Как рассчитать сечение кабеля по мощности и длине: Калькулятор сечения кабеля (провода) по длине, мощности и току / Калькулятор / Элек.ру

таблица, как рассчитать сечение кабеля

Любой специалист, который часто работает с установкой электрических кабелей, должен знать основные правила расчета их сечения. В бытовых условиях не каждый мужчина обладает такими знаниями, поэтому во время проведения домашнего ремонта или замены старой проводки на новой на различных электроприборах нужно следовать определенным условиям. Далее мы расскажем вам всё о правилах выбора того или иного сечения, а также подробный расчёт его по мощности и току, а также по длине.

Виды проводки

Перед процедурой расчета сечения кабеля, необходимо определиться с материалом, из которого он будет изготовлен. Это может быть алюминий медь или гибрид — алюмомедь. Мы подробно расскажем и характеристики каждого изделия, а также их достоинствах и основных недостатках:

• Алюминиевая проводка. В сравнении с медной, ее приобрести можно по более низкой цене. Она значительно легче. Также ее проводимость практически в 2 раза меньше, чем у проводки из меди. Причиной этому является возможностью окисления в течение некоторого времени. Стоит отметить, что такой тип проводки требуется через какое-то время заменять, так как она постепенно будет терять свою форму. Запаивание алюминиевого кабеля можно проводить самостоятельно без помощи специалиста;
• Медная проводка. Стоимость такого изделия в несколько раз превышает алюминиевый кабель. При этом, по мнению экспертов, ее отличительной чертой является эластичность, а также существенная прочность. Электрическое сопротивление в ней достаточно небольшое. Запаивать такое изделие достаточно легко;
• Алюмомедная проводка. В ее составе большая часть отведена алюминию, и только 10–30 % составляет медь, которая покрыта снаружи термомеханическим методом. Именно по этой причине проводимость изделия чуть меньше медного, но при этом больше алюминия. Его можно приобрести меньшей стоимость, чем медный провод. В течение всего периода эксплуатации, проводка не будет терять форму и окисляться.

Именно такой тип проводки рекомендуют использовать взамен алюминиевой. При этом неё диаметр должен быть точно такой же. В том случае, если вы меняете на медь, то такое соотношение должно быть 5:6.

Если выбор сечения проводов необходимо для прокладывания в бытовых условиях, то эксперты рекомендуют использовать многожильные провода. В таком случае они гарантируют вам гибкость.

Как правильно выбрать сечение кабеля по мощности

Выбор сечения кабеля по мощности осуществляется очень аккуратно. Для начала необходимо найти технические характеристики устройства, к которому требуется подобрать кабель. Их можно найти:

• На самом приборе. Чаще всего характеристики прописаны на специальных наклейках или штильдиках, которые прикрепляются на аппарат;
• В инструкции по применению. На главной странице производитель нередко расписывает его параметры;
• В специальном паспорте.

Как такового слова «Мощность» на нём найти можно редко, поэтому определить ее можно по обозначению единицы измерения. Для этого также существуют определенные правила:

• Если устройство было произведено в российской, белорусской или украинской компании, то после значения будет обязательно стоять «Вт» или «кВт», так как мощность измеряется в ваттах или киловаттах;
• На оборудовании, которое производится на территории европейских, азиатских или американских организациях , обозначение мощности — W. В том случае если вам необходимо определить потребляемую мощность, а в большинстве случаях требуется именно она, то нужно искать слова TOT, реже TOT MAX.

Только после того, как вы определили мощность вашего устройства, можно начинать выбор сечения проводки. Стоит отметить, что для удобства необходимо, чтобы все единицы измерения мощности были одинаковыми, то есть если вы планируете рассчитывать в ваттах, то и все остальные параметры мощности должны быть переведены в них.

Для того чтобы подобрать сечение, нужно воспользоваться специальной таблицей.

Пользоваться ей нужно следующим образом:

• Соотнесите значение найденной мощности аппарата со значением в соответствующем столбике. Она может быть чуть больше или совпадать с мощностью вашего устройства. При этом не забывайте определить, сколько фаз в вашей сети, так как она может быть:
  1. Однофазной, в таком случае стандартом является 220 В;
  2. Для трехфазной норма является 380 В.
• После этого нужно смотреть соответствующее ей определение в самом первом столбике. Здесь обозначается необходимые сечения проводки для мощности вашего устройства.

Для правильного расчета используется таблица подбора сечения кабеля.

Последствия неправильного выбора сечения кабеля

Многие не понимают, для чего необходимо выбирать сечение кабеля для будущих операций. В случае неправильного подбора по мощности, ваше устройство и кабель будут сильно перегреваться. Первое время это заметно не будет, но как только это достигнет максимального значения, кабель начнёт плавиться, что в последствие приведет к возгоранию:

• Как отмечают специалисты, пожары, источником которых является электрический прибор, являются самыми распространёнными;
• Это может привести не только к выходу из строя одного вашего бытового устройства, но и всех остальных, которые были подключены к источнику электричества;
• В редком случае устройство будет работать после замены кабеля. Даже на это вам придется выложить большую сумму денег. Чаще всего с самым рациональным методом является полная замена вашего устройства.

Расчет сечения электрического кабеля по мощности и току

Расчёт сечения электрического кабеля по мощности и току является первым способом, который мы рассмотрим. Для начала необходимо узнать все необходимые параметры и характеристики. В первую очередь — это поиск максимально потребляемого тока устройством. Все значения после этого нам необходимо сложить.

После это полученный результат необходимо произвести расчет сечения электрического кабеля по мощности и току по таблице, приведенной ниже:

В этом случае нам нужно найти приближённое значение в столбце, в котором прописан ток. В ней же можно узнать необходимое сечение кабеля.

В том случае, если в таблице нет равного значения, необходимо использовать близкое к нему по значению в большей степени.

Например, если максимальный ток вашего аппарата составляет 18 Вт, а в таблице только значения 16 Вт и 25 Вт, предпочтение необходимо отдать 25 Вт. В противном случае ваше устройство будет очень сильно перегреваться, что приведет к последствиям, описанным выше.

Обратите внимание! Согласно требованиям 7-ого издания Правил устройства электроустановок, провода из алюминия, сечение которых менее 16 мм²,  при монтаже использовать строго запрещено.

Расчет по мощности и длине

Расчет сечения кабеля по мощности и длине идеально подходит в том случае, если вы планируете использовать очень длинный кабель. Тогда значение его мощности, а также потребляемого максимального тока будет недостаточно для расчета.

Стоит отметить, что длинные кабели используют только в одном случае — для ввода электричества от электрического столба в жилое или нежилое помещение.

Для того чтобы наши расчёты были правильные, Вам необходимо узнать мощность, которая выделяется на само здание, а также точное расстояние от электрического столба до него. После этого для данных, определяющих сечение кабеля по мощности, используется таблица:

Как отмечают специалисты, даже при прокладке кабеля необходимо учитывать ее с некоторым запасом. Это необходимо сделать по некоторым причинам:

• Случаи сечения кабеля будет чуть меньше, что будет спасать устройство и изоляцию кабеля от перегревания;
• Если вам потребуется к устройству подключить дополнительные аппараты, то кабель, который был выбран запасом, может это позволить. В противном случае вам придется вкладывать дополнительных усилий, например, заменять полностью проводку.

Видео по теме

Сечение кабеля по мощности, выбор по таблице. Расчет сечения кабеля по мощности.

Привет. Тема сегодняшней статьи «Сечение кабеля по мощности«. Эта информация пригодиться как в быту, так и на производстве. Речь пойдет о том, как произвести расчет сечения кабеля по мощности и сделать выбор по удобной таблице.

Для чего вообще нужно правильно подобрать сечение кабеля?

Если говорить простым языком, это нужно для нормальной работы всего, что связано с электрическим током. Будь-то фен, стиральная машина, двигатель или трансформатор. Сегодня инновации не дошли еще до безпроводной передачи электроэнергии (думаю еще не скоро дойдут), соответственно основным средством для передачи и распределения электрического тока, являются кабели и провода.

При маленьком сечении кабеля и большой мощности оборудования, кабель может нагреваться, что приводит к потере его свойств и разрушению изоляции. Это не есть хорошо, так что правильный расчет необходим.

Итак, выбор сечения кабеля по мощности. Для подбора будем использовать удобную таблицу:

Таблица простая, описывать ее думаю не стоит.

Теперь нам нужно рассчитать общую потребляемую мощность оборудования и приборов, используемых в квартире, доме, цехе или в любом другом месте куда мы ведем кабель. Произведем расчет мощности.

Допустим у нас дом, выполняем монтаж закрытой электропроводки кабелем ВВГ. Берем лист бумаги и переписываем перечень используемого оборудования. Сделали? Хорошо.

Как узнать мощность? Мощность вы сможете найти на самом оборудовании, обычно имеется бирка, где записаны основные характеристики:

Мощность измеряется в Ваттах ( Вт, W ), или Киловаттах ( кВт, KW ). Нашли? Записываем данные, затем складываем.

Допустим, у вас получилось 20 000 Вт, это 20 кВт. Цифра говорит нам о том, сколько энергии потребляют все электроприемники вместе. Теперь нужно подумать сколько вы будете использовать приборов одновременно в течении длительного времени? Допустим 80 %. Коэффициент одновременности в таком случае равен 0,8 . Делаем расчет сечения кабеля по мощности:

Считаем:

20 х 0,8 = 16 (кВт)

Чтобы сделать выбор сечения кабеля по мощности, смотрим на наши таблицы:

=»nofollow»>

Для трехфазной цепи 380 Вольт это будет выглядеть вот так:

Как видите, не сложно. Хочу также добавить, советую выбирать кабель или провод наибольшего сечения жил, на случай если вы захотите подключить что-нибудь еще.

Похожие записи:

Полезный совет: если вы вдруг оказались в незнакомом районе в темное время суток. Не стоит подсвечивать себе дорогу сотовым телефоном

На этом у меня все, теперь вы знаете как подобрать сечение кабеля по мощности. Смело делитесь с друзьями в социальных сетях.

Как вам статья? Подписывайтесь на новости!

Как рассчитать сечение кабеля по мощности

Во многих магазинах можно приобрести самые разные типы электрических кабелей. Во время покупки важно правильно подобрать сечение кабеля. Приобретение слишком толстого кабеля негативно отразится на бюджете, а использование тонкого может привести к возгоранию проводки или к короткому замыканию. Определить сечение можно по нагрузке и длине.

Расчет сечения по мощности

Каждый электропровод имеет номинальную мощность, которую он выдерживает во время работы электроприборов. Если устройства будут обладать большей мощностью, чем может выдержать проводка, система перестанет работать.

Перед тем как рассчитать сечение кабеля по мощности, необходимо определить характеристики каждого электрического прибора, используемого в доме. Сложив мощность всех приборов можно получить мощность, которую должен выдерживать приобретаемый электропровод. Стоит отметить, что полученный показатель необходимо умножить на 0,8. Он обозначает, что в доме будет работать только 80 процентов всех устройств. Например, пылесос используется реже, чем электрический чайник или телевизор, поэтому не обязательно иметь электропровод, который выдерживает все приборы одновременно.

После определения общей мощности можно соотнести полученные данные с параметрами проводов, которые указаны в таблицах. В пример можно привести расчет сечения кабеля при общей мощности приборов, равной 13 кВт. Это значение нужно умножить на 0,8, в результате чего получится 10,4. В таблице данное значение будет соотноситься с размером профиля 6 мм при условии, что сеть однофазная. Если же она трехфазная, необходимо выбрать электропровод, сечение которого составляет 1,5 мм. Таким образом, определить необходимое сечение провода по мощности достаточно легко.

Типовые сечения проводников для электромонтажа

При выборе электропровода стоит рассмотреть несколько распространенных типов профилей:

1. В частных домах устанавливается медный проводник 2,5 кв.мм.
2. Для подключения устройств, предназначенных для освещения дома, выбирается медный кабель, разрез которого составляет 1,5 кв. мм.
3. Для однофазных варочных поверхностей сечение должно составлять 3х6 кв.мм. Если же плита трехфазная, используется проводник 5х2,5 кв.мм или 5х4. Выбор зависит от мощности.
4. Для остальных устройств проводники выбираются по мощности. Также на выбор влияет и способ подключения. Если мощность устройства составляет более 3,5 кВт, то используется кабель 3х4 и подключение происходит через клеммы. В случае, когда мощность меньше указанного параметра, применяется проводник сечением 3х2,5, а подключение происходит через стандартную розетку.

Чтобы правильно выбрать кабельное сечение, необходимо знать о некоторых важных моментах. Например стоит помнить, что для подключения розеток выбирается сечение 2,5 кв.мм, но при этом устанавливается автомат с номинальным током не 20А, а 16. Это связано особенностями розеток.

