан трехфазный станок и однофазное освещение.

Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывают сечение многожильного провода? Ответ прост — вычисления производят по наиболее нагруженной жиле.

Этап #2 — выбор подходящего сечения по таблицам

В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭУ) приведен ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля.

Проводимость проводника зависит от температуры. Для металлических проводников с повышением температуры повышается сопротивление.

При превышении определенного порога процесс становится автоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, тем выше сопротивление и т.д. пока проводник не перегорает или вызывает короткое замыкание.

Следующие две таблицы (3 и 4) показывают сечение проводников в зависимости от токов и способа укладки.

Таблица 3. Первое, необходимо выбрать способ укладки проводов, от этого зависит, на сколько эффективно происходит охлаждение (+)

Кабель отличается от провода тем, что у кабеля все жилы, оснащенные собственной изоляцией, скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельных изделий написано в этой .

Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения проводников, однако на практике сечения ниже 3 мм2 открыто не прокладывают по соображениям механической прочности (+)

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

  • 0,68 если 5-6 жил;
  • 0,63 если 7-9 жил;
  • 0,6 если 10-12 жил.

Понижающие коэффициенты применяются к значениям токов из столбца «открыто».

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

По нормативам ПЭУ выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току, производится как не менее 50% от фазной жилы.

Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого длительного тока при прокладке его в земле.

Таблица 5. Зависимости допустимого длительного тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или земле

Токовая нагрузка при прокладке открыто и при углублении в землю различаются. Их принимают равными, если прокладка в земле проводится с применением лотков.

Таблица 6. Зависимости допустимого длительного тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или земле

Для устройства временных линий снабжения электроэнергией (переноски, если для частного пользования) применяется следующая таблица (7).

Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных кабелей, прожекторных кабелей, гибких переносных проводов. Применяется только медных проводников

Когда прокладка кабелей производится в грунте помимо теплоотводных свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):

Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от типа и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабелей (+)

Расчет и выбор медных жил до 6 мм2 или алюминиевых до 10 мм2 ведется как для длительного тока.

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Тпв

где Tпв — отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.

При выборе кабеля для разводки электричества в особое внимание уделяют его огнестойкости.

Этап #3 — расчет сечения проводника по току на примере

Задача: медного кабеля для подключения:

  • трехфазного деревообрабатывающего станка мощностью 4000 Вт;
  • трехфазного сварочного аппарата мощностью 6000 Вт;
  • бытовой техники в доме общей мощностью 25000 Вт;

Подключение будет произведено пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.

Изоляция кабельно-проводниковой продукции рассчитывается на конкретное значение рабочего напряжения. Следует учитывать, что указанное производителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети

Решение.

Шаг # 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

Uл = 220 * √3 = 380 В

Шаг # 2. Бытовая техника, станок и сварочный аппарат имеют реактивную мощность, поэтому мощность техники и оборудования составит:

Pтех = 25000 / 0,7 = 35700 Вт

Pобор = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

Шаг # 3. Ток, необходимый для подключения бытовой техники:

Iтех = 35700 / 220 = 162 А

Шаг # 4. Ток, необходимый для подключения оборудования:

Iобор = 14300 / 380 = 38 А

Шаг # 5. Необходимый ток для подключения бытовой техники посчитан из расчета одной фазы. По условию задачи имеется три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты предположим равномерное распределение:

Iтех = 162 / 3 = 54 А

Шаг # 6. Ток приходящийся на каждую фазу:

Iф = 38 + 54 = 92 А

Шаг # 7. Оборудование и бытовая техника работать одновременно не будут, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:

Iф = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

Шаг # 8. Хотя в составе кабеля имеется 5 жил, в расчет берется только три фазные жилы. По таблице 8 в столбце трехжильный кабель в земле находим, что току в 115 А соответствует сечение жилы 16 мм2.

Шаг # 9. По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристики земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.

Шаг # 10. Не обязательный, рассчитываем диаметр жилы:

D = √(4*16 / 3,14) = 4,5 мм

Если бы расчет производился только по мощности, без учета особенностей прокладки кабеля, то сечение жилы составит 25 мм2. Расчет по силе тока сложнее, но иногда позволяет экономить значительные денежные средства, особенно когда речь идет о многожильных силовых кабелях.

О взаимосвязях значений напряжения и силы тока подробнее можно прочесть .

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения.

Нормы ПЭУ требуют, чтобы сечение жилы кабеля было таким при котором падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S,

Uпад = I * R,

U% = (Uпад / Uлин) * 100,

Где:

  • 2 – коэффициент, обусловленный тем, что ток течет обязательно по двум жилам;
  • R – сопротивление проводника, Ом;
  • ρ – удельное сопротивление проводника, Ом*мм2/м;
  • S – сечение проводника, мм2;
  • Uпад – напряжение падения, В;
  • U% – падение напряжения по отношению к Uлин,%.

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Пример расчета переноски

Задача: рассчитать падение напряжения для медного провода с поперечным сечением одной жилы 1,5 мм2. Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата полной мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Желающим подключить бытовой сварочный аппарат к ветке электросети следует учесть ситу тока, на которую рассчитан применяемый кабель. Вполне возможно, что общая мощность работающих приборов может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг # 1. Рассчитываем сопротивление медного провода, используя таблицу 9:

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

Uпад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

U% = (14,95 / 220) * 100 = 6,8%

Вывод: для подключения сварочного аппарата необходим проводник с большим сечением.

Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

Рекомендации специалистов по подбору кабельно-проводниковой продукции:

Приведенные расчёты справедливы для медных и алюминиевых проводников промышленного назначения. Для других типов проводников предварительно рассчитывается полная теплоотдача.

На основе этих данных производится расчет максимального тока способного протекать по проводнику, не вызывая чрезмерного нагрева.

Если остались какие-либо вопросы по методике расчета сечения кабеля или есть желание поделиться личным опытом, пожалуйста, оставляйте комментарии к этой статье. Блок для отзывов расположен ниже.

Калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру

Правильный выбор электрического кабеля для питания электрооборудования – залог длительной и стабильной работы установок. Использование неподходящего провода влечет за собой серьезные негативные последствия.

Физика процесса порчи электрической линии вследствие использования неподходящего провода такова: из-за недостатка места в кабельной жиле для свободного передвижения электронов повышается плотность тока; это приводит к избыточному выделению энергии и повышению температуры металла. Когда температура становится слишком высокой, оплавляется изоляционная оболочка линии, что может стать причиной пожара.

Чтобы избежать неприятностей, необходимо использовать кабель с жилами подходящей толщины. Один из способов определить площадь сечения кабеля – отталкиваться от диаметра его жил.

Калькулятор расчета сечения по диаметру

Для простоты вычислений разработан калькулятор расчета сечения кабеля по диаметру. В его основе лежат формулы, по которым можно найти площадь сечения одножильных и многожильных проводов.

Измерять сечение нужно измеряя жилу без изоляции иначе нечего не получится.

Когда речь идет о вычислении десятков и сотен значений, онлайн-калькулятор способен существенно упростить жизнь электрикам и проектировщикам электрических сетей за счет удобства и повышения скорости расчетов. Достаточно ввести значение диаметра жилы, а при необходимости указать количество проволок, если кабель многожильный, и сервис покажет искомое сечение провода.

Формула расчета

Вычислить площадь сечения электрического провода можно разными способами в зависимости от его типа. Для всех случаев применяется единая формула расчета сечения кабеля по диаметру. Она имеет следующий вид:

D – диаметр жилы.

Диаметр жилы обычно указывается на оплетке провода или на общем ярлыке с другими техническими характеристиками. При необходимости определить это значение можно двумя способами: с применением штангенциркуля и вручную.

Первым способом измерить диаметр жилы очень просто. Для этого ее необходимо очистить от изоляционной оболочки, после чего воспользоваться штангенциркулем. Значение, которое он покажет, и есть диаметр жилы.

Если провод многожильный, необходимо распустить пучок, пересчитать проволоки и измерить штангенциркулем только одну из них. Определять диаметр пучка целиком смысла нет – такой результат будет некорректным из-за наличия пустот. В этом случае формула расчета сечения будет иметь вид:

D – диаметр жилы;

а – количество проволок в жиле.

При отсутствии штангенциркуля диаметр жилы можно определить вручную. Для этого ее небольшой отрезок необходимо освободить от изоляционной оболочки и намотать на тонкий цилиндрический предмет, например, на карандаш. Витки должны плотно прилегать друг к другу. В этом случае формула вычисления диаметра жилы провода выглядит так:

L – длина намотки проволоки;

N – число полных витков.

Чем больше длина намотки жилы, тем точнее получится результат.

Выбор по таблице

Зная диаметр провода, можно определить его сечение по готовой таблице зависимости. Таблица расчета сечения кабеля по диаметру жилы выглядит таким образом:

Диаметр проводника, ммСечение проводника, мм2
0.80.5
10.75
1.11
1.21.2
1.41.5
1.62
1.82.5
23
2.34
2.55
2.86
3.28
3.610
4.516

Когда сечение известно, можно определить значения допустимых мощности и тока для медного или алюминиевого провода. Таким образом удастся выяснить, на какие параметры нагрузки рассчитана токопроводящая жила. Для этого понадобится таблица зависимости сечения от максимального тока и мощности.