Если же электропровод используется для освещения, необходимо выбирать изделия сечением 1,5 кв.мм. Также необходимо учитывать, что внутри зданий нельзя использовать алюминиевую проводку.

Когда необходим расчет сечения

Расчет размера профиля провода выполняется в быту и в промышленности.  В бытовых условиях расчет размера профиля проводника необходим при изготовлении удлинителей на достаточно большие расстояния. Чаще всего при прокладке проводников в квартирах и домах расчеты не производятся.

При прокладке линии стоит с каждого края оставлять примерно 15 см на коммутацию и подключение проводов. В бытовых условиях сначала на поверхности, на которой будет прокладываться проводник, ставятся отметки в мессах расположения выключателей и розеток. После этого и происходит определение длины и сечения кабеля.

В промышленности расчет производится во время проектирования промышленных сетей. Выполнение расчетов в таком случае является неотъемлемой частью процесса, если устанавливаемый кабель будет испытывать длительные нагрузки.

Стоит отметить, что проводники имеют определенный показатель сопротивления, которое способствует появлению потерь во время прохождения тока. На данную величину влияет несколько факторов:

1. Размер профиля проводника. Чем меньше этот параметр, тем большими будут потери.
2. Материал.
3. Длина. Чем она больше, тем большими будут потери  в сети.

Допустимое значение падения напряжения может составлять 5%. Если этот показатель больше, необходимо выбрать проводник с увеличенным профилем.

Если сечение меньше требуемого

В некоторых случаях сечение выбранного проводника является заниженным и не соответствует потребляемой мощности. Такие ситуации являются самыми опасными, так как это может привести к поломкам электрического оборудования и даже к пожару.

В пример можно привести использование электрического водонагревателя, мощность которого составляет 3 кВт, при установленном кабеле, выдерживающем только 1,5 кВт. При включении указанного прибора электропровод начнет сильно нагреваться, что в итоге приведет к повреждению изоляции. Постепенно покрытие разрушится полностью и произойдет замыкание.

Если сечение больше требуемого

В случае, когда электропровод выбран с большим сечением, чем необходимо, никаких проблем с проводкой не возникает. Но стоит отметить, что приобретая электропровод с большим сечением, вы тратите большое количество денег зря. Если покупается кабель, сечение которого рассчитано на большую мощность, чем необходимо, можно впустую потратить в несколько раз больше, чем во время выбора нужного проводника.

Выполнив расчет сечения кабеля можно сэкономить:

1. На закупке проводов, так как их стоимость увеличивается с сечением. При неправильном выборе сечения разница в конечной цене может быть значительной.
2. На приобретении устройств защиты и автоматических выключателей. Чем больше ток срабатывания устройства, тем выше стоимость устройств.

Именно поэтому важно рассчитывать сечение кабеля по мощности и длине.

Отличие кабеля от провода

Прежде чем выбрать сечение проводника стоит понять, чем отличается кабель от провода. Провод представляет собой одну проводящую жилу или набор проводников, который изолирован в оболочку. Кабель же представляет собой несколько таких проводов, которые объединены в единое целое.

Стоит помнить, что рассчитывается сечение провода как одного элемента. Кабель является лишь соединением нескольких проводов в единое целое, поэтому рассчитывать размер его профиля не нужно.

Какой провод выбрать

Во время монтажа электрической системы обычно применяются провода и кабели марки ПВС, ППВ и АППВ. В данный список входят как моножильные, так и гибкие изделия. Во время выбора стоит точно знать об условиях их использования.

Более распространенными являются одножильные изделия, так как они имеют меньшую стоимость. При этом подключение светильников, розеток и выключателей происходит быстрее, чем при использовании гибких изделий.

Во время выбора стоит помнить и о том, что одножильные провода легче подвергаются обжиму клеммами или сварке. Также особенностью одножильного проводника является сохранение формы при установке в штробу или короб. При этом такие провода являются более прочными. Именно поэтому многие выбирают такой тип проводов при создании электропроводки дома.

Если же говорить о многожильном проводе, то стоит отметить такие его особенности, как:

1. Простота укладки в коммутационные коробы. Также подобный вид проводов легче закрепить при подсоединении розеток и  выключателей. Именно поэтому многие электрики рекомендуют такой тип изделий.
2. Надежность контактов при использовании профессионального оборудования, необходимого для опрессовки. Если установку производит специалист, о надежности соединения можно не волноваться. Если же проводка устанавливается неопытным человеком, все действия стоит производить только после тщательного изучения данного процесса.
3. Поверхностная проводимость. Это означает, что ток при провохжении по проводнику распределяется по нему неравномерно. При прохождении по проводнику он вытесняется к поверхности. Стоит отметить, что суммарное значение площади поверхности нескольких проволок больше, чем одной жилы, поэтому проводимость кабеля является большей.

В любом случае во время покупки стоит основываться на рассчитанном сечении провода. Учтя описанные факторы, правильно подобрать провод сможет даже человек, не имеющий опыта работы с электрическими проводниками.

таблица, формулы, фото, видео разбор ошибок, допускаемых при выборе кабеля

Автор Aluarius На чтение 8 мин. Просмотров 466 Опубликовано 26.11.2015

Расчет производственных электрических сетей проводится на основе нескольких технических показателей. Но когда дело доходит до бытовых линий, то обычно берется за основу один параметр – это мощность бытовых приборов и освещения. Поэтому расчет кабеля по мощности – единственно правильный метод грамотно собрать электрическую разводку дома. Конечно, придется учитывать и длину каждого шлейфа, ведь современные частные дома – это иногда целые дворцы, где проложено километры кабеля. Но в основе расчета все равно лежит мощность.

Начнем с того, что мощностные характеристики бытовых приборов можно обнаружить на самих приборах или в сопроводительной документации к ним (паспорт, инструкция и так далее). Обратите внимание, что на некоторых приборах указываются две величины: среднее значение мощности и максимальное. Для расчета необходимо именно второе.

Необходимо отметить, что некоторые бытовые приборы работают в разных режимах. К примеру, стиральная машина может потреблять всего лишь несколько десятков ватт в режиме полоскания, или сотни ватт в режиме стирки, ну и несколько киловатт в режиме нагрева воды и кипячения. То есть, в определенный момент машинка потребляет разную мощность. Определить, в какой точно момент будет производиться стирка с кипячением, никто не может, поэтому для того, чтобы произвести правильный подбор кабеля, необходимо взять за основу именно максимальный показатель мощности.

Кстати, точно также придется рассчитывать и электрическую проводку для кондиционера. Ведь этот прибор будет при режиме простой вентиляции потреблять всего лишь 50-60 ватт, а при кондиционировании 1,0-1,0 кВт.

Параметры для проведения расчета

Запомните один момент – электрическая сеть дома разбивается на участки (шлейфы), в которых необходимо провести расчет по отдельности. Плюс рассчитать сечение провода общего, подводящего к дому. Все дело в том, что количество бытовых приборов и источников света в разных комнатах будет отличаться. К примеру, на кухне их будет больше, в прихожей кроме освещения вообще ничего нет. К тому же современный подход к электроразводке требует разделения участков в комнатах на две группы: освещение и розетки. То есть, к каждой группе будет вести свой отдельный провод.

Давайте рассмотрим, как правильно провести расчет сечения кабеля по мощности в одной комнате, где используется несколько бытовых приборов. Итак, вводные данные.

• Максимальная суммарная нагрузка всех потребителей. Как уже было сказано выше, эти показатели можно найти в паспорте изделия или на бирках самого прибора. Если ни того, ни другого не осталось, то единственная вам дорога – это Интернет. Сегодня в сети много сайтов, предлагающих таблицы с параметрами мощности каждого бытового прибора. Так что это сегодня не проблема.
• Напряжение сети. Это или 220 вольт, или 380 вольт.
• Материал, из которого изготовлен электрический провод. В принципе, разнообразие здесь небольшое, всего лишь две позиции: медь или алюминий. Не будем вдаваться в подробности, таблица соотношения сечения кабеля и материала в Интернете тоже есть. Единственное отметим, что при одинаковой мощности потребления можно устанавливать медный кабель меньшего сечения по сравнению с алюминиевым.

Расчет сечения

Итак, в первую очередь необходимо просуммировать мощности всех бытовых приборов. Это совсем просто, можно сделать даже в уме. К примеру, результат будет равен 7,5 кВт. Кстати говоря, это средняя величина нагрузки в большинстве городских квартир. Буквально лет так двадцать тому назад этот показатель не превышал 5 кВт. Все дело в росте количества используемых нами бытовых приборов. Теперь переходим к реализации выбора материала электрического провода. Сравнивая по таблице, можно сделать вывод, что в случае с медным кабелем значение сечения будет равно 4 мм², с алюминиевым – 6 мм². При этом медный сечением 4 мм² может выдержать нагрузку до 8,3 кВт, алюминиевый до 7,9 кВт. То есть, уже заложен определенный запас прочности, что повышает надежность эксплуатации электрической разводки.

Внимание! В независимости от того, что запас по мощности уже определен, рекомендуется сечение кабеля брать чуть больше (до следующего показателя). Это делается на будущее, ведь есть большая вероятность, что в доме появятся новые бытовые приборы, который увеличат суммарную нагрузку на сеть.

Теперь, что касается трехфазной сети. Во многих частных домах подводится именно три фазы, да и в некоторых городских квартирах они также присутствуют. В принципе, что такое трехфазная сеть? Это три фазы и ноль. То есть, получается так, что в дом заходит срезу три однофазные сети. Все расчеты, связанные с мощностью и сечением провода, проводятся точно так же, как с однофазной сетью. Правда, есть одно жесткое требование – распределить общую нагрузку нужно равномерно по фазам. Все тот же пример, где потребляемая мощность дома составляет 7,5 кВт. Так вот данный показатель на каждой фазе должна быть по 2,5 кВт.

О чем это говорит? Вспоминайте наш пример, где было рассчитано сечение кабеля на однофазную сеть при нагрузке 7,5 кВт. Было определено, что оптимальный вариант для этого – медный провод сечением 4 мм². Так как общая нагрузка сети разбита на три фазы, то соответственно на каждую из них необходим провод, сечение которого соответствует мощности 2,5 кВт. А это – 1,5 мм².

Зависимость площади электрического провода от его длины

Обычно сечение провода рассчитывается по мощности и длине. То есть, чем длиннее проводка, тем больше потерь по мощности в виду того, что металлический провод имеет сопротивление. И оно возрастает по мере увеличения длины кабеля.

Так как в частных домах шлейфы электрической проводки не столь длинные, то этим расчетом можно пренебречь. В промышленности все по-другому, зависимость длины кабеля и сечение через потери мощности явные. Поэтому для информации рассмотрим такой расчет для однофазной сети.

Дадим вводные данные, где определим общую потребляемую мощность, равную 3,8 кВт. После чего необходимо определить силу току, протекающую по этой сети. Ее находим по формуле:

I=(P/U)* cosφ, где

• I – сила тока.
• P – мощность.
• U – напряжение.
• cosφ – для бытовых сетей равен «1».

Из расчета получается, что сила тока будет равна 17,3 А. Теперь нам понадобятся таблицы из правил ПУЭ. Таблица номер 1.3.4 и номер 1.3.5, в которых показана зависимость сечения кабеля от силы тока. Здесь разбивка идет по металлу, из которого провод изготовлен. В бытовых сетях чаще всего используется медный, поэтому сечение будет равно 1.5 мм².

Теперь надо рассчитать сопротивление, которое, как было сказано выше, зависит от длины кабеля. Сопротивление рассчитывается вот по этой формуле:

R = p·L/S, где

• R – это сопротивление.
• P – это значение удельного сопротивления, которое зависит от материала (медь – 0,0175 Ом*мм²/м или алюминий – 0,0281).
• S – площадь сечения.
• L – показатель длины кабеля.

К примеру, величина длины кабеля равна 20 м, значит, сопротивление будет равно 0,232 Ом. Но придется учитывать тот факт, что однофазная сеть – это длина фазы плюс длина нулевого контура. А так как эта формула рассчитывает только сопротивление фазного контура, то общее сопротивление электрической сети надо удвоить. Получаем 0,464 Ом.

Далее, производится расчет потерь напряжения по формуле: dU = I·R, где

• dU – потери напряжения.
• I – сила тока.
• R – сопротивление.

По нашим расчетам получается, что потери составляют 8,02 вольт. Это на двадцать метров длины кабеля. Затем необходимо найти процентное соотношение потерь от номинального напряжения сети.

Внимание! Если это соотношение не превышает 5%, то выбранный вами кабель может быть использован в электрической сети дома с нагрузкой, заложенной в расчет.

Итак, считаем соотношение: (8,02/220)*100=3,65%. То есть, все наши расчеты относительно длины кабеля и его площади при заданном параметре мощности были верны. Кстати, измерить необходимую длину провода можно, используя специальный прибор – счетчик длины. Это и просто, и очень удобно.