В воздухе (лотки, короба,пустоты,каналы)Сечение,кв.ммВ земле
Медные жилыАлюминиевые жилыМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток. АМощность, кВтТон. АМощность, кВтТок, АМощность, кВтТок. АМощность,кВт
220 (В)380 (В)220(В)380 (В)220(В)380 (В)220(В)
194.117.5


1,5775.917.7

355.516.4194.117.57,5388.375796.3
357.773775.917.744910.733.S388.4
*29.777.63777166013.339.54610.1
5517.136.7479.777.6109019.8S9.77015.4
7516.549.36013.739.51611575375.79019,8
9570,967.57516.549.3751503398.711575.3
17076.478.99019.859.73518039.6118.514030.8
14531.995.411074.777.45077549314817538.5
ISO39.6118.414030.897.17077560.518171046.7
77048.4144.817037.4111.99531077.6717.775556.1
76057,7171.170044131,617038584.7753.47956S
30567.1700.773551.7154.615043595.7786.333573.7
35077730.377059.4177.718550011037938584.7

Перевод ватт в киловатты

Чтобы правильно воспользоваться таблицей зависимости сечения провода от мощности, важно правильно перевести ватты в киловатты.

1 киловатт = 1000 ватт. Соответственно, чтобы получить значение в киловаттах, мощность в ваттах необходимо разделить на 1000. Например, 4300 Вт = 4,3 кВт.

Примеры

Пример 1. Необходимо определить значения допустимых тока и мощности для медного провода с диаметром жилы 2,3 мм. Напряжение питания – 220 В.

В первую очередь следует определить площадь сечения жилы. Сделать это можно по таблице или по формуле. В первом случае получается значение 4 мм2, во втором – 4,15 мм2.

Расчетное значение всегда более точное, чем табличное.

С помощью таблицы зависимости сечения кабеля от мощности и тока, можно выяснить, что для сечения медной жилы площадью 4,15 мм2 допустима мощность 7,7 кВт и ток 35 А.

Пример 2. Необходимо вычислить значения тока и мощности для алюминиевого многожильного провода. Диаметр жилы – 0,2 мм, число проволок – 36, напряжение – 220 В.

В случае с многожильным проводом пользоваться табличными значениями нецелесообразно, лучше применить формулу расчета площади сечения:

Теперь можно определить значения мощности и тока для многожильного алюминиевого провода сечением 2,26 мм2. Мощность – 4,1 кВт, ток – 19 А.


Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

Как рассчитать кабель по току, напряжению и длине. Кабели, как известно, бывают разного сечения, материала и с разным количеством жил. Какой из них надо выбрать, чтобы не переплачивать, и одновременно обеспечить безопасную стабильную работу всех электроприборов в доме. Для этого необходимо произвести расчет кабеля. Расчет сечения проводят, зная мощность приборов, питающихся от сети, и ток, который будет проходить по кабелю. Необходимо также знать несколько других параметров проводки.

Основные правила

При прокладке электросетей в жилых домах, гаражах, квартирах чаще всего используют кабель с резиновой или ПВХ изоляцией, рассчитанный на напряжение не более 1 кВ. Существуют марки, которые можно применять на открытом воздухе, в помещениях, в стенах (штробах) и трубах. Обычно это кабель ВВГ или АВВГ с разной площадью сечения и количеством жил.
Применяют также провода ПВС и шнуры ШВВП для подсоединения электрических приборов.

После расчета выбирается максимально допустимое значение сечения из ряда марок кабеля.

Основные рекомендации по выбору сечения находятся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). Выпущено 6-е и 7-е издания, в которых подробно описывается, как прокладывать кабели и провода, устанавливать защиту, распределяющие устройства и другие важные моменты.

За нарушение правил предусмотрены административные штрафы. Но самое главное состоит в том, что нарушение правил может привести к выходу из строя электроприборов, возгоранию проводки и серьезным пожарам. Ущерб от пожара измеряется порой не денежной суммой, а человеческими жертвами.

Важность правильного выбора сечения

Почему расчет сечения кабеля так важен? Чтобы ответить, надо вспомнить школьные уроки физики.

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:
P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

Как видно, мощность зависит от силы тока и сопротивления. Чем больше сопротивление, тем больше выделяется тепла, то есть тем сильнее провода нагреваются. Аналогично для тока. Чем он больше, тем больше греется проводник.

Сопротивление в свою очередь зависит от материала проводника, его длины и площади поперечного сечения.

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S– площадь поперечного сечения.

Видно, что чем меньше площадь, тем больше сопротивление. А чем больше сопротивление, тем проводник сильнее нагревается.

Площадь рассчитывается по формуле:
S=π*d²/4

d – диаметр.

Не стоит также забывать удельное сопротивление. Оно зависит от материала, из которого сделаны провода. Удельное сопротивление алюминия больше, чем меди. Значит, при одинаковой площади сильнее нагреваться будет алюминий. Сразу становится понятно, почему алюминиевые провода рекомендуют брать большего сечения, чем медные.

Чтобы каждый раз не вдаваться в длинный расчет сечения кабеля, были разработаны нормы выбора сечения проводов в таблицах.

Расчет сечения провода по мощности и току

Расчет сечения провода зависит от суммарной мощности, потребляемой электрическими приборами в квартире. Ее можно рассчитать индивидуально, или воспользоваться средними характеристиками.

Для точности расчетов составляют структурную схему, на которой изображены приборы. Узнать мощность каждого можно из инструкции или прочитать на этикетке. Наибольшая мощность у электрических печек, бойлеров, кондиционеров. Суммарная цифра должна получиться в диапазоне приблизительно 5-15 кВт.

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:
I=(P*K)/(U*cos φ)

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:
I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

Рассчитав ток, надо воспользоваться таблицами, которые представлены в ПУЭ, и определить сечение провода. В таблицах указан допустимый длительный ток для медных и алюминиевых проводов с изоляцией различного типа. Округление всегда производят в большую сторону, чтобы был запас.

Можно также обратиться к таблицам, в которых сечение рекомендуют определять только по мощности.

Разработаны специальные калькуляторы, по которым определяют сечение, зная потребляемую мощность, фазность сети и протяженность кабельной линии. Следует обращать внимание на условия прокладки (в трубе или на открытом воздухе).

Влияние длины проводки на выбор кабеля

Если кабель очень длинный, то возникают дополнительные ограничения по выбору сечения, так как на протяженном участке происходят потери напряжения, которые в свою очередь приводят к дополнительному нагреву. Для расчета потерь напряжения используют понятие «момент нагрузки». Его определяют как произведение мощности в киловаттах на длину в метрах. Далее смотрят значение потерь в таблицах. Например, если потребляемая мощность составляет 2 кВт, а длина кабеля 40 м, то момент равняется 80 кВт*м. Для медного кабеля сечением 2,5 мм². это означает, что потери напряжения составляют 2-3%.

Если потери будут превышать 5%, то необходимо брать сечение с запасом, больше рекомендованного к использованию при заданном токе.

Расчетные таблицы предусмотрены отдельно для однофазной и трехфазной сети. Для трехфазной момент нагрузки увеличивается, так как мощность нагрузки распределяется по трем фазам. Следовательно, потери уменьшаются, и влияние длины уменьшается.

Потери напряжения важны для низковольтных приборов, в частности, газоразрядных ламп. Если напряжение питания составляет 12 В, то при потерях 3% для сети 220 В падение будет мало заметно, а для низковольтной лампы оно уменьшится почти вдвое. Поэтому важно размещать пускорегулирующие устройства максимально близко к таким лампам.

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:
∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

– номинальное напряжение, В. (оно указывается в характеристиках электроприборов).

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:
ΔU=I*R

R – сопротивление кабеля, рассчитывается по известной формуле R=ρ*l/S;

I – сила тока, находят из закона Ома;

Допустим, у нас получилось, что I=4000 Вт/220 В=18,2 А.

Сопротивление одной жилы медного провода длиной 20 м и площадью 1,5 мм кв. составило R=0,23 Ом. Суммарное сопротивление двух жил равняется 0,46 Ом.

Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

8,37*100/220=3,8%

На длинных линиях от перегрузок и коротких замыканий устанавливают автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Похожие темы:

Пример расчета падения напряжения и сечения электрического кабеля

Входная информация

Электрические характеристики:

Электрическая нагрузка 80 кВт , расстояние между источником и нагрузкой 200 метров , системное напряжение 415 В трехфазное , коэффициент мощности 0,8 , допустимое падение напряжения 5% , коэффициент потребления 1 .


Деталь прокладки кабеля:

Кабель направлен заглубленным в грунт в траншее на глубине 1 метр .Температура грунта составляет приблизительно 35 градусов Цельсия. Количество кабеля в траншее - 1 . Количество пробега кабеля 1 пролет .