Заключение по теме

Итак, нами были рассмотрены два расчета, где присутствовала взаимосвязь между сечением кабеля и мощностью потребляемой сети, в которой он будет устанавливаться. А также было выведено соотношение длины кабеля и его площади. В принципе, сложности с мощностью нет никакой. Определить сечение по данному параметру достаточно просто. Расчет относительно длины кабеля немного сложнее. Но если разобраться с ним, то и его можно осилить самостоятельно. Правда, придется ознакомиться с ПУЭ, где заложены необходимые для расчета таблицы.

Рассчитываем сечение проводов и кабелей по току и мощности с таблицами

При устройстве электропроводки необходимо заранее определить мощности потребителей. Это поможет в оптимальном выборе кабелей. Такой выбор позволит долго и безопасно эксплуатировать проводку без ремонта.

Кабельная и проводниковая продукция весьма разнообразна по своим свойствам и целевому назначению, а также имеет большой разброс в ценах. Статья рассказывает о важнейшем параметре проводки – сечении провода или кабеля по току и мощности, и как определить диаметр – рассчитать по формуле или выбрать с помощью таблицы.

Общая информация для потребителя

Токонесущая часть кабеля выполняется из металла. Часть плоскости, проходящей под прямым углом к проводу, ограниченная металлом, называется сечением провода. В качестве единицы измерения используют квадратные миллиметры.

Сечение определяет допустимые токи, проходящие в проводе и кабеле. Этот ток, по закону Джоуля-Ленца, приводит к выделению тепла (пропорционально сопротивлению и квадрату тока), которое и ограничивает ток.

Условно можно выделить три области температур:

• изоляция остается целой;
• изоляция обгорает, но металл остается целым;
• металл плавится от высокой температуры.

Из них только первая является допустимой температурой эксплуатации. Кроме того, с уменьшением сечения возрастает его электрическое сопротивление, что приводит к увеличению падения напряжения в проводах.

Однако, увеличение сечения приводит к увеличению массы и особенно стоимости или кабеля.

Из материалов для промышленного изготовления кабельной продукции используют чистую медь или алюминий. Эти металлы имеют различные физические свойства, в частности, удельное сопротивление, поэтому и сечения, выбираемые под заданный ток, могут оказаться различными.

Узнайте из этого видео, как правильно подобрать сечение провода или кабеля по мощности для домашней проводки:

Определение и расчет жил по формуле

Теперь разберемся, как правильно рассчитать сечение провода по мощности зная формулу. Здесь мы решим задачу определения сечения. Именно сечение является стандартным параметром, по причине того, что номенклатура включает как одножильный вариант, так и многожильные. Преимущество многожильных кабелей в их большей гибкости и стойкости к изломам при монтаже. Как правило, многожильные изготавливают из меди.

Проще всего определяется сечение круглого одножильного провода, d – диаметр, мм; S – площадь в квадратных миллиметрах:

Многожильные рассчитываются более общей формулой: n – число жил, d – диаметр жилы, S – площадь:

Диаметр жилы можно определить, сняв изоляцию и замерив диаметр по голому металлу штангенциркулем или микрометром.

Допустимая плотность электротока

Плотность тока определяется очень просто, это число ампер на сечение. Существует два варианта проводки: открытая и закрытая. Открытая допускает большую плотность тока, за счет лучшей теплоотдачи в окружающую среду. Закрытая требует поправки в меньшую сторону, чтобы баланс тепла не привел к перегреву в лотке, кабельном канале или шахте, что может вызвать короткое замыкание или даже пожар.

Точные тепловые расчеты очень сложны, на практике исходят из допустимой температуры эксплуатации наиболее критичного элемента в конструкции, по которой и выбирают плотность тока.

Таким образом, допустимая плотность тока, это величина, при которой нагрев изоляции всех проводов в пучке (кабельном канале) остается безопасным, с учетом максимальной температуры окружающей среды.

Таблица сечения медного и алюминиевого провода или кабеля по току:

В таблице 1 приводится допустимая плотность токов для температур, не выше комнатной. Большинство современных проводов имеют ПВХ или полиэтиленовую изоляцию, допускающую нагрев при эксплуатации не более 70-90°C. Для «горячих» помещений плотность токов необходимо снижать с коэффициентом 0.9 на каждые 10°C до температур предельной эксплуатации проводов или кабеля.

Теперь о том, что считать открытой и что закрытой проводкой. Открытой является проводка, если она выполнена хомутами (шинкой) по стенам, потолку, вдоль несущего троса или по воздуху. Закрытая проложена в кабельных лотках, каналах, замурована в стены под штукатурку, выполнена в трубах, оболочке или проложена в грунте. Также следует считать проводку закрытой, если она находится в распределительных коробках или щитках. Закрытая охлаждается хуже.

Например, пусть в помещении сушилки градусник показывает 50°С. До какого значения следует уменьшить плотность тока медного кабеля, проложенного в этом помещении по потолку, если изоляция кабеля выдерживает нагрев до 90°C? Разница составляет 50-20 = 30 градусов, значит, нужно трижды использовать коэффициент. Ответ:

Пример подсчета участка проводки и нагрузки

Пусть подвесной потолок освещается шестью светильниками мощностью по 80 Вт каждый и они уже соединены между собой. Нам требуется подвести к ним питание, используя алюминиевый кабель. Будем считать проводку закрытой, помещение сухим, а температуру комнатной. Теперь узнаем, как посчитать силу тока сечения провода по мощности медного и алюминиевого кабелей, для этого используем уравнение, определяющее мощность (сетевое напряжение по новым стандартам считаем равным 230 В):

Используя соответствующую плотность тока для алюминия из таблицы 1, найдем сечение, необходимое для работы линии без перегрева:

Если нам нужно найти диаметр провода, используем формулу:

Подходящим будет кабель АППВ2х1.5 (сечение 1.5 мм.кв). Это, пожалуй, самый тонкий кабель, какой можно найти на рынке (и один из наиболее дешевых). В приведенном случае он обеспечивает двухкратный запас по мощности, т. е. на данной линии может быть установлен потребитель с допустимой мощностью нагрузки до 500 Вт, например, вентилятор, сушилка или дополнительные светильники.

Розетки на эту линию устанавливать недопустимо, так как в них может быть включен (а, скорее всего, и будет) мощный потребитель и это приведет к перегрузке участка линии.

Быстрый подбор: полезные стандарты и соотношение

Для экономии времени, расчеты обычно сводят в таблицы, тем более, что номенклатура кабельных изделий довольно ограничена. В следующей таблице приводится расчет сечения медного и алюминиевого проводов по потребляемой мощности и силе тока в зависимости от предназначения — для открытой и закрытой проводки. Диаметр получается как функция от мощности нагрузки, металла и типа проводки. Напряжение сети считается равным 230 В.

Таблица дает возможность быстро выбрать сечение или диаметр, если известна мощность нагрузки. Найденное значение округляется в большую сторону до ближайшего значения из номенклатурного ряда.

В следующей таблице сведены данные допустимых токов по сечениям и мощности материалов кабелей и проводов для расчета и быстрого выбора наиболее подходящих:

Рекомендации по устройству

Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.

Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.

Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.

Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.

Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.

В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.

В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.

Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.
Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего. Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.

Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:

Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.

Как рассчитать сечение провода по потребляемой мощности

В случае замены или прокладки электропроводки необходимо точно рассчитать параметры кабеля, который будет использоваться. Одним из ключевых параметров является сечение провода, которое определяет какую к проводу можно подключить нагрузку по мощности. Слишком слабый провод может не выдержать нагрузки, а с чрезмерно большим сечением обойдется в несколько раз дороже. Также надо учитывать, что чем меньше сечение жил, тем больше их электрическое сопротивление, так что еще обязательно надо учитывать длину провода и способ его укладки.

Что нужно знать

Если перерезать любой кабель, то под слоями изоляционного материала станет видна жила провода, которая и является проводником электрического тока. Когда провод перерезан (рассечен), то в месте среза жила видна как круг, площадь которого называется сечением жилы провода и замеряется в мм² (квадратных миллиметрах). Поэтому, выбирая оптимальное сечение провода, по сути, подбирается диаметр его токоведущих жил.

Так как токопроводящая часть кабеля металлическая, а изоляция из ПВХ, резины или подобных им материалов, то по уровню сопротивления нештатным ситуациям провода можно условно разделить на три уровня:

1. Токоведущая жила и изоляция сохраняют целостность. Т.е. перегрев провода произошел в допустимом пределе и ничего не произошло.
2. Изоляция плавится, но металл жилы остается без изменений. После устранения поломки дальнейшая эксплуатация такого провода невозможна – он требует обязательной замены.
3. Сгорание изоляции и плавление металлической основы. Обычно это последствие короткого замыкания.

Знать, как рассчитать сечение как раз и нужно, чтобы исключить второй и третий варианты, ведь кроме самого кабеля, для проводки подбираются защитные устройства, которые отключают линию при повышении силы тока.

Совет! При покупке недорогого провода, лучше проверить соответствие фактического и заявленного сечений токоведущих жил. Это можно сделать штангенциркулем или микрометром. Дело в том, что некоторые ТУ допускают погрешность не много ни мало – в 20-30% от номинала – если сечение провода по мощности будет рассчитано «впритирку», это грозит возгоранием.

Основы сортировки

Единственный способ качественно подобрать в квартиру или дом провод по сечению токоведущей жилы – знать какой мощности к нему будут подключаться приборы. Еще такой метод называют «по нагрузке», так как в электрических схемах все подключенные приборы рассматриваются как нагрузка или сопротивление.

Сначала необходимо определить мощность приборов. Это можно сделать несколькими способами:

1. найти в техническом паспорте устройства информацию о ней;
2. мощность указывается на самих приборах – обычно ее указывают на пластинах или стикерах из металла, хотя могут и просто нанести маркировку на корпус.
3. замерить силу тока при работе и высчитать мощность – экзотический способ, который применяется в исключительных случаях, когда нужны точные результаты.

Если прибор сделан в России, Украине или Беларуси мощность на нем всегда указывается как Вт (ватт) или кВт (киловатт). Если изделие европейского, азиатского или американского производства, буквой – W. Используемая нагрузка на таких устройствах обозначают как “ТОТ” или “ТОТ МАХ”.

Если не удалось точно установить мощность прибора, можно взять для расчета среднестатистические данные.

При этом следует помнить, что параметры в них указаны в большом диапазоне, а это значит, что выбранный по меньшему значению кабель может не соответствовать требованиям.

Это значит, что в таком случае надо учитывать максимально возможную мощность приборов и подобрать для них соответствующие сечения кабелей по потребляемой мощности. В противном случае кабель может перегреваться в процессе эксплуатации, вплоть до возгорания изоляции.

Как вычислить

Делая расчет сечения провода, нужно помнить простую закономерность – чем больше подключенные к нему устройства потребляют тока, тем больше должен быть диаметр жилы и массивнее сам провод. Легче всего сечение определить в однопроволочной жиле по следующей формуле:

Здесь d – означает диаметр жилы (мм), а S – искомая площадь сечения (мм²).

Чуть сложнее вычислять диаметр многопроволочной жилы – здесь надо измерить диаметр каждой отдельной проволочки и найти их среднее значение, тогда формула приобретает следующий вид:

Где n – обозначает число жил, d – средний диаметр, S – искомая площадь сечения. Также допускается измерить диаметр одной проволочки и умножить результат на их количество. Формула остается такой же, только d теперь будет не средний диаметр, а измеренный по одной проволочке.

Если подсчетов предвидится много, то рассчитать сечение провода можно при помощи специального калькулятора сечений кабелей онлайн, в который просто нужно внести все данные про число и диаметр токонесущей жилы и он выдаст результат.

Особенности сечения электропроводки из разных материалов

Проводка из алюминия, использовавшаяся еще в советское время, сейчас запрещена для монтажа внутренней электропроводки, но все еще применяется как самый бюджетный вариант, несмотря на сравнительно низкий срок эксплуатации и общую надежность. При перегревах она начинает крошиться, быстрее окисляется на воздухе и имеет меньшую электропроводность – это значит, что при одинаковом сечении проводов, медный способен пропустить через себя большее количество тока, чем алюминиевый.

Медный кабель обладает значительной прочностью и стойкостью к коррозии, поэтому если приходится менять всю проводку, то настоятельно рекомендуется использовать медную, тем более, что это прямое требование ПУЭ. Так как медный провод дороже алюминиевого, то знать подходящие значения сечения провода по мощности при его использовании будет существенной экономией для сметы.

При прокладывании скрытой проводки в домашних условиях лучше выбрать однопроволочный кабель, так как он проще в монтаже и не требует дополнительных действий.

Изначально рассчитанный на множественные изгибы многопроволочный имеет больший срок эксплуатации, но при подключении к нему розеток концы жил нужно будет залудить, так как со временем проволочки в жиле «утрясутся» и контакт ухудшится.

Чаще всего такие провода применяют для подключения к сети нестационарных приборов: фен, утюг, бритва и прочие.

Для стандартной проводки квартир, домов, коттеджей существует общий расчет. Согласно ему при продолжительной нагрузке в 25А применяют сечения провода по току (медный) 4,0 мм² и диаметром – 2,26 мм. В соответствии с этими расчетами, на линию устанавливается автоматический выключатель (автомат) который обычно монтируется во вводном щитке в месте ввода проводов в квартиру или дом.

Сечение кабелей при открытой или закрытой проводке

При движении токовых импульсов по проводнику он греется. Чем тока больше, тем сильнее тепло. Один и тот же ток, проходящий по проволоке разного диаметра, неоднозначно действует на выделение тепла. Чем меньше сечение, тем сильнее происходит нагревание от нагрузки.

Поэтому, если линия делается открытой, можно уменьшить сечение – взять менее сильные провода. В таком случае он быстрее остывает и изоляция не портится. При закрытом способе монтажа ситуация хуже – тепло уходит медленнее, и здесь уже нужен более сильный материал – провода большего сечения.

Конструкция проводки и покупка нужного количества расходных материалов, требует навыков проектирования. Надо будет выполнить следующие действия:

1. Нарисовать план квартиры или других помещений, где она планируется, и отметить будущие розетки и светильники.
2. Узнать мощность всех имеющихся устройств и домашней техники: ламп, обогревательных приборов, чайников, фенов и т. п. Это позволит остановиться на оптимальном варианте.
3. Измерить длину планируемой линии и сложить все собранные параметры вместе.
4. Выбрать марку кабеля. Для внутренней проводки лучше использовать плоский провод.
5. Купить необходимое количество.

Помимо этого, принимают во внимание, согласуется ли сечение провода по потребляемой мощности с его максимальной нагрузкой в данном проекте и с током защитных выключателей.

Общепринятая расцветка изоляции жил никак не зависит от их сечения и применяется только для удобства монтажа:

• синий – для нейтрали;
• желто-зеленый – заземление;
• белый, коричневый и прочие – фазные проводники.

Выключателей лучше устанавливать несколько и сразу их подписать: например «кухня», «спальня» и т. д. Линия освещения всегда проводится от вводного автомата отдельно и не зависит от розеток. Даже если в какой-то из них произойдет короткое замыкание, то без света дом не останется, да и в случае необходимости ремонт можно будет сделать с нормальным освещением, не пользуясь фонариком или свечами.

Дополнительные рекомендации:

• Всегда лучше подобрать сечение провода с запасом – экономия это хорошо, но она должна быть разумной, да и неизвестно, что туда потом будет включаться.
• В помещениях с повышенной влажностью весьма вероятно, что может понадобиться изоляция в два слоя.
• При покупке нужно уточнять допустимый диаметр изгиба провода, особенно это касается однопроволочных. Дело в том, что если просто перегнуть кабель, то в этом месте может ухудшиться проводимость, поэтому производители всегда указывают допустимый радиус изгиба, отталкиваясь от наружного диаметра всего кабеля. Чаще всего это значение равно 10-15.
• Кабеля из меди и алюминия не совмещаются и не соединяются обычным способом. Для их скрепления можно употреблять особые клеммники или шайбы (оцинкованные).

Как подсчитать параметры нужного кабеля

Если линия электропередачи внушительной длины (100 и больше метров), то все расчеты надо делать учитывая потери тока, что будут происходить непосредственно на кабель. В обязательном порядке это делается при проектировании электроснабжения домов. Все начальные данные заносят в проект заранее, для контроля и перестраховки их перепроверяют, используя норму мощности, выделенную на весь дом и протяженность от него до столба. Высчитать нужные параметры помогает следующая таблица:

Выбор подходящего сечения провода при монтаже электропроводки лучше делать с запасом. Если он будет, все новые приборы, появившиеся в квартире можно спокойно включать, не опасаясь перегрузки.

Если сечения не хватает, то выхода только два: замена проводки или отказ от одновременного использования мощной домашней техники.

Если срочно требуется удлинить розетку, а нужного провода рядом нет, можно воспользоваться различными кабелями, сцепив их параллельно друг другу. Такой метод не применяют постоянно, а прибегают к нему в моменты крайней необходимости, но если уж он и используется, а тем более для подключения мощного устройства, то нужно использовать провода одинакового сечения. Если и это требование не получается выполнить, то подсчитывая, выдержит ли провод, надо принимать во внимание только кабель меньшего сечения.

Перевод ватт в киловатты

При указании мощности для больших электроприборов используются такие единицы измерения как ватты и киловатты. Приставка «кило» обозначает, что число надо умножить на 1000, поэтому 1кВт = 1000 Вт, 5 кВт = 5000ВТ, 3 кВт = 3000Вт, а 1Вт = 0,001 кВт и т.д.

К приборам, которые потребляют настолько низкое количество тока, что даже его подбирать не нужно относятся:

• холодильник;
• зарядное устройство;
• телевизор;
• радиотелефон;
• ночники и торшеры.

Но если в эту же розетку будет подключаться, к примеру, обогреватель, то делать расчеты надо обязательно.

Выбор, какое сечение кабеля будет использовано, это самый важный компонент проекта любого электрической цепи, от помещения, до городских или производственных сетей. Правильный подбор обеспечивает электрическую, пожарную безопасность и экономичность бюджета проекта.

Полезные видео

Расчет сечения кабеля по току и мощности

Электричество передаётся конечному потребителю от электростанции или генератора посредством проводников проводов и кабелей. Какая разница между проводниками этих видов?

Кабель – несколько проводов в защитной герметичной оболочке, изолированных друг от друга. Герметичная оболочка в свою очередь покрывается в несколько слоев защитным покровом, оберегающим оболочку от механических повреждений и коррозии.

Провод – изделие, состоящее из одной и более жил, изолированных друг от друга, или одной и более скрученных между собой проволок, покрытое дополнительно в зависимости от условий прокладки оболочкой из металла, проволоки или волокнистого материала.

А сколько средств нужно потратить на изготовление этих проводников? Прямо сказать, немало. Одно дело, когда покупатель электроприбора платит за 1–2 метра, входящего в комплект кабеля, а кто заплатит за сотни километров линий электропередач, если потребитель оплачивает только стоимость использованной электроэнергии?

Вопрос риторический. Следовательно, при электрификации того или иного объекта каждый подрядчик старается сэкономить на тоннах меди или алюминия, желательно, чтобы экономия не отразилась на качестве поставляемой электроэнергии. Оптимальный способ – провести правильный расчёт сечения кабеля по мощности, длине, силе тока и используемому металлу, меди или алюминия. Это позволит осуществить оптимальный выбор кабеля для прокладки к нужному объекту или в своей квартире.

Значение сечения для производителей и потребителей электроэнергии

Какие последствия неправильного выбора сечения? Сечение – площадь поперечного разреза провода. Проводники одинаковой толщины могут иметь разную площадь. Если провод круглый — диаметр жилы делится на 2, радиус поднимается до квадрата и умножается на 3,1415. при других формах жилы кабеля сечение рассчитываются как площадь той геометрической фигуры, поперечный разрез которой имеет жила проводника, входящего в состав кабеля. Измеряется в мм2.

Существует 3 вида подбора сечения кабеля – для прокладки ЛЭП; для производственных цехов тяжёлой промышленности, для бытовых нужд. Остальные виды, так или иначе, связаны с вышеперечисленными, например, при подборе сечения кабеля для электротранспорта, руководствуются тем же принципом, что и для прокладки воздушной линии (далее — ВЛ), в частности, ЛЭП.

Основной критерий, по которому нужно выбирать кабель, это максимальная нагрузка на кабель, при которой он не перегревается. Чем меньше сечение, тем больше сопротивление, соответственно, проводник нагревается, вследствие чего теряется мощность и нарушается целостность изоляции. Если площадь поперечного разреза проводника больше, то повышается безопасность и срок эксплуатации кабеля, но и цена соответственно тоже!

Если прокладывать ЛЭП и другие электрокоммуникации с большим запасом сечения, то такие линии влетят в копеечку электрификатору. Поэтому перед тем как выбрать кабель оптимального сечения, его значение подбирают с таблицы сечения. Но таблицы выбора для того, чтобы определиться какой кабель подойдёт под прокладку в том или ином случае, мало. Перед тем как рассчитать сечение кабеля необходимо учесть все нюансы при укладке для тех или иных потребностей.

Начнём с глобального, чтобы закончить тривиальным

При расчёте сечения учитываются 3 основных параметра – плотность или сила тока, длина кабеля, материал проводника. Мощность – результат умножения силы тока на напряжение, а сопротивление зависит от материала и длины проводника. В некоторых случаях рассчитывать сечение кабеля по мощности не целесообразно. Об этом речь пойдёт ниже.

Расчёт сечения кабеля по длине крайне важен при прокладке ЛЭП. Чем длиннее провод, тем больше его сопротивление, соответственно, на отдалённых участках таких магистралей сила тока падает. Возникает вопрос, как могут функционировать ЛЭП длиной в 50 км и более, если когда рассчитывают сечение кабеля по мощности в таблице, то потеря тока на 50 км может превысить 60%? Остаётся единственный выход – напряжение.

Как известно, электрон, потоком которых и является электрический ток, имеет 2 природы: корпускулярную – двигается как материальное тело с заданной скоростью; волновую – передвигается в пространстве как электромагнитная волна со скоростью около 300000 км/с. То есть, если увеличить напряжение и уменьшить силу тока, то жилы с малым сечением можно прокладывать на любую длину! Казалось бы, что может быть проще. При помощи повышающего трансформатора поднять напряжение до 10 МВ., тогда при силе тока в 10 А можно обеспечить электричеством более 20000 потребителей!

Но на практике все обстоит иначе. Чтобы поднять напряжение до умопомрачительных величин нужно изолировать жилу абсолютным диэлектриком, который не пропускал  электромагнитные колебания, а такими материалами современная наука, увы, не располагает. На практике ЛЭП даже с напряжением в 10 кВ представляют нешуточную опасность для окружающих. Мало того что наводящееся напряжение скапливается на близнаходящихся металлических предметах, да ещё и электромагнитные волны создают помехи в радиусе десятков километров. Так что приходится делать выбор сечения кабеля по току и по длине проводников.

Важно! Чтобы проверить безопасность кабеля при данном сечении, кабель должен выдержывать нагрузку, выше номанальной на 10–15%, 30 минут. При передаче электричества, напряжение неизменно, а сила тока и длина жилы разные. Поэтому при прокладке ЛЭП проводится расчёт сечения кабеля по мощности и длине. А правильность выбора испытывается посредством токовых нагрузок кабелей.

Борцы за экологию, считающие, что воздушные линии электропередач должны отойти в прошлое, скорее всего не дождутся их повсеместного демонтажа. Причина кроется всё в том же сечении. Открытые коммуникации меньше греются, ведь атмосфера – природное охлаждение, да и ремонтировать ВЛ намного проще, чем подземные кабельные линии.

Материал проводника

Что предпочесть – алюминий или медь? По техническим характеристикам медь предпочтительнее, да и сечение медного кабеля при передаче одинаковой мощности меньше, но медь дороже, следовательно, ЛЭП с алюминиевыми проводами экономичнее.

Оборудование в тяжёлой промышленности потребляет большую силу тока, например, электросварочный аппарат, может потреблять ток в 200 и более А. Чтобы обеспечить бесперебойную работу данного оборудования на производственные предприятия прокладывают силовые кабели. Сечение силового кабеля может достигать 120 мм2 и более. Чтобы увеличить пропускную способность кабеля, часто используют многожильные изделия. Такое решение обосновывается таким явлением как скин-эффект – распределением тока в поверхностном слое проводника.

Целесообразно ли подбирать сечение кабеля по диаметру? Диаметр кабеля имеет неодинаковое сечение. Производитель проводниковой продукции указывает площадь поперечного разреза и номинальную нагрузку в амперах.

А теперь к мощности

Вот решили вы немного прибарахлиться и купить несколько мощных электроприборов. У вас в квартире, как говорится, старая проводка. Нужно решать какой кабель и на какую розетку прокладывать. Естественно, о выборе материала речь не идёт, это медь. Рекомендации ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), долгий срок службы и безопасность — основные преимущества меди. По каким показателям рассчитывать сечение для квартиры?

Поскольку длина особого значения не имеет, остаётся мощность и сила тока. Мощность, самый простой вариант расчёта. Открываем таблицу или онлайн калькулятор. Находим или вводим предполагаемое значение суммарной мощности электроприборов, которые будут работать одновременно, находим или рассчитываем сечение исходя из материала проводника. У нас медь. Казалось бы, на этом всё. Осталось вызвать специалистов и заказать или приобрести кабель нужной поперечной площади.