Пример расчета падения напряжения и сечения электрического кабеля (фото: 12voltplanet.co.uk)

Детали почвы:

Термическое сопротивление почвы неизвестно . Тип почвы влажная почва .


Хорошо, давайте погрузимся в расчеты…

  • Потребляемая нагрузка = Общая нагрузка · Коэффициент спроса:
    Потребляемая нагрузка в кВт = 80 · 1 = 80 кВт
  • Потребляемая нагрузка в кВА = кВт / пик .F .:
    Потребляемая нагрузка в кВА = 80 / 0,8 = 100 кВА
  • Ток полной нагрузки = (кВА · 1000) / (1,732 · Напряжение):
    Ток полной нагрузки = (100 · 1000) / (1,732 · 415) = 139 ампер.

Расчет поправочного коэффициента кабеля на основе следующих данных:

Температурный поправочный коэффициент (K1), когда кабель находится в воздухе
Температурный поправочный коэффициент на воздухе: K1
Температура окружающей среды Изоляция
ПВХ XLPE / EPR
10 1.22 1,15
15 1,17 1,12
20 1,12 1,08
25 1,06 1,04
35 0,94 0,96
40 0,87 0,91
45 0,79 0,87
50 0,71 0,82
55 0.61 0,76
60 0,5 0,71
65 0 0,65
70 0 0,58
75 0 0,5
80 0 0,41

Поправочный коэффициент температуры грунта (K2)
Поправочный коэффициент температуры грунта: K2
Температура грунта Изоляция
PVC XLPE / EPR
10 1.1 1,07
15 1,05 1,04
20 0,95 0,96
25 0,89 0,93
35 0,77 0,89
40 0,71 0,85
45 0,63 0,8
50 0,55 0,76
55 0.45 0,71
60 0 0,65
65 0 0,6
70 0 0,53
75 0 0,46
80 0 0,38

Поправочный коэффициент теплового сопротивления (K4) для грунта (когда известно тепловое сопротивление грунта)
Тепловое сопротивление грунта: 2.5 км / Вт
Удельное сопротивление K3
1 1,18
1,5 1,1
2 1,05
2,5 1
3 0,96

Коэффициент коррекции почвы (K4) почвы (когда термическое сопротивление почвы неизвестно)
Природа почвы K3
Очень влажная почва 1.21
Влажный грунт 1,13
Влажный грунт 1,05
Сухой грунт 1
Очень сухой грунт 0,86

Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5 )
Глубина укладки (метр) Номинальный коэффициент
0,5 1,1
0,7 1,05
0.9 1,01
1 1
1,2 0,98
1,5 0,96

Коэффициент коррекции расстояния кабеля (K6)
№ цепи Нет Диаметр кабеля 0,125 м 0,25 м 0,5 м
1 1 1 1 1 1
2 0.75 0,8 0,85 0,9 0,9
3 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85
4 0,6 0,6 0,7 0,75 0,8
5 0,55 0,55 0,65 0,7 0,8
6 0,5 0,55 0,6 0.7 0,8

Фактор группировки кабелей (Фактор числа лотков) (K7)
Число кабелей / лотков 1 2 3 4 6 8
1 1 1 1 1 1 1
2 0,84 0,8 0,78 0,77 0,76 0,75
3 0.8 0,76 0,74 0,73 0,72 0,71
4 0,78 0,74 0,72 0,71 0,7 0,69
5 0,77 0,73 0,7 0,69 0,68 0,67
6 0,75 0,71 0,7 0,68 0,68 0,66
7 0.74 0,69 0,675 0,66 0,66 0,64
8 0,73 0,69 0,68 0,67 0,66 0,64

В соответствии с деталями выше поправочные коэффициенты:

- Поправочный коэффициент температуры грунта (K2) = 0,89
- Поправочный коэффициент грунта (K4) = 1,05
- Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5) = 1.0
- Поправочный коэффициент расстояния кабеля (K6) = 1,0

Общий коэффициент снижения номинальных характеристик = k1 · k2 · k3 · K4 · K5 · K6 · K7

- Общий коэффициент снижения характеристик = 0,93


Выбор кабеля

Для выбора подходящего кабеля должны быть выполнены следующие условия:

  1. Усилитель снижения номинальных характеристик кабеля должен быть на выше, чем ток полной нагрузки нагрузки .
  2. Падение напряжения на кабеле должно быть на меньше заданного падения напряжения .
  3. Количество кабельных трасс (ток полной нагрузки / ток снижения номинальных характеристик кабеля).
  4. Емкость кабеля при коротком замыкании должна быть на выше, чем мощность короткого замыкания системы в этой точке на .

Выбор кабеля - Корпус № 1

Давайте выберем 3,5-жильный кабель 70 кв. Мм для одиночной прокладки.

  • Максимальный ток кабеля 70 кв. Мм составляет: 170 А, ,
    Сопротивление = 0,57 Ом / км и реактивное сопротивление
    = 0.077 мхо / км
  • Общий ток снижения номинальных значений кабеля 70 кв. Мм = 170 · 0,93 = 159 А .
  • Падение напряжения кабеля =
    (1,732 · Ток · (RcosǾ + jsinǾ) · Длина кабеля · 100) / (Напряжение сети · Число пробега · 1000) =
    (1,732 · 139 · (0,57 · 0,8 + 0,077 · 0,6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 5,8%

Падение напряжения кабеля = 5,8%

Здесь падение напряжения для кабеля 70 кв. Мм (5,8%) выше, чем определенное падение напряжения (5%), поэтому либо выберите больший размер кабеля, либо увеличьте количество прокладок кабеля.

Если мы выберем 2 участка, то падение напряжения составит 2,8%, что находится в пределах лимита (5%), но использовать 2 участка кабеля 70 кв. Мм неэкономично, поэтому необходимо использовать кабель следующего большего размера. .


Выбор кабеля - Корпус № 2

Давайте выберем 3,5-жильный кабель 95 кв. Мм для одиночной прокладки, мощность короткого замыкания = 8,2 кА.

  • Максимальный ток кабеля 95 кв. Мм составляет 200 А ,
    Сопротивление = 0.41 Ом / км и
    Реактивное сопротивление = 0,074 МОм / км
  • Общий ток снижения номинальных характеристик 70 кв. Мм. Кабель = 200 · 0,93 = 187 А .
  • Падение напряжения кабеля =
    (1,732 · 139 · (0,41 · 0,8 + 0,074 · 0,6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 2,2%

Решить 95 Квадратный миллиметр кабеля, необходимо проверить условия выбора кабеля.

  1. Снижение номинальных характеристик кабеля Усилитель (187 А) выше, чем ток полной нагрузки нагрузки (139 А) = О.K
  2. Падение напряжения в кабеле (2,2%) меньше заданного падения напряжения (5%) = OK
  3. Количество проложенных кабелей (1) ≥ (139A / 187A = 0,78) = OK
  4. Емкость кабеля при коротком замыкании (8,2 кА) выше, чем способность к короткому замыканию системы в этой точке (6,0 кА) = OK

Кабель 95 кв. Мм удовлетворяет всем трем условиям, , поэтому рекомендуется используйте 3,5-жильный кабель 95 кв. мм .

Связанный контент EEP с рекламными ссылками

Как найти подходящий размер кабеля и провода?

Как определить правильный размер провода и кабеля для установки электропроводки?

Падение напряжения в кабелях

Мы знаем, что все проводники и кабели (кроме сверхпроводника) имеют определенное сопротивление.

Это сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально диаметру проводника i.е.

R ∝ L / a … [Закон сопротивления R = ρ (L / a)]

Когда ток течет по проводнику, в нем происходит падение напряжения. Как правило, падением напряжения можно пренебречь для проводов небольшой длины, но в случае проводов меньшего диаметра и большой длины необходимо учитывать значительные падения напряжения для правильной установки проводки и управления нагрузкой в ​​будущем.

Согласно правилу IEEE B-23 , в любой точке между клеммой источника питания и установкой Падение напряжения не должно превышать 2.5% от предоставленного (питающего) напряжения .

Пример:

Если напряжение питания составляет 220 В переменного тока, то значение допустимого падения напряжения должно быть;

  • Допустимое падение напряжения = 220 x (2,5 / 100) = 5,5 В

В цепях электропроводки падение напряжения также происходит от распределительного щита к другой подсхеме и конечной подсхеме, но для вспомогательной цепей и конечных подсхем, значение падения напряжения должно составлять половину этого допустимого падения напряжения (т.е. 2,75 В или 5,5 В, как рассчитано выше)

Обычно падение напряжения в таблицах указано в Ампер на метр (А / м) , например Каким будет падение напряжения в кабеле длиной один метр, по которому проходит ток в один ампер?

Существует два метода определения падения напряжения в кабеле , которые мы обсудим ниже.

В SI (международная система и метрическая система ) падение напряжения описывается как ампер на метр (А / м) .

В FPS (фут-фунтовая система) падение напряжения описывается на основе длины, которая составляет 100 футов.