Вот и всё установлено. Осталось только запустить, к примеру, колодезный насос или токарный бытовой станок. И вдруг что-то начинает вонять! Ах да, это изоляция плавится! Дело в том, что в момент пуска электродвигателя, пусковая мощность в 5-7 раза превышает номинальную мощность. Так, что рассчитывать сечение по мощности целесообразно, только если не планируется использовать электродвигатель, номинальной мощностью более 3,5 кВт. Иначе сечение нужно подбирать по силе тока в момент запуска мощного агрегата. Этот параметр указан в руководстве к прибору.

Никогда не нарушайте золотое правило! Лучше выбрать сечение, большее чем нужно, чтобы остался запас для непредвиденных высоких нагрузок, способных повредить изоляцию кабеля.

Сечение кабеля высокого напряжения

Какую мощность и напряжение может передавать кабель на фото?

Это высоковольтный кабель. Судя по толщине изоляции из сшитого полиэтилена (белый материал), она составляет не менее 132 кВ или выше.

Edit: Согласно Reddit OP, кабель имеет медный провод площадью 1,750 мм². Это огромный кабель . (Все, что превышает 630 мм², является необычным; все, что превышает примерно 1200 мм², является специальным заказом, который кабельная компания обычно не делает.) Такой кабель может выдерживать примерно 1600 ампер. Предположим, что трехфазное напряжение 132 кВ, что составляет 365 МВА или около 292 мегаватт при коэффициенте мощности 0,80.

Вот аналогичный кабель, который у меня был на работе (я думаю) на 300 кВ. Он будет способен выдерживать не менее 100 ампер (возможно, намного больше) или около 100 МВт — достаточно, чтобы самостоятельно обеспечить энергией весь CBD города .

Почему он состоит из множества небольших кабелей? Что, если бы диаметр отдельных медных кабелей был немного больше?

Проводник многожильный, поэтому его можно сгибать при установке.Сплошной медный провод очень трудно согнуть.

Диаметр жил является компромиссом между стоимостью производства (меньшие провода требуют большего производства) и простотой установки. Нет особой причины для точного размера отдельных прядей.

Как выбрать правильный диаметр для данной комбинации напряжения / мощности?

Не вдаваясь в подробности расчетов сечения кабелей (существуют целые национальные стандарты по этой теме — см. AS / NZS 3008 Электрические установки — Выбор кабелей .)

Сначала , мы решаем, какое напряжение мы используем. В Австралии обычные напряжения для распределения составляют 11, 22, 33 кВ; общие напряжения для передачи 66, 132, 220, 300 кВ. Чем выше напряжение, тем толще требуется изоляция (XLPE).

Во-вторых, , мы решаем, какая токонесущая способность нам нужна. После некоторых расчетов мы можем определить, что схема должна выдерживать 100 ампер, чтобы удовлетворить спрос в настоящее время, учесть будущий рост нагрузки и немного увеличить мощность на случай непредвиденных обстоятельств.Чем больше токовая нагрузка нам нужна, тем больше должны быть медные проводники (мм²).

В-третьих, , мы определяем, в какой среде будет жить кабель. При протекании тока в кабеле выделяется тепло, а допустимая нагрузка по току кабеля ограничена его температурой. Кабель, проложенный в горячей среде, не может пропускать такой большой ток, пока не перегреется, поэтому мы должны использовать кабель большего диаметра, чем обычно.

Зная напряжение, допустимую нагрузку по току и условия установки кабеля, теперь мы можем выбрать необходимый размер кабеля.Мы бы сделали это со ссылкой на каталог производителя кабеля, в котором есть такие таблицы:

Таблица воспроизведена из каталога высоковольтных кабелей Olex Australia, 2009 г.

В качестве примера я мог бы решить, что мне нужен кабель на 33 кВ, который выдерживает 400 ампер. Он будет установлен в подземных каналах. Я использую таблицу «номинальных значений тока», чтобы выбрать кабель наименьшего диаметра, который может выдерживать ток 400 А — в этом случае потребуется кабель 240 мм².

Номинальный габаритный диаметр такого кабеля — 45 мм.9мм.

Обратите внимание, что нас не волнует «диаметр» кабеля как таковой — мы заботимся о площади поперечного сечения проводника (мм²), то есть о том, сколько меди в кабеле. Диаметр имеет значение только тогда, когда вы действительно приходите устанавливать эту вещь.

Сопротивление провода — Обмен электротехнического стека

Иногда сопротивление провода незначительно. В других случаях влияние сопротивления провода может стать значительным. Сначала я покажу сопротивление провода и то, как его можно игнорировать в большинстве случаев, а затем покажу примеры, когда его влияние является значительным, и, наконец, несколько приложений.{−8} \ Omega \ cdot \ text {m} \ $ при 20 ° C. Формула дает \ $ R \ приблизительно 0,0164 \ Omega \ $.

Пример : Какое сопротивление 5 см медного провода AWG-24 (диаметром 0,511 мм)?

Ответ: \ $ R \ приблизительно 0,004 \ Omega \ $.

• Замечание 1: Как видим, сопротивление проволоки тем ниже, чем больше толщина проволоки. В частности, когда диаметр цилиндрической проволоки увеличивается вдвое, ее сопротивление уменьшается до одной четвертой от исходного. Таким образом, калибр проволоки — это не только показатель ее формы.Это действительно показатель его электрических свойств, когда указаны его материал (почти всегда медь) и длина.

• Примечание 2: Количественный расчет сопротивления проводов не всегда выполняется. Иногда используются практические правила. Часто вопрос заключается только в том, «достаточно ли толстый провод», а не «сколько сопротивления / падения напряжения / повышения температуры у этого провода». С другой стороны, первый шаг — провести количественный анализ провода, зная его калибр. Не говоря уже о том, что провода продаются по калибру, поэтому люди чаще говорят о «толщине провода» (или «ширине дорожки» в конструкции печатной платы), чем о сопротивлении провода.

На печатной плате сопротивление дорожек можно рассчитать аналогичным образом, исходя из толщины меди и длины дорожки. Единственное отличие: провода цилиндрические, а следы прямоугольные.

Пример : Каково сопротивление дорожки размером 10 мил и 10 см на печатной плате весом в 1 унцию?

Ответ: 1 мил составляет тысячную долю дюйма (0,0254 мм). «Печатная плата на 1 унцию» — это печатная плата с 1 унцией меди на квадратный фут, или толщиной 1 унцию.2} = 0,19 \ Omega \

долл. США

Когда сопротивление можно игнорировать

В большинстве случаев сопротивление провода слишком низкое, если сравнивать его с сопротивлением других компонентов и нагрузок, поэтому его можно пренебречь, и часто его можно игнорировать. Более того, \ $ V = IR \ $, чем ниже ток, который должна принимать нагрузка, тем выше ее эквивалентное сопротивление, поэтому вы также игнорируете сопротивление провода, если ток, подаваемый проводом, низкий, потому что это эквивалентно подключению небольшого резистор (провод) к большому резистору (устройству, принимающему ток) — почти никакого эффекта.

Например, подключите два резистора 1000 Ом с помощью медного провода AWG-30 длиной 5 см (тонкий провод диаметром 0,255 мм). Если мы измеряем фактическое сопротивление между двумя резисторами с помощью идеального омметра с идеальными пробниками, что бы это было?

Чтобы вычислить его влияние, использование приведенной выше формулы для сопротивления цилиндрического провода часто является пустой тратой времени. В качестве альтернативы мы можем найти сопротивление провода AWG-30 на единицу длины из инженерной таблицы в Википедии, в ней указано, что сопротивление составляет «338. .6 мОм / м «. Другими словами, дополнительное сопротивление, вносимое проводом, равно \ $ 0,3386 \ Omega \ times 0,05 \ text {m} = 0,01693 \ Omega \ $. В идеале сопротивление должно быть 2000 Ом, но из-за наличие провода, измеренное сопротивление составляет 2000,01693 Ом, оно меньше, чем на 10 частей на миллион выше, почти не обнаруживается.

• Примечание 3: В неточных приложениях обычно используемым типом сквозного резистора является металлопленочный резистор, допуск 5%, с температурным коэффициентом около 50-100 ppm на каждый 1 ° C повышения температуры — ошибка вносимый малейшим изменением температуры все еще выше, чем у вашего провода в этом примере.

• Примечание 4. Даже для лучшего универсального мультиметра, такого как Fluke 87, максимальное разрешение измерения сопротивления составляет 0,1 Ом, поэтому даже измерение сопротивления провода 0,01693 Ом затруднено.

Другим примером является макетная плата микроконтроллера, для работы которой может потребоваться источник постоянного тока 5 В и ток 50 мА. Если вы используете пять метров AWG-30 для подключения питания (положительный электрод) и заземления (отрицательный электрод), общее сопротивление составит \ $ 0.3386 \ Omega \ times 5 \ text {m} \ times 2 = 3.386 \ Omega \ $. Общее падение напряжения на 5-метровом проводе питания и 5-метровом проводе заземления составляет \ $ 3.386 \ Omega \ times 0,05 \ text {A} = 0,1693 \ text {V} \ $. Фактическое напряжение, подаваемое на плату микроконтроллера, составляет \ $ 5 \ text {V} — 0,1693 \ text {V} = 4,8307 \ text {V} \ $, или 96,6% от исходного напряжения.

• Примечание 5: Обычное отклонение напряжения для цифровой электроники составляет +/- 5%.

Если сам источник питания исправен, падение, вызванное проводом, все еще находится в пределах допустимого.Не забывайте, что здесь я использовал экстремальный пример: 10 метров очень длинных и тонких проводов, что не совсем реалистично для большинства экспериментов с электроникой.

Как видите, при использовании проводов для соединения часто можно игнорировать сопротивление проводов, и, вероятно, вы никогда не увидите упоминания о сопротивлении проводов в схемах. Аналогичная ситуация возникает, когда вы подключаете кабель через розетку, разъем или зажим — вы также добавите дополнительное сопротивление контакта, но обычно оно незначительно.

• Примечание 6: В промышленности допустимое контактное сопротивление, создаваемое соединителем, часто составляет 1 Ом. Для высококачественного разъема иногда указывается контактное сопротивление 0,1 Ом.

Когда следует учитывать сопротивление провода

Но по мере того, как ток, протекающий по проводу, увеличивается до определенной точки, вы больше не можете игнорировать дополнительное сопротивление от провода. {2} R \ $.Это представляет собой потерянную энергию. Если сопротивление провода на единицу длины слишком велико, провод не может достаточно быстро рассеивать тепло. Температура повысится до точки, когда проволока станет слишком горячей и оплавится, что создаст опасность возгорания.

Распределительное устройство постоянного тока низкого напряжения

Типичный пример — питание через порт USB. Номинальное напряжение USB составляет 5 В, стандартно регулируется на +/- 5%. USB 2.0 позволяет устройству с низким энергопотреблением потреблять 100 мА, тогда как устройство с высоким уровнем мощности может получать ток 500 мА.Если использовать USB в качестве источника питания для зарядного устройства, требования по току еще выше, обычно 2000 мА.

Допустим, у нас есть 1-метровый USB-кабель сомнительного качества, в котором используются два провода AWG-28 (диаметром 0,361 мм) для питания и заземления. Его сопротивление составляет 0,42 Ом, при пропускании тока 500 мА мы теряем 0,21 В из-за кабеля. Чтобы усложнить ситуацию, поскольку мощность USB регулируется на +/- 5%, самое низкое допустимое напряжение фактически составляет 4,75 В, полученное напряжение на другом конце кабеля может составлять всего 4.54 В — погрешность уже намного больше 5%.

Чтобы решить эту проблему, в стандарте USB 2.0 предусмотрен дополнительный бюджет падения напряжения для кабелей.

• Максимальное падение напряжения (для съемных кабелей) между вилкой серии A и вилкой серии B на VBUS составляет 125 мВ (VBUSD).

• Максимальное падение напряжения для всех кабелей между входом и выходом на GND составляет 125 мВ (VGNDD).

• Функции, рисующие более одной единичной нагрузки, должны работать с 4.Минимальное входное напряжение 75 В на соединительном конце их входных кабелей.

— Версия 2.0 спецификации универсальной последовательной шины

Другими словами, для любого совместимого со стандартом устройства USB 2.0 высокой мощности производитель этого устройства USB должен либо поставлять продукт с лучшим кабелем с меньшим падением напряжения, либо должен спроектировать устройство для работы при напряжении до 4,5 В. любыми необходимыми средствами.

В данном случае наш аппарат сработал.Через несколько дней кто-нибудь найдет этот USB-кабель и подключит его к настенному USB-адаптеру, чтобы зарядить смартфон до 2000 мА. Теперь падение напряжения на кабеле составит 0,84 В, при этом для смартфона доступно максимум 4,16 В. Кабель либо вообще не работает, либо заряжает смартфон крайне медленно.

• Замечание 7: Часто на практике некоторые зарядные устройства USB намеренно регулируют USB до 5,25 В, чтобы допустить большее падение напряжения на кабелях, даже если это строго нарушает стандарт USB.

Дистанционное зондирование

Отвод кабеля также является проблемой в конструкции регулятора напряжения. В то время как легко использовать регулируемую микросхему регулятора, чтобы сделать источник питания и отрегулировать его до +/- 2% или даже ниже. К сожалению, как и в предыдущем примере с USB, ваше регулирование происходит только на выходном контакте регулятора, а не на нагрузке.

_{Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.}

Дополнительное сопротивление провода снижает точность регулятора напряжения, особенно когда нагрузка находится далеко от него или когда ток большой.Как правило, следует проявлять особую осторожность при прокладке выходных дорожек для регулятора: делайте их как можно короче на печатной плате.

Но эту ошибку невозможно полностью устранить, особенно когда разработчик не может контролировать, есть ли между ними длинный кабель. Когда критически важно точно регулировать напряжение на нагрузке, для решения проблемы можно использовать метод, называемый «дистанционное зондирование». Основная идея — добавить два дополнительных провода для «контроля» «реального» напряжения на другой стороне.Если регулятор видит напряжение ниже ожидаемого, он еще больше увеличит свое напряжение, чтобы преодолеть падение.

_{Источник: дистанционное зондирование важно для вашего источника питания, компания Keysight, добросовестное использование.}

Провода дистанционного зондирования на + s и -s могут иметь такое же сопротивление, что и провода питания (той же толщины), но на них не влияет падение напряжения. Это правда, даже если они имеют гораздо большее сопротивление (тонкие провода).

Один из способов подумать об этом — это принять во внимание тот факт, что через силовые провода проходит большой ток, производящий \ $ 10 A \ умноженный на 0.015 \ times 2 = 0,3 В \ $ падение, но чувствительные провода предназначены только для передачи слабого сигнала — по чувствительному проводу проходит небольшой ток, поэтому падение напряжения на кабеле почти не происходит.

Другой способ — считать, что входное сопротивление равно плюсам и минусам чувствительного входа. В идеале его входное сопротивление должно быть бесконечным (т.е. ток не поступает, идеальный вольтметр, как будто ничего не подключено). На практике сопротивление 1 мегаом (1 МОм, 1 миллион Ом) является реалистичным ожиданием.Таким образом, эквивалентная схема представляет собой небольшой резистор (провода), соединенный последовательно с огромным резистором (вход датчика регулятора).

Например, на этой схеме, хотя чувствительные провода имеют общее сопротивление 200 Ом, но входное сопротивление чувствительного элемента составляет 1 МОм, что на много порядков выше. Напряжение на входе датчика равно

$$ V_ \ text {sensed} = 5 \ text {V} \ times \ frac {1,000,000} {1,000,000 + 200} $$

Падение напряжения есть, но оно всего 0.02%, в то время как 99,98% напряжения с удаленной стороны измеряется входным сигналом регулятора.

Измерение сопротивления для четырехпроводной схемы

Иногда необходимо измерить сопротивление очень маленького резистора (менее 1 Ом) с помощью омметра. Сопротивление проводов, соединяющих измерительные щупы и омметр, становится значительным. Одним из решений является короткое замыкание измерительных щупов перед выполнением измерения — обнуление ошибки. Но это требует дополнительного шага, а также вносит дополнительный источник возможной ошибки: давление, прикладываемое между датчиками, может повлиять на сопротивление, используемое для калибровки.

Распространенным методом решения проблемы является четырехпроводное измерение сопротивления или измерение Кельвина.

Мы можем рассматривать выходные контакты омметра как источник тока, а вольтметр — как источник тока поддерживает свое выходное напряжение на любом значении, которое ему необходимо для определенного тока. Затем вольтметром измеряется выходное напряжение источника тока. И ток, и напряжение известны, поэтому определяется сопротивление.

Из-за того, что мы измеряем напряжение непосредственно на выходных клеммах измерителя, он не может отличить сопротивление от тестируемого резистора и сопротивление от тестовых щупов.

Добавление двух дополнительных проводов решает проблему, теперь мы можем измерять напряжение на дальнем конце тестируемого резистора, а не на выходе нашего омметра на ближнем конце. Независимо от проводов зонда, мы можем провести точное измерение. Это похоже на конструкцию дистанционного зондирования в регуляторах напряжения.

Меры безопасности

Это основное соображение, определяющее размер проводов при установке электроснабжения в домах. Когда через резистор проходит ток, возникает не только падение напряжения, но и нагрев резистора.{2} R \ $ не превышает максимального предела, иначе резистор перегреется.

Если это проволока, она может стать опасно горячей и оплавиться, что может привести к возгоранию. Чтобы узнать максимально допустимый ток, пропускаемый по проводу, сначала рассчитывается рассеиваемая мощность в проводе, затем определяется поток тепла — какова температура окружающей среды, разные материалы имеют разную теплопроводность и т. Д. Наконец, определяют максимальную рабочую температуру и используют ее для расчета максимально допустимого тока, и, наконец, включают коэффициент безопасности.

Фактический расчет довольно сложен, и он также должен соответствовать Электротехническому кодексу с одобрения регулирующих органов. Вместо того, чтобы рассчитывать это с нуля, используется инженерная таблица. Опять же, таблица в Википедии является справочной.

Например, при температуре окружающей среды 20 ° C одиночный неограниченный провод AWG-30 в корпусе устройства не может выдерживать ток более 0,52 А, чтобы поддерживать его рабочую температуру ниже 60 ° C.

• Примечание 8: Если вы разрабатываете продукт, вы должны использовать надежное руководство с инженерными таблицами, рассчитанными в соответствии со стандартами вашего местного регулирующего органа.

Токовую нагрузочную способность дорожек на печатной плате можно определить, обратившись также к технической таблице или программе расчета.

Применение: Резистор с проволочной обмоткой

Сопротивление провода — не всегда неприятность, у него есть полезные применения. Резистор с проволочной обмоткой — это тип резистора, который изготавливается путем наматывания на сердечник металлической проволоки, обычно из нихрома из-за ее удельного сопротивления.

_{Источник: Резистор с проволочной обмоткой, ResistorGuide, добросовестное использование.}

Имеет ряд преимуществ.

1. Изготовить высокоточные резисторы несложно, поскольку их сопротивление пропорционально длине провода.

2. Из проволоки большого диаметра легко сделать резисторы большой мощности.

Следует отметить, что резистор с проволочной обмоткой имеет ту же форму, что и индуктор, поэтому он имеет самую высокую индуктивность среди всех типов резисторов. Его следует использовать только в цепи постоянного тока и, возможно, в цепи звуковой частоты, но она не подходит для любых цепей переменного тока с более высокой частотой.

Применение: Шунтирующий резистор

Иногда полезно падение напряжения из-за сопротивления провода. Самый простой способ измерения тока — это последовательно подключить маломощный шунтирующий резистор и измерить падение напряжения на нем, поскольку \ $ I = \ frac {V} {R} \ $.

Использование резистора большого номинала предотвращает подачу достаточного тока в тестируемую цепь, желательно сделать сопротивление шунта как можно более низким. По-прежнему будет падение напряжения, которое в мультиметре называется нагрузочным напряжением , но достаточно низким, чтобы быть приемлемым.

Если вы откроете мультиметр, вы найдете шунтирующий резистор, похожий на этот рисунок. Как видите, это просто прославленный кусок проволоки.

_{Источник: Открытый резистор — датчик тока металлического элемента, TT Electronics, добросовестное использование.}

Если высокая точность не требуется, вы можете сделать свободный шунтирующий резистор, нарисовав дорожку на печатной плате — провод (дорожка) сам по себе является вашим шунтирующим резистором.

_{Источник: низкоомный шунтирующий резистор непосредственно на медном слое печатной платы, добросовестное использование}

Ток

— Как выбрать правильный размер кабельных соединений постоянного тока большой мощности

Хотя я не нашел официальной таблицы для определения размеров кабелей постоянного тока, я нашел точное объяснение ответа от @ Li-aung Yip: « Если вы выберете кабель для постоянного тока с помощью указателей размера кабеля переменного тока / силы тока кабеля, размер вашего кабеля постоянного тока будет консервативным в отношении нагрева. «:

http://www.mondini.com/system/files/documenti/Manuale%20Tecnico%202012.pdf

В этом документе объясняется, как рассчитать ток в системах постоянного, переменного / моно и переменного тока / 3:

• Постоянный ток: I = P / V
• AC / 1: I = P / (V * cosF)
• AC / 3: I = P / (В * 1,73 * cosF)

Это означает, что для одного и того же напряжения постоянный ток больше, чем ток AC / 1 и AC / 3; следовательно, с использованием таблиц размеров проводов для переменного тока безопасен также для систем постоянного тока, поскольку нагрев кабеля прямо пропорционален току, переносимому кабелем, и цель состоит в том, чтобы предотвратить перегрев кабеля.

Для моей конкретной системы, рассчитанной на 70 В / 100 А и заключенной в электросамокат, я предполагаю, что применима таблица на стр. 22, столбец «posa interrata in tubo» (кабели, заключенные в трубу), подколонка «3 cavi unipolari» (три однопроводных кабеля), так как, вероятно, тепловое сопротивление заземления равно или превышает тепловое сопротивление пластикового корпуса самоката.
На 100А я получаю сечение 25 мм2.

«AWG 3» составляет 26,7 мм2, поэтому окончательный ответ на мой вопрос:

Сечение кабеля, необходимое для системы постоянного тока 70 В / 100 А:
AWG3 / 25 мм2

Но на электросамокате есть как постоянный, так и переменный ток: постоянный ток идет от батареи к контроллеру, но контроллер создает переменный ток, который приводит в движение двигатель; Итак, для того же напряжения, я думаю, что размер кабеля от контроллера к двигателю (три кабеля) может быть немного меньше, чем размер кабеля контроллера батареи.К сожалению, в настоящее время я не знаю частоту тока двигателя и количество CosF.

Как узнать, какой ток используется в моей системе?

Мой скутер рассчитан на 5000 Вт, но я также «вручную» рассчитал ток, необходимый для поддержания скорости 90 км / ч на ровной дороге; Я предположил, что фронтальная площадь 0,8 м2 и 0,8 Кд для системы скутер + водитель. Это приводит к необходимости 6000 Вт (ссылка).
В Scooter используется батарея LiFePO4 на 60 В с фактическим рабочим напряжением от 56 до 66 В. 6000 Вт / 66 В дает 90 А, округленное до 100 А.

Ток 12 В и максимальная длина провода

Калькулятор максимальной длины провода

Калькулятор можно использовать для расчета максимальной длины медных проводов. Обратите внимание, что

• для типичной электрической цепи с двумя проводами — один назад и один вперед — это длина двух проводов вместе. Максимальное расстояние между источником и оборудованием составляет , половина расчетного расстояния
• в автомобиле, где оборудование может быть заземлено на шасси — корпус автомобиля действует как отрицательный провод.Электрическим сопротивлением в шасси обычно можно пренебречь, и максимальное расстояние равно расчетному расстоянию

Напряжение (вольт)

Ток (амперы)

Площадь поперечного сечения (мм ² ) — Калибр провода AWG по сравнению с мм ²

Падение напряжения (%)

Максимальные длины медных проводов от источника питания до нагрузки в 12-вольтных системах с 2% падением напряжения указаны ниже:

Длина провода — футы

Загрузите и распечатайте схему электрических цепей 12 В

Длина провода — метр

Загрузите и распечатайте схему электрических цепей 12 В

• Удвойте расстояние, если потеря 4% допустима
• умножьте расстояние на 2 для 24 вольт
• умножьте расстояние на 4 для 48 вольт

Пример — максимальная длина провода

Ток в лампочке мощностью 50 Вт можно рассчитать по закону Ома

I = P / U (1)

где

I = ток (амперы)

P = мощность (Вт)

U = напряжение (вольт)

(1) со значениями

I = (50 Вт) / (12 В)

= 4.2 A

Из приведенного выше графика максимальная длина всего провода взад и вперед не должна превышать примерно 8 м для калибра # 10 (5,26 мм ² ) . Увеличивая размер провода до калибра # 2 (33,6 мм ² ) , максимальная длина ограничивается примерно 32 м .

Пример — расчет максимальной длины провода

Электрическое сопротивление в медном проводнике с площадью поперечного сечения 6 мм ² равно 2.9 10 ^-3 Ом / м . Это близко к калибру провода 9.

В системе 12В с максимальным падением напряжения 2% — и током 10 ампер — максимальная общая длина провода вперед и назад может быть рассчитана по закону Ома

U = RLI (2)

где

R = электрическое сопротивление (Ом / м)

L = длина провода (м)

(2) переставлено для L

L = U / (RI) (2b)

(2b) со значениями

L = (12 В) 0.02 / [( 2,9 10 ^-3 Ом / м ) (10 ампер)]

= 8,3 м

Как выбрать наиболее экономичный размер и тип кабеля?