  • Обновление : теперь вы также можете использовать следующие электрические калькуляторы, чтобы найти падение напряжения и размер провода в системе американского калибра .
  1. Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
  2. Калькулятор размеров проводов и кабелей в AWG
  3. Калькулятор падения напряжения в проводах и кабелях

Таблицы и диаграммы для правильных кабелей и проводов Размеры

Ниже приведены важные таблицы, которым вы должны следовать, чтобы определить правильный размер кабеля для установки электропроводки.

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Как найти Падение напряжения в кабеле?

Чтобы определить падение напряжения в кабеле, выполните простые шаги, указанные ниже.

  • Прежде всего, найдите максимально допустимое падение напряжения
  • Теперь найдите ток нагрузки
  • Теперь, в соответствии с током нагрузки, выберите подходящий кабель (номинальный ток которого должен быть ближайшим к расчетному току нагрузки) из таблицы 1
  • Из таблицы 1 найдите падение напряжения в метрах или 100 футах (какую систему вы предпочитаете) в соответствии с его номинальным током

(Сохраняйте спокойствие :), мы будем следовать обоим методам и системе для определения падений напряжения (в метрах и 100 футах). ) в нашем решенном примере для всей электропроводки).

  • Теперь рассчитайте падение напряжения для фактической длины электрической цепи в соответствии с ее номинальным током с помощью по формуле .

(Фактическая длина цепи x падение напряжения на 1 м) / 100 —->, чтобы найти падение напряжения на метр.
(Фактическая длина цепи x падение напряжения на 100 футов) / 100—>, чтобы найти падение напряжения на 100 футов.

  • Теперь умножьте это рассчитанное значение падения напряжения на коэффициент нагрузки, где;

Коэффициент нагрузки = ток нагрузки, принимаемый кабелем / номинальный ток кабеля, указанный в таблице.

  • Это значение падения напряжения в кабелях, когда через них протекает ток нагрузки.
  • Если рассчитанное значение падения напряжения меньше значения, рассчитанного на шаге (1) (Максимально допустимое падение напряжения), то размер выбранного кабеля является правильным.
  • Если рассчитанное значение падения напряжения больше, чем рассчитанное значение на шаге (1) (Максимально допустимое падение напряжения), затем рассчитайте падение напряжения для следующего кабеля (большего размера) и так далее, пока рассчитанное значение падения напряжения не станет меньше максимально допустимого падения напряжения, рассчитанного на шаге (1).

Связанные сообщения:

Как определить правильный размер кабеля и провода для данной нагрузки?
Ниже приведены решенные примеры, показывающие, как найти правильный размер кабеля для данной нагрузки.

Для данной нагрузки размер кабеля можно найти с помощью различных таблиц, но мы должны помнить и соблюдать правила, касающиеся падения напряжения.

Определяя сечение кабеля для данной нагрузки, примите во внимание следующие правила.

Для данной нагрузки, за исключением известного значения тока, должен быть 20% дополнительный диапазон тока для дополнительных, будущих или аварийных нужд.

От счетчика электроэнергии до распределительного щита падение напряжения должно составлять 1,25% , а для конечной подсхемы падение напряжения не должно превышать 2,5% напряжения питания.

Учитывайте изменение температуры, при необходимости используйте температурный коэффициент (Таблица 3)

Также учитывайте коэффициент нагрузки при определении размера кабеля

При определении размера кабеля учитывайте систему проводки, т.е. температура будет низкой, но в кабелепроводе температура увеличивается из-за отсутствия воздуха.

Связанные сообщения:

Решенные примеры правильного размера провода и кабеля

Ниже приведены примеры определения правильного размера кабелей для установки электропроводки, которые помогут понять метод «как определить правильный размер кабеля для данной нагрузки ».

Пример 1 ……. (британская / английская система)

Для установки электропроводки в здании, общая нагрузка составляет 4.5 кВт, а общая длина кабеля от счетчика электроэнергии до распределительного щита составляет 35 футов. Напряжение питания составляет 220 В, а температура - 40 ° C (104 ° F). Найдите наиболее подходящий размер кабеля от счетчика электроэнергии до подсхемы, если проводка проложена в кабелепроводах.

Решение: -

  • Общая нагрузка = 4,5 кВт = 4,5 x1000 Вт = 4500 Вт
  • Дополнительная нагрузка 20% = 4500 x (20/100) = 900 Вт
  • Общая нагрузка = 4500 Вт + 900 Вт = 5400 Вт
  • Общий ток = I = P / V = ​​5400 Вт / 220 В = 24.5A

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 24,5A (из таблицы 1), который составляет 7 / 0,036 (28 ампер), это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 в соответствии с таблицей 1.

Теперь проверьте выбранный кабель (7 / 0,036) с температурным коэффициентом в таблице 3, поэтому температурный коэффициент составляет 0,94 (в таблице 3) при 40 ° C (104 ° F), а допустимая нагрузка по току (7 / 0,036) составляет 28A, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет;

Номинальный ток для 40 ° C (104 ° F) = 28 x 0.94 = 26,32 А.

Поскольку расчетное значение ( 26,32 А, ) при 40 ° C ( 104 ° F ) меньше, чем допустимая нагрузка по току кабеля (7 / 0,036), которая составляет 28A , поэтому этот размер кабеля ( 7 / 0,036 ) также подходит по температуре.

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого кабеля (7 / 0,036) из таблицы 4 , что составляет 7V , но в нашем случае длина кабеля составляет 35 футов.Следовательно, падение напряжения для 35-футового кабеля будет;

Фактическое падение напряжения для 35 футов = (7 x 35/100) x (24,5 / 28) = 2,1 В

И допустимое падение напряжения = (2,5 x 220) / 100 = 5,5 В

Здесь Фактическое падение напряжения (2,1 В) меньше максимально допустимого падения напряжения 5,5 В. Следовательно, подходящий и наиболее подходящий размер кабеля (7 / 0,036) для данной нагрузки при установке электропроводки.

Пример 2 ……. (СИ / метрическая / десятичная система)

Кабель какого типа и размера подходит для данной ситуации

Нагрузка = 5.8 кВт

В = 230 В AV

Длина цепи = 35 метров

Температура = 35 ° C (95 ° F)

Решение: -

Нагрузка = 5,8 кВт = 5800 Вт

Напряжение = 230 В

Ток = I = P / V = ​​5800/230 = 25,2 A

20% дополнительный ток нагрузки = (20/100) x 5,2 A = 5A

Общий ток нагрузки = 25,2 А + 5 А = 30,2 А

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 30.2A (из таблицы 1), что составляет 7 / 1,04 (31 ампер), это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 в соответствии с таблицей .

Теперь проверьте выбранный кабель (7 / 1,04) с температурным коэффициентом в таблице 3, так что температурный коэффициент составляет 0,97 (в таблице 3) при 35 ° C (95 ° F), а допустимая нагрузка по току (7 / 1,04) составляет 31A, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет:

Номинальный ток для 35 ° C (95 ° F) = 31 x 0,97 = 30 А.

Поскольку расчетное значение (30 А) при 35 ° C (95 ° F) меньше, чем допустимая нагрузка по току (7/1.04) на 31 А, поэтому кабель этого размера (7 / 1.04) также подходит для измерения температуры.

Теперь найдите падение напряжения на амперметр для этого кабеля (7 / 1,04) из (Таблица 5), которое составляет 7 мВ. Но в нашем случае длина кабеля составляет 35 метров. Следовательно, падение напряжения для 35-метрового кабеля будет:

Фактическое падение напряжения для 35-метрового =

= мВ x I x L

(7/1000) x 30 × 35 = 7,6 В

И Допустимое падение напряжения = (2.5 x 230) / 100 = 5,75 В

Здесь фактическое падение напряжения (7,35 В) больше, чем максимально допустимое падение напряжения 5,75 В. Следовательно, этот размер кабеля не подходит для данной нагрузки. Итак, мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7 / 1,04), который равен 7 / 1,35, и снова найдем падение напряжения. Согласно таблице (5) номинальный ток 7 / 1,35 составляет 40 ампер, а падение напряжения на амперметр составляет 4,1 мВ (см. Таблицу (5)). Следовательно, фактическое падение напряжения для 35-метрового кабеля будет;

Фактическое падение напряжения для 35 метров =

= мВ x I x L

(4.1/1000) x 40 × 35 = 7,35 В = 5,74 В

Это падение меньше, чем максимально допустимое падение напряжения. Так что это наиболее подходящий и подходящий кабель или провод сечением .

Пример 3

В здании подключены следующие нагрузки: -

Подконтур 1

  • 2 лампы по 1000 Вт и
  • 4 вентилятора по 80 Вт
  • 2 телевизора по 120 Вт

Подсхема 2

  • 6 ламп по 80 Вт и
  • 5 розеток каждая по 100 Вт
  • 4 лампы по 800 Вт

Если напряжение питания 230 В переменного тока, тогда рассчитает ток цепи и Размер кабеля для каждой подсхемы ?