Выбор кабеля заключается в выборе подходящего типа проводника и выборе подходящего размера / площади поперечного сечения / диаметра проводника в соответствии с применением. Во-первых, необходимо понять важность определения размеров и выбора кабеля. Затем будут обсуждены критерии выбора с учетом всех факторов снижения номинальных характеристик, которые могут снизить допустимую нагрузку на кабель.Закон, называемый законом Кельвина, играет жизненно важную роль в экономическом определении размеров проводников, поэтому он также будет объяснен здесь. Помимо размера проводника, будут изучены различные типы проводника. Также в конце будет обсуждаться экранирование и изоляция кабеля.

Размеры кабеля обычно определяются с точки зрения площади поперечного сечения, Kcmil (килограмм круговых милов) или AWG (американский калибр проводов).

Доступные стандарты для выбора и размера кабеля:

• IEC (Международная электротехническая комиссия)
• NEC (Национальный электротехнический кодекс)
• BS (Британские стандарты)

Важность выбора правильного размера и типа кабеля:

Выбор правильного размера и типа кабеля важен по следующим причинам:

• Если размер кабеля очень мал, когда ток превышает допустимую нагрузку, кабель нагревается и повреждается.Таким образом, необходимо выбрать размер кабеля, при котором он способен выдерживать полный ток нагрузки и ток короткого замыкания, который может протекать по кабелю.
• Увеличение площади поперечного сечения кабеля потребует использования большего количества материала в его конструкции, что приведет к его удорожанию. Следовательно, будет сложно поддерживать хороший баланс между стоимостью кабеля и требованиями к его использованию. Таким образом, диаметр кабеля должен соответствовать требованиям.
• Необходимо обеспечить нагрузку подходящим напряжением, то есть с минимальным падением напряжения. Кабель с маленьким диаметром будет иметь более высокое сопротивление. Кроме того, это приведет к большему падению напряжения на кабеле. Поэтому необходимо выбирать такой кабель, который не вызывает падения напряжения или вызывает меньшее падение напряжения.
• Необходимо выбрать лучший тип кабеля в соответствии с требованиями применения, поскольку каждый тип проводника имеет собственное сопротивление, теплопроводность и т. Д.

Критерии выбора кабелей:

Размер кабеля определяется на основе следующих факторов:

Пропускная способность по току: Определяется путем оценки силы тока, потребляемого оборудованием или нагрузкой, подключенными к принимающему концу кабеля. В нем также предусмотрен запас прочности по току перегрузки.

Падение напряжения: Из-за сопротивления кабеля возникают потери мощности, в результате чего напряжение падает на определенную величину.В дополнение к этому, падение напряжения также зависит от температуры, поскольку температура влияет на сопротивление. Если нам известны значения сопротивления кабеля и тока, протекающего по кабелю, то мы можем определить падение напряжения на этом кабеле, используя формулу V = I * R.

Рейтинг короткого замыкания: Это способность кабеля выдерживать ток короткого замыкания в течение определенного времени повреждения, прежде чем он будет устранен без каких-либо повреждений.

Коэффициенты снижения мощности:

Существуют некоторые внешние помехи, которые влияют на номинальный ток кабеля i.е. токовая нагрузка кабеля. В таких сценариях текущие рейтинги должны быть улучшены путем применения некоторых подходящих факторов, известных как коэффициенты снижения номинальных характеристик. Поскольку у нас есть несколько типов коэффициентов снижения, поэтому значения всех коэффициентов снижения умножаются, чтобы получить среднее значение. Ниже приведены основные факторы снижения номинальных характеристик, которые следует учитывать при выборе сечения кабеля.

Температурный коэффициент снижения номинальных характеристик (C _T ): Температурный коэффициент снижения номинальных характеристик (CT): кабели должны быть расположены таким образом, чтобы у них было минимальное пространство для рассеивания тепла в окружающей среде.Этот коэффициент используется в расчетах сечения кабеля, чтобы учесть расположение кабеля для минимизации тепловых потерь, тем самым увеличивая допустимую нагрузку кабеля.

Коэффициент группирования проводников (C _G ): Электромагнитное поле вокруг проводников в группе создается, когда протекает ток, что приводит к снижению допустимой нагрузки кабеля. По этой причине учитывается фактор группировки проводников.

Термическое сопротивление почвы (C _R ): Стандартная температура окружающей кабели составляет 40 ° C.Но если кабели должны быть закопаны в почву, температура вокруг кабелей повышается, и это влияет на допустимую нагрузку кабеля. Поэтому в расчетах учитывается коэффициент термического сопротивления грунта, чтобы компенсировать повышение температуры.

Коэффициент снижения глубины залегания (C _D ): Этот коэффициент зависит от глубины грунта, на которую должен быть заложен проводник. Более глубокое проникновение в заземляющий кабель приведет к увеличению коэффициента снижения мощности.

Как рассчитать размер кабеля для заданной нагрузки?

Где,

 P = Действительная мощность (кВт)
         S = Полная мощность (кВА)
         В  L  = Напряжение сети
         I  L  = Линейный ток или допустимая нагрузка кабеля 

С учетом факторов снижения номинальных характеристик:

Теперь выберите размер кабеля в соответствии с вышеуказанным расчетным током из стандартных таблиц размеров кабеля e.грамм. «Каталоги МЭК».

Закон Кельвина для экономичного сечения кабеля:

Закон Кельвина гласит, что:

Самый экономичный размер проводника — это размер, для которого годовые проценты и амортизация капитальных затрат на него равны годовым эксплуатационным расходам

Скажем,

 Размер (площадь поперечного сечения) проводника = a
         Годовая процентная и амортизационная стоимость кондуктора =  P  P
         Годовые эксплуатационные расходы кондуктора =  песо  

Поскольку годовые проценты и амортизационная стоимость кондуктора прямо пропорциональны размеру кондуктора (поскольку увеличение размера кондуктора увеличит его капитальные затраты и, следовательно, процентные и амортизационные расходы) i.е.

П ₁ ∝ а

Итак, P ₁ = k ₁ .a ———————— уравнение (i)

Кроме того, годовые эксплуатационные расходы на проводник обратно пропорциональны размеру проводника (увеличение размера проводника приведет к уменьшению потерь энергии плюс повреждения из-за нагрева и, следовательно, эксплуатационные расходы), т.е.

Итак, P ₂ =

к ₂ к

———————— уравнение (ii)

Здесь k ₁ и k ₂ — константы.

Общую годовую стоимость проводника (скажем, P) можно получить, сложив уравнение (i) и уравнение (ii):

Чтобы общая стоимость была минимальной, дифференциал «P» по отношению к «a» должен быть равен нулю:

дП / да

знак равно

д / да (к ₁ .а + к ₂ / а)

0 = к ₁ + к ₂ (- 1 / а ² )

0 = к ₁ — (к ₂ / а ² )

к ₂ / а ² = к ₁

к ₂ / a = к ₁ .a

P ₂ = P ₁

Экономический размер проводника (при котором годовые проценты и амортизационные расходы равны годовым эксплуатационным расходам на проводника) можно рассчитать из приведенного выше вывода:

к ₂ / а ² = к ₁

а = к ₁ / к ₂

а = √ (к ₁ / к ₂ )

Пример:
Рассмотрим кабель длиной 1 км с допустимой нагрузкой 150 А в течение года (8760 часов).Стоимость прокладки кабеля составляет 0,1 доллара США за метр, где a — размер жилы в см ² . Стоимость энергии составляет 0,001 доллара США / кВтч, а 12% составляют проценты и амортизационные отчисления. Удельное сопротивление проводника составляет 1,91 мкОм · см, поэтому определите экономичный размер проводника.

Автор: EagleRJOCC BY-SA 4.0, ссылка

Сопротивление проводника =

ρL / а

знак равно

(1,91×10 ^-6 ) (10 ⁵ ) / Ом

Потери энергии / год

знак равно

2I ² Rt / 1000 кВтч

Потери энергии / год

знак равно

2x (150) ² x (0.191 / а) (8760) / 1000

Потери энергии / год

знак равно

75292.2 / а

) кВтч

Годовые текущие расходы =

Стоимость / кВтч

Икс

Потери энергии / год

Годовые текущие расходы = 0,1 x (

75292.2 / а

)
Годовые текущие расходы = $ (

75292.2 / а

)

Капитальные затраты = $

16a / метр

Капитальные затраты = 16 долларов США × 1000 = 16000 долларов США

Ежегодные фиксированные платежи = Проценты и амортизация капитальных затрат

Ежегодные фиксированные платежи = 12% от 16000 долларов США = 1920 долларов СШАa

Согласно закону Кельвина,

Годовые текущие платежи = Ежегодные фиксированные платежи

7529.22 / а

= 1920a

a = 3,92 см ²

Итак, экономичный размер жилы 3,92 см ² .

Ограничения:

• Не могут быть определены точные проценты и амортизация по капитальным затратам.
• Некоторые факторы, такие как допустимая нагрузка кабеля, эффект коронного разряда и т. Д., Не рассматриваются в этом законе.
• По закону Кельвина может иметь место чрезмерное падение напряжения в размере проводника.

Типы проводников:

В зависимости от физической структуры проводники могут быть скрученными (несколько тонких проводов) или сплошными (сплошная металлическая проволока). Типы кабелей (жилы), которые используются в линиях электропередачи:

ACSR (алюминиевый проводник, армированный сталью): Он состоит из стальных нитей, окруженных алюминиевыми нитями. Это наиболее рекомендуемый проводник для линий электропередачи, который используется для более протяженных участков.

ACAR (алюминиевый проводник, армированный сплавом): Он состоит из алюминиево-магниевого кремниевого сплава, окруженного алюминиевым проводником. Он имеет более высокую механическую прочность и проводимость, чем ACSR, поэтому его можно использовать для распределения и передачи в больших масштабах, но он более дорогой.

AAC (полностью алюминиевый проводник): Он также известен как ASC (алюминиевый многожильный проводник) и имеет проводимость 61% IACS. Несмотря на то, что он обладает хорошей проводимостью, он все же ограничен в применении из-за низкой прочности.

AAAC (проводник из алюминиевого сплава): Он состоит из сплава алюминия-магния-кремния и имеет проводимость 52,5% IACS. Из-за большей прочности его можно использовать для распространения, но не рекомендуется для передачи. Подходит для использования в помещениях с повышенным содержанием влаги.

⁘ IACS (Международный стандарт отожженной меди) — это стандарт, введенный США.

Это стандарт, с которым сравнивается проводимость любого проводника.

Это значение проводимости коммерчески доступной меди.

Экранирование и изоляция кабеля:

Существуют различные слои различных материалов, которые должны быть наложены на проводник, чтобы обеспечить изоляцию и экран кабеля с целью защиты проводника. Каждый слой имеет свою особую функцию, и ее требования зависят от применения кабелей. Например, для воздушных линий нам не нужна изоляция или экранирование, поскольку там используются неизолированные проводники, но для подземных кабелей они должны быть изолированы и экранированы.

Изоляция: Изоляция кабеля выполняется с помощью любого диэлектрика, например ПВХ, чтобы предотвратить утечку тока из проводника.

Оболочка: Кабель снабжен оболочкой для защиты кабеля от влаги. Это должен быть какой-то немагнитный материал, например свинцовый сплав.

Подкладка: Предназначение подстилки — защитить оболочку кабеля от повреждений, вызванных броней.

Армирование: Армирование — это еще один слой оцинкованной стали поверх кабеля, защищающий его от любых механических повреждений.

Обслуживания: Повышает механическую прочность кабеля. Обеспечивает общую защиту от влаги, пыли и т. Д.

Подведение итогов:

Систему передачи электроэнергии можно сделать эффективной и экономичной, если следовать надлежащей методологии определения размеров и выбора кабеля.Критерии выбора, коэффициенты снижения номинальных характеристик, тип проводника, надлежащая изоляция и экранирование и т. Д. Мы должны помнить об этом во время прокладки кабеля. Таким образом мы можем добиться эффективной, безопасной и рентабельной передачи электроэнергии.

Искусство определения правильного сечения проводов низкого напряжения

Максимальная допустимая нагрузка по току

Чтобы прояснить в начале этой статьи, определение сечения проводов и кабелей, безусловно, не самое лучшее. захватывающая часть электрического дизайна.Есть гораздо более сложные и захватывающие части, чем смотреть на бесконечные столы дирижеров. Однако эта часть должна выполняться профессионально так же, как и все остальные части дизайна. Итак, возьмите очки (если вы их носите), выпейте кофе и приступим.