Решение: -

Общая нагрузка подсхемы 1

= (2 x 1000) + (4 x 80) + (2 × 120)

= 2000 Вт + 320 Вт + 240 Вт = 2560 Вт

Ток для подсхемы 1 = I = P / V = ​​2560/230 = 11.1A

Общая нагрузка подсхемы 2

= (6 x 80) + (5 x 100) + (4 x 800)

= 480 Вт + 500 Вт + 3200 Вт = 4180 Вт

Ток для вспомогательной -Контур 2 = I = P / V = ​​4180/230 = 18,1 A

Следовательно, Кабель, предлагаемый для подсхемы 1 = 3 / .029 ”( 13 Amp ) или 1 / 1,38 мм ( 13 А )

Кабель, рекомендуемый для вспомогательной цепи 2 = 7 /.029 дюймов ( 21 А, ) или 7 / 0,85 мм (24 А)

Общий ток, потребляемый обеими вспомогательными цепями = 11,1 А + 18,1 А = 29,27 А

Итак, кабель рекомендуется для основного -Схема = 7 / 0,044 дюйма (34 А) или 7 / 1,04 мм (31 А )

Пример 4

Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 10 л.с. (7,46 кВт) постоянный номинальный ток при пуске со звезды на треугольник подключается к источнику питания 400 В тремя одножильными кабелями из ПВХ, проложенными в кабелепроводе от 250 футов (76.2 м) от платы распределительных предохранителей. Его ток полной нагрузки составляет 19А. Средняя летняя температура в электропроводке составляет 35 ° C (95 ° F). Рассчитать сечение кабеля двигателя?

Решение: -

  • Нагрузка двигателя = 10H.P = 10 x 746 = 7460 Вт * (1H.P = 746 Вт)
  • Напряжение питания = 400 В (3 фазы)
  • Длина кабеля = 250 футов (76,2 м)
  • Ток при полной нагрузке двигателя = 19A
  • Температурный коэффициент для 35 ° C (95 ° F) = 0.97 (Из Таблицы 3)

Теперь выберите размер кабеля для тока двигателя при полной нагрузке 19 А (из Таблицы 4), что составляет 7 / 0,36 дюйма (23 А) * (Помните, что это 3-фазная система, т. Е. 3 -жильный кабель), а падение напряжения составляет 5,3 В на 100 футов. Это означает, что мы можем использовать кабель 7 / 0,036 согласно таблице (4).

Теперь проверьте выбранный (7 / 0,036) кабель с температурным коэффициентом в таблице (3), поэтому температурный коэффициент равен 0,97 (в таблице 3) при 35 ° C (95 ° F) и допустимой нагрузке по току (7 / 0,036). ”) Составляет 23 А, следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40 ° C (104 ° F) будет:

Номинальный ток для 40 ° C (104 ° F) = 23 x 0.97 = 22,31 А.

Поскольку расчетное значение (22,31 А) при 35 ° C (95 ° F) меньше, чем допустимая токовая нагрузка (7 / 0,036) кабеля, которая составляет 23 А, поэтому данный размер кабеля (7 / 0,036) также подходит по температуре.

Коэффициент нагрузки = 19/23 = 0,826

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого (7 / 0,036) кабеля из таблицы (4), которое составляет 5,3 В, но в нашем случае длина кабеля составляет 250 ноги. Следовательно, падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет:

Фактическое падение напряжения для 250 футов = (5.3 x 250/100) x 0,826 = 10,94 В

И максимум Допустимое падение напряжения = (2,5 / 100) x 400 В = 10 В

Здесь фактическое падение напряжения (10,94 В) больше, чем у максимально допустимое падение напряжения 10В. Следовательно, этот размер кабеля не подходит для данной нагрузки. Итак, мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7 / 0,036), который равен 7 / 0,044, и снова найдем падение напряжения. Согласно таблице (4) номинальный ток 7 / 0,044 составляет 28 ампер, а падение напряжения на 100 футов составляет 4.1В (см. Таблицу 4). Следовательно, фактическое падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет:

Фактическое падение напряжения для 250 футов =

= Падение напряжения на 100 футов x длина кабеля x коэффициент нагрузки

(4,1 / 100) x 250 x 0,826 = 8,46 В

И максимально допустимое падение напряжения = (2,5 / 100) x 400 В = 10 В

Фактическое падение напряжения меньше, чем максимально допустимое падение напряжения. Таким образом, это наиболее подходящий и подходящий размер кабеля для установки электропроводки в данной ситуации.

Связанные сообщения:

Таблица размеров проводов и формула

Эта таблица полезна для определения правильного размера провода для любого напряжения, длины или силы тока в любой цепи переменного или постоянного тока. Для большинства цепей постоянного тока, особенно между фотоэлектрическими модулями и батареями, мы стараемся поддерживать падение напряжения на уровне 3% или меньше. Нет смысла использовать ваши дорогие фотоэлектрические мощности для обогрева проводов. Вам нужна эта энергия в ваших батареях!

Примечание: Эта формула дает не размер сечения провода напрямую, а скорее число «VDI», которое затем сравнивается с ближайшим числом в столбце VDI, а затем считывается с размером столбца сечения провода.

1. Рассчитайте индекс падения напряжения (VDI) по следующей формуле:

VDI = AMPS x FEET ÷ (% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ x НАПРЯЖЕНИЕ)

  • Amps = Ватты, разделенные на вольты
  • Feet = One межпроводное расстояние между проводами
  • % Падение напряжения = Процент падения напряжения, приемлемого для этой цепи (обычно от 2% до 5%)

2. Определите соответствующий размер провода по таблице ниже.

  • Возьмите число VDI, которое вы только что рассчитали, и найдите ближайшее число в столбце VDI, затем прочтите слева размер сечения провода AWG.
  • Убедитесь, что сила тока в вашей цепи не превышает значения в столбце «Допустимая нагрузка» для данного сечения провода. (Обычно это не проблема в цепях низкого напряжения).

Пример: Ваш фотоэлектрический массив, состоящий из четырех модулей мощностью 75 Вт, находится в 60 футах от 12-вольтовой батареи. Это фактическая длина проводки, установка на стойке, вокруг препятствий и т. Д. Эти модули рассчитаны на 4,4 А x 4 модуля = 17,6 А максимум. Будем стремиться к падению напряжения на 3%. Итак, наша формула выглядит так:

VDI = 17.6 х 60
3 [%] x 12 [В]
= 29,3


Глядя на нашу диаграмму, VDI 29 означает, что нам лучше использовать провод №2 из меди или провод №0 из алюминия. Хм. Довольно большой провод. Что, если бы эта система была 24-вольтовой? Модули будут подключены последовательно, так что каждая пара модулей будет производить 4,4 ампера. Две пары х 4,4 А = 8,8 А макс.

Размер провода Медный провод Алюминиевый провод
AWG VDI Допустимая нагрузка VDI Допустимая нагрузка VDI Допустимая нагрузка
50900
000 78 225 49 175
00 62 195 39 150
0 49 170 135509 31509
2 31 130 20 100
4 20 95 12 75
6 12 75 • •
8 8 55
10 5 30
12 3 20
14 2 • 15 900
16 1

Диаграмма, разработанная Джоном Дэви и Винди Данкофф.Используется с разрешения.

Тренинг по сертификации солнечной энергии от профессиональных установщиков солнечных батарей

С 18 сертифицированными IREC-ISPQ инструкторами по солнечной фотоэлектрической системе и 24 сертифицированными специалистами по установке солнечных фотоэлектрических систем, сертифицированными NABCEP - больше, чем в любой другой учебной организации по солнечной энергии, - опытная команда Solar Energy International находится в авангарде образования в области возобновляемых источников энергии. Если вы ищете онлайн-обучение по солнечной энергии или личное лабораторное обучение для сдачи экзамена начального уровня NABCEP или сертификации установщика NABCEP, почему бы не получить свое образование от команды самых опытных специалистов по установке солнечных батарей в отрасли? Многие инструкторы SEI участвовали в самых известных солнечных установках в своих общинах в США и в развивающихся странах.

Чтобы начать свой путь солнечной тренировки сегодня в компании Solar Energy International, щелкните здесь.

Расчет падения напряжения - Практическое руководство

Как рассчитать падение напряжения в медном проводе

Для расчета падения напряжения в медном проводе используйте следующую формулу:

Вольт = Длина x Ток x 0,017
Площадь

Вольт = Падение напряжения.
Длина = Общая длина провода в метрах (включая любой провод заземления).
Ток = Ток (в амперах) через провод.
Площадь = Площадь поперечного сечения меди в квадратных миллиметрах.

Банкноты


• Эта формула применима только к меди при 25 ° C, падение напряжения увеличивается с увеличением температуры провода примерно на 0,4% на ° C.
• 0,017- Эта цифра применима только к меди.
• Площадь указана в квадратных миллиметрах меди, может возникнуть путаница в том, как рассчитан размер кабеля, поскольку некоторые производители указывают диаметр провода, а не площадь, некоторые даже включают изоляцию.Объяснение этого можно увидеть по адресу , здесь .

Пример


В прицепе 50 м проводов сечением 4 квадратных мм, так сколько же падения напряжения при 20 А?

50 х 20 х 0,017 = 17 . Разделите это на 4 (площадь поперечного сечения провода): 17/4 = 4,25 В .

В этом примере падение составляет 4,25 В. Это означало бы, что если бы в передней части прицепа было 12 В, их было бы только 7.75V сзади - свет был бы очень тусклый.

Это когда температура провода составляет 25 ° C, если температура провода составляет 35 ° C, будет падение 4,42 В, то есть только 7,37 В в задней части прицепа.

Не забывайте, что ток, протекающий через провод, нагревает его, поэтому даже при температуре 25ºC провод будет более горячим, что приведет к увеличению падения напряжения.

Это значение будет увеличиваться до тех пор, пока охлаждающее воздействие окружающего воздуха на провод не уравновесит нагревательное воздействие тока.

Это демонстрирует, почему важно не экономить на размере провода при подключении прицепа.

Калькулятор сечения кабеля AS / NZS 3008 | jCalc.NET

Калькулятор размеров кабеля для определения номинального тока, падения напряжения, импеданса контура, кабеля заземления и короткого замыкания на основе стандарта Австралии и Новой Зеландии AS / NZS 3008.

Как мне улучшить этот калькулятор?

См. Также

Параметры нагрузки

  • Напряжение (В): Укажите напряжение и выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока, 3 фазы переменного тока или постоянного тока.
  • Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в кВт, кВА, А или л.с.
  • PF: Укажите коэффициент мощности нагрузки (cos & Phi), если нагрузка указывается в кВт или л.с.
  • Макс. падение напряжения (%): Максимально допустимое падение напряжения на нагрузке.
  • Расстояние (м): Длина кабеля в метрах от источника до нагрузки. Длина возврата автоматически включается калькулятором.

Параметры защиты от короткого замыкания

  • Защитное устройство: Выберите одно из следующего:
    • MCB:
      • Тип кривой MCB: Кривая отключения MCB: B, C или D.
      • Рейтинг MCB: Выберите рейтинг MCB или выберите Авто. Авто автоматически выберет рекомендуемый размер из таблиц C6 и C7 в AS / NZS 3000-2018
      • .
    • Общее: MCCB, воздушные выключатели (ACB), вакуумные выключатели (VCB) или предохранители.
      • Ток срабатывания (A): Ток срабатывания срабатывания устройства защиты.
      • Время отключения (мс): Время отключения устройства защиты от короткого замыкания.
      • Ограничение тока (да / нет): Укажите, может ли автоматический выключатель или предохранитель ограничивать энергию повреждения. Обычно предохранители и автоматические выключатели.
      • Пропускаемая энергия (A 2 с): Пропускаемая энергия повреждения I 2 т в A 2 с. Пропускаемая энергия указана производителем устройства в кривых.
  • Импеданс повреждения источника: Укажите метод определения полного сопротивления внешнего контура.
    • Оценка: Оценка в соответствии с AS / NZS 3000-2018, т.е. предположим, что 80% напряжения доступно на источнике кабеля во время замыкания на землю.
    • Вычислить: Вычислить исходя из предполагаемого тока короткого замыкания.
    • Измерено: Укажите измеренное сопротивление в Ом.
  • Предполагаемый ток повреждения (кА): Укажите предполагаемый ток повреждения на первичной стороне автоматического выключателя. Этот параметр показывает, когда параметр ограничения тока выбран как «нет».Или когда в качестве метода импеданса источника выбран «Рассчитать».

Параметры активного кабеля

  • Тип кабеля: Количество жил в кабеле. Не обращайте внимания на заземляющий провод в трехфазных кабелях.
  • Тип изоляции: Тип изоляции. Обычно «Термопласт (ПВХ), 75 ° C» или «Термореактивный (XLPE), 90 ° C». В особых случаях используется «Термореактивный (XLPE), 110 ° C».
    Обратите внимание, что в AS / NZS 3008 и в калькуляторе нет опции для кабелей «Термопласт (ПВХ), 90 ° C» ( V-90 ).В этом случае в калькуляторе можно выбрать «Термореактивный (XLPE), 90 ° C». Однако имейте в виду, что кабели V-90 не могут подвергаться высоким механическим нагрузкам при 90 ° C. Обратитесь к AS 3008 для получения более подробной информации.
  • Тип сердечника: Медь или алюминий.
  • Размер жилы: Выберите размер кабеля или выберите Авто. Авто автоматически выберет кабель наименьшего диаметра, который соответствует трем критериям: номинальный ток, падение напряжения и номинальный ток короткого замыкания.
  • Количество кабелей на фазу: Обычно только один кабель на фазу для одножильных или многожильных кабелей.Для сценариев с высокой нагрузкой можно выбрать более одного кабеля. Если тип кабеля одножильный, этот параметр означает, что задает кабелей. То есть x количество комплектов (из двух) для однофазных. И x количество комплектов (из трех) для трехфазного тока.

Параметры заземляющего кабеля

  • Тип жилы заземления: В настоящее время поддерживается только медь.
  • Размер заземляющего проводника: Выберите размер кабеля или выберите Авто. Auto автоматически выберет кабель в соответствии с AS 3000-2018, таблица 5.1, «Минимальный размер медного заземляющего проводника».

Параметры установки

  • Установка кабеля: Как будет проложен кабель. Рассмотрим худший вариант установки кабеля.

Расчет номинального тока кабеля

Текущие рейтинги выбраны из таблиц с 4 по 21 в AS / NZS 3008-2017. Он зависит от типа кабеля, типа изоляции и способа прокладки кабеля.

Таблицы 4–21 основаны на температуре окружающей среды 40 ° C и температуре грунта 25 ° C.2} \)

Этот метод вычисляет импеданс для худшего случая коэффициента мощности, то есть когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки одинаков.

Калькулятор размеров кабеля использует сопротивление R c из Таблицы 35 в AS / NZS 3008-2017.

Реактивное сопротивление одножильных кабелей выбирается из плоского касающегося столбца таблицы 30 в AS / NZS 3008. Это худший сценарий.

Реактивное сопротивление для многожильных кабелей выбирается из столбца с круглыми проводниками в таблице 30 в AS / NZS 3008.Это наихудший сценарий.

Расчет импеданса контура

Максимальное расстояние петли рассчитывается как:

\ (L_ {max} = \ dfrac {0.8 \ cdot V_ {1 \ phi} \ cdot 1000} {I_ {min} \ cdot Z_ {c}} \)

Где:

  • В - однофазное напряжение.
  • I мин - минимально допустимый ток отключения автоматического выключателя или другого защитного устройства. 2 \)

    Где:

    • I - сила тока короткого замыкания в амперах,
    • t - продолжительность короткого замыкания в секундах.
    • S - площадь поперечного сечения проводника.
    • K - постоянная, выбранная из таблицы 52 в AS / NZS 3008-2017.

    K Это зависит от материала изоляции, начальной и конечной температуры проводника.

    В калькуляторе предполагается, что начальная температура проводника является максимально допустимой рабочей температурой для данного типа изоляции, т.е. 75 ° C для ПВХ, 90 ° C для XLPE 90 ° C и 110 ° C для XLPE 110 ° C.

    Максимально допустимая температура короткого замыкания из Таблицы 53 в AS / NZS 3008-2017 используется в качестве конечной температуры проводника, т.е. 160 ° C для ПВХ и 250 ° C для XLPE.

    Используются следующие значения K.

    • 111 для кабелей ПВХ с номиналом 75 градусов.
    • 143 для кабелей из сшитого полиэтилена, рассчитанных на 90 градусов.
    • 132 для кабелей сечением 110 градусов из сшитого полиэтилена.

    Калькулятор падения напряжения

    Калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи.Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных сопротивления и реактивного сопротивления из Национального электрического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, рассчитанных по сечению провода. Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настроенные данные сопротивления или импеданса, например, данные других стандартов или производителей проводов.


    Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противоположного давления, создаваемого проводом.Падение напряжения - это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная противоположным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом. Импеданс - это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока). Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.

    Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву двигателей и перегоранию двигателей.Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод, а также позаботившись об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

    Существует четыре основных причины падения напряжения:

    Во-первых, это выбор материала для проволоки. Серебро, медь, золото и алюминий относятся к числу металлов с лучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами для изготовления проводов из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом.Медь - лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода.

    Размер провода - еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра удваивает диаметр провода, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения провода. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

    Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра. Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке проводов к хозяйственной постройке, скважинному насосу и т. Д.

    Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровни падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения.Пропускная способность по току часто называется допустимой силой тока, то есть максимальным количеством электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз - это слово сокращается от емкости в амперах.

    Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором. Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.

    Кабели часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

    При выборе кабеля руководствуемся двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать текущую нагрузку без перегрева. Он должен быть в состоянии сделать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы.Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничивать напряжение, которому подвергаются люди, до безопасного уровня и (ii) позволять току короткого замыкания срабатывать предохранитель за короткое время.