Искусство определения правильного поперечного сечения проводов низкого напряжения

Определение поперечного сечения проводников основано на знании максимальной допустимой нагрузки по току в системе проводки, которая сама определяется на основе проводов и условия их эксплуатации.Стандарт IEC 60364-5-52 определяет значения тока в соответствии с основными принципами работы для установок и безопасности людей. Основные элементы приведены ниже.

Таблицу допустимых значений тока можно использовать для непосредственного определения поперечного сечения проводников в соответствии с:

1. Тип проводника
2. Эталонный метод (метод установки)
3. Теоретическая допустимая нагрузка по току Iz (Iz _th )

Iz _th рассчитывается путем применения всех поправочных коэффициентов (f) к значению рабочего тока (I _B ) .Коэффициенты f определяются в соответствии с методом установки, группировкой, температурой и т. Д.

I _B = Iz _th × f , что дает Iz _th = I _B / f

Рисунок 1 — Определение поперечного сечения с использованием таблицы допустимой токовой нагрузки

Весь процесс определения правильного поперечного сечения низковольтных проводов объясняется следующими шагами.

Содержание:

1. Характеристики проводов
2. Системы электромонтажа: Способы монтажа
   1. Приложение 1 — «Группы монтажа» в зависимости от типа кабеля
3. Группы цепей
4. Температура окружающей среды
5. Риски взрыва
6. Параллельные проводники
7. Общий поправочный коэффициент
   1. Пример определения трехфазной цепи
8. Сечение нейтрального проводника
   1. Примеры: Применение коэффициентов уменьшения гармонических токов

1.Характеристики жил

Учитываются следующие данные:

1. Тип жилы: медь или алюминий.
2. Тип изоляции, определяющий максимально допустимую температуру во время эксплуатации, XLPE или EPR для изоляции, выдерживающей 90 ° C, и ПВХ для изоляции, выдерживающей 70 ° C.

Таблица 1 — Макс. рабочие температуры в зависимости от типа изоляции

⁽¹⁾ Если проводник работает при температуре выше 70 ° C, рекомендуется проверить, что оборудование, подключенное к этому проводу, подходит для конечной температуры соединения.

⁽²⁾ Более высокие рабочие температуры могут быть разрешены для определенных типов изоляции в зависимости от типа кабеля, его концов, условий окружающей среды и других внешних воздействий.

Вернуться к таблице содержания ↑

2. Системы электропроводки: методы установки

Стандарт определяет ряд методов установки, которые представляют различные условия установки. В следующих таблицах они разделены на группы и определены буквами от A до G , которые определяют, как читать таблицу допустимых токовых нагрузок в проводниках (см. Приложение 1)

Если используются несколько методов монтажа вдоль длина системы электропроводки, необходимо выбрать методы, при которых условия тепловыделения наименее благоприятны .

В стандарте нет четкого положения об определении поперечного сечения проводников внутри низковольтных распределительных щитов. Однако стандарт IEC 60439-1 определяет токи (используемые для испытаний на превышение температуры) для медных проводников с ПВХ изоляцией.

Таблица 2 — Группа монтажа в зависимости от типа кабеля

911

G) На открытом воздухе

Подробное описание каждой монтажной группы см. В Приложении 1 ниже.

Вернуться к таблице содержания ↑

3. Группы цепей

Таблицы, в которых описаны методы установки, также относятся к конкретным таблицам, которые используются для определения поправочных коэффициентов, связанных с группой цепей и кабелепроводов.

Таблица 3 — Коэффициенты уменьшения для групп из более чем одной цепи или из более чем одного многожильного кабеля, которые будут использоваться с допустимой нагрузкой по току

Таблица 3 — Коэффициенты уменьшения для групп из более чем одной цепи или из более чем один многожильный кабель должен использоваться с допустимой нагрузкой по току

Эти коэффициенты применимы к одинаковым группам кабелей с одинаковой нагрузкой.Если горизонтальные зазоры между соседними кабелями в два раза превышают их общий диаметр, коэффициент уменьшения не требуется.

Те же коэффициенты применяются к:

• Группам из двух или трех одножильных кабелей;
• Многожильные кабели

Если система состоит как из двухжильных, так и из трехжильных кабелей, общее количество кабелей принимается как количество цепей, и соответствующий коэффициент применяется к таблицам для двух нагруженных проводников. для двухжильных кабелей и в таблицы для трех нагруженных жил для трехжильных кабелей.

Если группа состоит из одножильных кабелей n , она может рассматриваться либо как n / 2 цепей из двух нагруженных проводников или как n / 3 цепей из трех нагруженных проводников. Приведенные значения усреднены по диапазону размеров проводов и типам установки, включенным в таблицы, общая точность табличных значений находится в пределах 5%.

Для некоторых установок и других методов, не предусмотренных в приведенной выше таблице, может оказаться целесообразным использовать коэффициенты, рассчитанные для конкретных случаев.

Таблица 4 — Коэффициенты уменьшения для групп из более чем одной цепи, кабелей, проложенных непосредственно в земле, метод D — одножильные или многожильные кабели

Таблица 4 — Коэффициенты уменьшения для групп из более чем одной цепи, кабелей прокладка непосредственно в грунте. Метод D — одножильные или многожильные кабели.

Приведенные значения относятся к монтажной глубине 0,7 м и тепловому сопротивлению грунта 2,5 км / Вт . Это средние значения для диапазона размеров и типов кабелей, указанных в таблицах.Процесс усреднения вместе с округлением в некоторых случаях может приводить к ошибкам до ± 10% .

Если требуются более точные значения, они могут быть рассчитаны методами, приведенными в IEC 60287-2-1.

Рисунок 2 — Группирование цепей вместе приводит к снижению допустимой нагрузки по току (применение поправочного коэффициента)

Таблица 5 — Коэффициенты уменьшения для групп, состоящих из более чем одной цепи, кабели, проложенные в каналах, методом заземления D multi -жильные кабели в односторонних каналах

Таблица 5 — Многожильные кабели в односторонних каналах Таблица 5 — Одножильные кабели в односторонних каналах

Приведенные значения относятся к глубине прокладки 0,7 м и термическому воздействию грунта. удельное сопротивление 2,5 км / Вт.Это средние значения для диапазона размеров и типов кабелей, указанных в таблицах. Процесс усреднения вместе с округлением в некоторых случаях может приводить к ошибкам до ± 10%.

Если требуются более точные значения, они могут быть рассчитаны методами, приведенными в IEC 60287.

Таблица 6 — Коэффициенты уменьшения для групп, состоящих из более чем одного многожильного кабеля, должны применяться к эталонным номинальным значениям для многожильных кабелей бесплатно. воздух — метод установки E

Таблица 6 — Коэффициенты уменьшения для групп из более чем одного многожильного кабеля, которые должны применяться к эталонным номинальным значениям для многожильных кабелей на открытом воздухе — способ установки E

⁽¹⁾ Значения даны для вертикальных расстояний между лотками 300 мм и не менее 20 мм между лотками и стеной.Для более близкого расстояния коэффициенты следует уменьшить.

⁽²⁾ Значения даны для горизонтального расстояния между лотками 225 мм с лотками, установленными вплотную. Для более близкого расстояния коэффициенты должны быть уменьшены

Таблица 7 — Коэффициенты уменьшения для групп, состоящих из более чем одной цепи одножильных кабелей ⁽¹⁾ , которые должны применяться к эталонному номиналу для одной цепи одножильных кабелей на открытом воздухе — метод установки F

Таблица 7 — Коэффициенты уменьшения для групп, состоящих из более чем одной цепи одножильных кабелей ⁽¹⁾ , которые должны применяться к эталонному номиналу для одной цепи одножильных кабелей на открытом воздухе — метод установки Коэффициенты F

⁽¹⁾ даны для одинарных слоев кабелей (или групп трилистников), как показано в таблице, и не применяются, когда кабели проложены более чем в одном слое, соприкасаясь друг с другом.Значения для таких установок могут быть значительно ниже и должны определяться соответствующим методом.

⁽²⁾ Значения даны для вертикального расстояния между лотками 300 мм. для более близкого расстояния коэффициенты следует уменьшить.

⁽⁴⁾ Значения даны для горизонтального расстояния между лотками 225 мм с лотками, установленными вплотную друг к другу, и не менее 20 мм между лотком и любой стеной. для более близкого расстояния коэффициенты следует уменьшить.

⁽⁵⁾ для цепей, имеющих более одного параллельного кабеля на фазу, каждый трехфазный набор проводников следует рассматривать как цепь для целей данной таблицы.

Вернуться к таблице содержания ↑ v

4. Температура окружающей среды

Температура окружающей среды напрямую влияет на размер проводов. Следует учитывать температуру воздуха вокруг кабелей (установка на открытом воздухе) и температуры земли для подземных кабелей.

Следующие таблицы, взятые из стандарта IEC 60364-5-52, могут использоваться для определения поправочного коэффициента, применяемого для температур от 10 до 80 ° C . Во всех этих таблицах базовая температура воздуха составляет 30 ° C, а температура земли — 20 ° C.

Не следует путать температуру окружающей среды вокруг кабелей с температурой, принимаемой во внимание для защитных устройств, то есть внутренней температурой распределительного щита, в котором установлены эти защитные устройства.

Таблица 8 — Поправочные коэффициенты для температур окружающего воздуха, отличных от 30 ° C, которые должны применяться к допустимой токовой нагрузке для кабелей в воздухе ⁽¹⁾ .

Таблица 8 — Поправочные коэффициенты для температур окружающего воздуха, отличных от 30 ° C, которые должны применяться к допустимой токовой нагрузке для кабелей в воздухе

При более высоких температурах окружающей среды следует проконсультироваться с производителем.

Таблица 9 — Таблица поправочных коэффициентов для температур окружающей среды грунта, отличных от 20 ° C, которые должны применяться к допустимой токовой нагрузке для кабелей в каналах в земле

Таблица 9 — Табличные поправочные коэффициенты для температур окружающей среды земли, отличных от 20 ° C применяется к допустимой токовой нагрузке для кабелей в кабельных каналах в земле

Таблица 10 — Таблица поправочного коэффициента для кабелей в подземных каналах для теплового сопротивления почвы, отличного от 2,5 К.м / Вт, применяемые к допустимой нагрузке по току для эталонного метода D

Таблица 10 — Таблица 10 — поправочный коэффициент для кабелей в подземных каналах для теплового сопротивления почвы, отличного от 2,5 км / Вт, который применяется к допустимой нагрузке по току для эталонного метода D

Приведенные поправочные коэффициенты усреднены по диапазону размеров проводов и типам установки, приведенным в таблицах. Общая точность поправочных коэффициентов находится в пределах ± 5% . Поправочные коэффициенты применимы к кабелям, протянутым в заглубленные каналы; для кабелей, проложенных непосредственно в земле, поправочные коэффициенты для теплового сопротивления менее 2,5 К.м / Вт будет выше.

Если требуются более точные значения, они могут быть рассчитаны методами, указанными в IEC 60287 . Поправочные коэффициенты применимы к каналам, проложенным на глубине до 0,8 м.

Вернуться к таблице содержания ↑

5. Риски взрыва

В установках, где существует риск взрыва (наличие, обработка или хранение материалов, которые являются взрывоопасными или имеют низкую температуру вспышки, включая присутствие взрывчатых веществ пыль), системы электропроводки должны иметь соответствующую механическую защиту n, а допустимая нагрузка по току будет подвергаться понижающему коэффициенту.

Описание и правила установки приведены в стандарте IEC 60079.

Интересное чтение:

Почему оборудование подстанции выходит из строя и почему стоит подумать об этом до отказа

Вернуться к таблице содержимого ↑

6. ​​Параллельные проводники

До тех пор, пока расположение проводников соответствует правилам группировки, допустимая нагрузка по току в системе проводки может считаться равной сумме пропускных способностей по току каждого проводника к которому применяются поправочные коэффициенты, связанные с группой проводников.

Рисунок 3 — Параллельные проводники и кабели (фото предоставлено nktphotonics.com)

Вернуться к таблице содержимого ↑

7. Общий поправочный коэффициент

Когда все конкретные поправочные коэффициенты известны, можно определить глобальный коэффициент поправочный коэффициент (f) , который равен произведению всех конкретных коэффициентов. Затем процедура состоит из расчета теоретической допустимой нагрузки по току Iz _th системы электропроводки:

Iz _th = I _B / f

Знание Iz _th позволяет ссылаться на таблицы на допустимые токи для определения необходимого сечения.

Считайте из столбца, соответствующего типу проводника и эталонному методу. Затем просто выберите в таблице значение допустимой нагрузки непосредственно над значением Iz _th , чтобы найти поперечное сечение.

Обычно допускается отклонение в 5% от значения iz. например, рабочий ток I _B 140 A приведет к выбору сечения 35 мм ² с допустимой нагрузкой по току 169 A .Применение этого допуска позволяет выбрать меньшее поперечное сечение