    Расчет падения напряжения

    Закон Ома - очень простой закон для расчета падения напряжения:

    V падение = I · R

    куда:

    I: ток через провод, измеренный в амперах

    R: сопротивление проводов, измеренное в Ом

    Сопротивление проводов часто измеряется и выражается как удельное сопротивление длины, обычно в единицах Ом на километр или Ом на 1000 футов.Также провод переключается. Таким образом, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока принимает следующий вид:

    V падение = 2 · I · R · L

    Формула трехфазной цепи принимает следующий вид:

    В падение = √3 · I · R · L

    куда:

    I: ток в проводе

    R: удельное сопротивление проводов по длине

    L: длина в одну сторону

    Типичные сечения проводов AWG

    American Wire Gauge (AWG) - это система калибра проволоки, используемая преимущественно в Северной Америке для измерения диаметров круглой, сплошной, цветной и электропроводящей проволоки.Ниже приводится список типичных проводов AWG и их размеров:

    AWG Диаметр Витки проволоки Площадь Сопротивление меди
    дюймов мм на дюйм за см тысяч кубометров мм 2 Ом / км Ом / 1000 футов
    0000 (4/0) 0.4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901
    000 (3/0) 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180
    00 (2/0) 0.3648 9,266 2,74 1.08 133 67,4 0,2557 0,07793
    0 (1/0) 0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827
    1 0,2893 7.348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239
    2 0,2576 6.544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563
    3 0,2294 5,827 4.36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970
    4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485
    5 0,1819 4,621 5,50 2.16 33,1 16,8 1.028 0,3133
    6 0,1620 4,115 6,17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951
    7 0,1443 3,665 6,93 2,73 20.8 10,5 1,634 0,4982
    8 0,1285 3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282
    9 0,1144 2,906 8,74 3,44 13,1 6.63 2,599 0,7921
    10 0,1019 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989
    11 0,0907 2.305 11,0 4,34 8,23 4,17 4.132 1,260
    12 0,0808 2,053 12,4 4,87 6.53 3,31 5,211 1,588
    13 0,0720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6.571 2.003
    14 0,0641 1,628 15,6 6,14 4,11 2,08 8,286 2,525
    15 0,0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184
    16 0.0508 1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4,016
    17 0,0453 1,150 22,1 8,70 2,05 1.04 16,61 5,064
    18 0,0403 1.024 24,8 9,77 1,62 0,823 20,95 6.385
    19 0,0359 0,912 27,9 11,0 1,29 0,653 26,42 8,051
    20 0,0320 0,812 31.3 12,3 1.02 0,518 33,31 10,15
    21 0,0285 0,723 35,1 13,8 0,810 0,410 42,00 12,80
    22 0,0253 0,644 39,5 15.5 0,642 0,326 52,96 16,14
    23 0,0226 0,573 44,3 17,4 0,509 0,258 66,79 20,36
    24 0,0201 0,511 49,7 19,6 0.404 0,205 84,22 25,67
    25 0,0179 0,455 55,9 22,0 0,320 0,162 106,2 32,37
    26 0,0159 0,405 62,7 24,7 0,254 0.129 133,9 40,81
    27 0,0142 0,361 70,4 27,7 0,202 0,102 168,9 51,47
    28 0,0126 0,321 79,1 31,1 0,160 0,0810 212.9 64,90
    29 0,0113 0,286 88,8 35,0 0,127 0,0642 268,5 81,84
    30 0,0100 0,255 99,7 39,3 0,101 0,0509 338,6 103.2
    31 0,00893 0,227 112 44,1 0,0797 0,0404 426,9 130,1
    32 0,00795 0,202 126 49,5 0,0632 0,0320 538,3 164,1
    33 0.00708 0,180 141 55,6 0,0501 0,0254 678,8 206,9
    34 0,00630 0,160 159 62,4 0,0398 0,0201 856,0 260,9
    35 0,00561 0.143 178 70,1 0,0315 0,0160 1079 329,0
    36 0,00500 0,127 200 78,7 0,0250 0,0127 1361 414,8
    37 0,00445 0,113 225 88.4 0,0198 0,0100 1716 523,1
    38 0,00397 0,101 252 99,3 0,0157 0,00797 2164 659,6
    39 0,00353 0,0897 283 111 0.0125 0,00632 2729 831,8
    40 0,00314 0,0799 318 125 0,00989 0,00501 3441 1049

    Простые расчеты для протягивания кабеля

    Даже если ваша бригада приняла все необходимые меры предосторожности при раскладке кабеля и обращении с катушками, тяга кабеля все равно может испортиться, если вы повредите внешнюю изоляцию кабеля во время процесса.Однако с помощью нескольких расчетов и практических знаний арифметики вы можете предотвратить проблемы в недавно включенных фидерах, рассчитав максимально допустимое растягивающее усилие для любой установки - и вам даже не нужно знать расчет.

    Помимо математических навыков, вам необходимо знать следующие параметры установки:

    • Размер дорожки
    • Конфигурация кабеля
    • Поправочный коэффициент для веса кабеля
    • Заклинивающий потенциал
    • Зазор между проводниками
    • Давление на боковую стенку

    Теперь давайте посмотрим, как эти факторы применяются в примере расчета растягивающего усилия.

    Образец установки питателя

    Предположим, вы участвуете в проекте по проектированию / строительству бумажной фабрики, и вашему клиенту требуется питатель на 400 А, 15 кВ для работы, как показано на Рис. 1 . Рис. 1. Схема предлагаемой фидерной установки 15кВ.

    Клиент потребовал, чтобы все питатели на объекте были выдвижными и в трубопроводах из жесткой оцинкованной стали (GRS). Заказчик также установил, что вы должны использовать одножильные кабели среднего напряжения 90 ° C с заземленной нейтралью с ленточным экраном; Изоляция из сшитого полиэтилена; и комбинезон из ПВХ.Обращаясь к таблице 310.73 NEC, выберите размер питателя 500 тыс. См. При наличии этих требований обратитесь к производителю кабеля, и вы обнаружите, что нужный вам кабель среднего напряжения имеет внешний диаметр (d) 1,60 дюйма и вес 2,2 фунта / фут.

    Пришло время определить размер кабелепровода. В таблице 1 главы 9 NEC указано, что допустимый процент заполнения проводника составляет 40%. Вы можете рассчитать общую площадь трех кабелей среднего напряжения, используя следующее уравнение:

    Площадь = 3 x (pi ÷ 4) x d 2
    Площадь = 3 x.785 x 1,60 2
    Площадь = 6,03 кв. Дюйма

    В этой ситуации Таблица 4 (Жесткий металлический кабелепровод) в главе 9 NEC требует 5-дюймового. канал. Такой размер кабелепровода позволит вам проскользнуть ниже допустимого процента заполнения проводника на 10%.

    Позиция имеет значение

    Это может показаться неважным, но геометрическое положение каждого кабеля ( Рис. 2 )) оказывает уникальное влияние на величину силы трения или сопротивления, которое проводники испытывают во время натяжения.Кроме того, расположение влияет на весовой коэффициент. Используя отношение внутреннего диаметра дорожки качения (D) к внешнему диаметру проводника (d), вы можете определить, какое геометрическое положение вы можете ожидать увидеть.

    Рис. 2. Количество одножильных кабелей одинакового веса и диаметра, а также отношение внутреннего диаметра кабельной дорожки к внешнему диаметру проводника определяют геометрические положения, в которых располагаются кабели.

    Хотя положение одного кабеля легко предсказать (см. Вариант А на рис.2), остальные позиции не столь очевидны:

    • Треугольный (вариант B на рис. 2): это происходит, когда вы вытаскиваете три отдельных проводника из трех отдельных катушек, и их отношение D / d меньше 2,5. Если вы вытащите отдельные тройные проводники с одной катушки, они также будут сидеть в этом положении.
    • Подставка (вариант C на рис. 2): это положение может возникнуть, когда вы вытаскиваете три отдельных проводника с трех отдельных катушек, и их отношение D / d находится в пределах 2.5 и 3.0. Это положение наименее благоприятно, потому что оно дает наихудший сценарий сопротивления во время тяги.
    • Diamond (вариант D на рис. 2): это положение возникает, когда вы вытаскиваете четыре отдельных проводника с четырех отдельных катушек, и их отношение D / d меньше 3,0. Если вы вытащите четыре отдельных проводника с одной катушки, многожильный кабель также будет находиться в этом положении.

    Чтобы определить, как проводники будут сидеть в кабелепроводе, обратитесь к Таблице 4 для определения внутреннего диаметра (D) 5-дюймового.Кабелепровод GRS, который составляет 5,07 дюйма. Используйте отношение внутреннего диаметра кабелепровода (D) к внешнему диаметру кабеля (d), чтобы определить, как отдельные проводники будут сидеть в кабелепроводе. В данном случае это соотношение:

    D ÷ d
    5.07in. ÷ 1,60 дюйма
    = 3,17

    Поскольку это соотношение приводит к числу, превышающему 3,0, отдельные проводники будут располагаться в кабелепроводе в виде опоры.

    Проводники «весят» больше, чем вы думаете

    Теперь, когда вы знаете расположение кабеля, необходимо определить, как вес проводников повлияет на тягу.

    Коэффициент коррекции веса важен, потому что, когда вы протягиваете два или более проводов по дорожке качения, сумма сил, возникающих между проводниками и дорожкой качения, всегда больше, чем сумма весов отдельных проводников.

    Уравнения в Таблица 1 для определения поправочного коэффициента веса для конкретных установок основаны на внутреннем диаметре дорожки качения и внешнем диаметре проводника.

    Таблица 1. Уравнения для поправочного коэффициента веса.

    Когда у вас есть три одиночных проводника одинакового диаметра и веса (что является наиболее распространенным сценарием), вы можете ожидать более высокий весовой коэффициент для положения подставки, чем для треугольного положения. Что это значит для тебя? Это означает, что вы должны предположить, что проводники будут сидеть в положении опоры (если вы не вытягиваете тройные отдельные проводники с одной катушки), потому что это приведет к более высокому и более консервативному расчету растягивающего натяжения. Используйте следующее уравнение, чтобы найти поправочный коэффициент веса:

    Вт = 1 + {(4 ÷ 3) x [d ÷ (D-d) 2 }
    Вт = 1 + {(4 ÷ 3) x [160 ÷ (3.47) 2 }
    Вт = 1,28

    Не зажимайте эти кабели

    При определении размеров вашей системы кабельных каналов всегда следует учитывать возможность заклинивания или заклинивания кабелей. Обычно это происходит, когда у вас есть три или более отдельных проводника, лежащих бок о бок в одной плоскости. Когда вы протягиваете проводники через изгиб, кривизна изгиба стремится сжать проводники вместе.

    Однако, если вы протягиваете одно- или двухжильный кабель, многожильный кабель с общей оболочкой или многожильный кабель без оболочки, состоящий из тройного или четырехжильного проводника, вам, вероятно, не нужно беспокоиться о защемлении.

    Используйте следующую формулу для определения вероятности заклинивания. Используйте внутренний диаметр дорожки качения и внешний диаметр отдельного проводника:

    1.05 x (D ÷ d)

    Постоянный коэффициент 1,05 отражает тот факт, что изгибы на самом деле имеют овальную форму на виде в разрезе.

    • Если значение меньше 2,5, проблем с заклиниванием не будет.
    • Если значение меньше 3,0, но больше 2,8, очень возможно заклинивание.
    • Если значение больше 3,0, проблем с заклиниванием не возникнет.

    Примечание : Не допускайте заклинивания от 2,8 до 3,2 для силовых кабелей с экструдированным диэлектриком типа MV.

    Используя значения внутреннего диаметра дорожки качения и внешнего диаметра отдельного проводника из примера, вы получите следующее значение:

    1,05 x (D ÷ d)
    1,05 x (5,07 дюйма ÷ 1,60 дюйма)
    = 3,33

    Поскольку в результате этого вычисления получается число больше 3.0, у вас, вероятно, не возникнет проблемы с глухим.

    Проводникам тоже нужен запас по высоте

    Не забывайте, что у вас также должен быть достаточный зазор между самым верхним проводником и верхней частью дорожки качения, чтобы обеспечить безопасное и легкое вытягивание. Для прямой тяги у вас может быть зазор всего дюйма, и вы при этом будете в безопасности. Для более сложных вытяжек у вас должно быть от ½ дюйма до 1 дюйма

    Используйте уравнения из , таблица 2, (которые основаны на наихудших сценариях), чтобы найти безопасный зазор для данной кабельной дорожки и положения кабеля.

    Таблица 2 . Уравнения зазора.

    Обратите внимание, что эти уравнения включают увеличение на 5% (коэффициент 1,05) для компенсации отклонений в диаметрах кабеля и дорожки качения, а также овальной формы секций дорожки качения на изгибах. Однако, поскольку проводники в данном примере будут находиться в положении подставки, вам не нужно будет проверять зазор , а не .

    Расчет тягового усилия

    Теперь, когда вы проверили большинство факторов, влияющих на протягивание кабеля, пора приступить к расчету растягивающего натяжения, используя следующее уравнение:

    T = Д x Ш x Ш x Ш

    где T - общее растягивающее натяжение (фунты), L - длина (футы) кабельного фидера, который вы протягиваете, w - общий вес (фунт / фут) проводов, f - коэффициент трения (обычно 0 .5 для условий с хорошей смазкой), а W - коэффициент поправки на вес. (См. , Таблица 3 , где указаны коэффициенты трения для различных конфигураций дорожки качения / кабеля.)

    Таблица 3. Коэффициенты трения дорожки качения / конфигурации кабеля.

    Предполагая, что вы тянете от точки A к точке H, вам следует начинать расчет поэтапно. См. Таблица 4 для получения информации о множителях изгиба.

    Таблица 4. Множители натяжения для различных радиусов изгиба.Примечание. Эти множители основаны на коэффициенте трения 0,5. Если коэффициент трения равен 1,0, вы должны возвести множитель в квадрат. Если коэффициент трения равен 0,75, вы должны поднять множитель в 1 1/2 степени.

    Шаг 1: T A-B = 10 футов x 6,6 фунта / фут x 0,5 x 1,28
    T A-B = 42 фунта

    Шаг 2: T A-C = T A-B Множитель изгиба на 90 °
    T A-C = 42 фунта x 2,2
    T A-C = 92 фунта

    Шаг 3: T C-D = 75 футов x 6.6 фунтов / фут x 0,5 x 1,28
    T C-D = 317 фунтов

    Шаг 4: T A-D = T A-C + T C-D
    T A-D = 92 фунта + 317 фунтов
    T A-D = 409 фунтов

    Шаг 5: T A-E = T A-D x множитель изгиба 90 °
    T A-E = 409 фунтов x 2,2
    T A-E = 900 фунтов

    Шаг 6: T E-F = 635 футов x 6,6 фунта / фут x 0,5 x 1,28
    T E-F = 2682 фунта

    Шаг 7: T A-F = T A-E + T E-F
    T A-F = 900 фунтов + 2682 фунтов
    T A-F = 3582 фунтов

    Шаг 8: T A-G = T A-F x множитель изгиба 90 °
    T A-G = 3582 фунта x 2.2
    T A-G = 7 880 фунтов

    Шаг 9: T G-H = 30 футов x 6,6 фунт / фут x 0,5 x 1,28
    T G-H = 127 фунтов

    Шаг 10: T A-H = 7880 фунтов + 127 фунтов
    T A-H = 8007 фунтов

    Основываясь на правильных расчетах, вам понадобится примерно 8000 фунтов растягивающего усилия, чтобы протянуть проводники 15 кВ, но вы еще не закончили.

    Кабели чувствительны к давлению на их стенки

    Последним этапом процесса протяжки кабеля является определение того, повлияет ли растягивающее натяжение на предел давления на опору боковой стенки проводника.Когда вы протягиваете кабель или отдельные проводники через изгиб дорожки качения или вокруг шкива, между кабелем или стенкой проводника и изгибом или шкивом возникает давление подшипника на боковую стенку (SWBP).

    Это давление оказывает очень сильное влияние на конструкцию системы кабельных каналов питателя, поскольку оно напрямую связано с радиусами изгибов, растягивающим натяжением и весом кабеля или проводов. В большинстве случаев вы можете опустить этот весовой коэффициент при расчете SWBP, потому что он относительно невелик по сравнению с растягивающим усилием.

    Обычно SWBP выражается в единицах напряжения вне изгиба (фунты), деленного на радиус изгиба (футы). Расчетный результат - это единица силы на единицу длины. Используйте уравнения в , Таблица 5 , чтобы найти SWBP для различных конфигураций кабеля / кабельных каналов и изгибов с определенным радиусом.

    Таблица 5. Уравнения давления в опоре на боковую стенку (SWBP). Если вы протягиваете многожильный кабель, используйте уравнение для одножильного кабеля. Из таблицы 5 видно, что по мере увеличения радиуса изгиба на SWBP уменьшается на .Кроме того, каждое уравнение определяет конкретный проводник в каждом положении проводника, который будет испытывать максимальную силу раздавливания:

    • Положение люльки: центральный провод.
    • Позиция ромба: самый нижний провод.
    • Треугольное положение: два нижних провода.
    Рекомендуемые пределы SWBP для различных типов и конструкций кабелей см. В таблице Таблица 6 . Таблица 6. Рекомендуемые пределы SWBP для различных типов и конструкций кабелей.

    Эти ограничения можно использовать при проектировании системы дорожек качения. Например, если проект предусматривает протягивание трех одножильных проводников из сшитого полиэтилена 600 В вокруг изгиба, а расчет растягивающего натяжения дает значение 3600 фунтов, то минимальный радиус изгиба будет составлять 3600 фунтов, разделенных на 1200 фунтов / фут, или 3 фута. Убедитесь, что три изгиба на 90 ° имеют достаточный радиус, чтобы ограничить SWBP на проводниках до 750 фунтов.

    Поскольку натяжение T A-C (92 фунта) относительно невелико, вы можете использовать стандартные колена и не беспокоиться о превышении предела SWBP в 750 фунтов.Напряжение T A-G , однако, другое дело - совершенно необходимо, чтобы вы не превышали предел SWBP в 750 фунтов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *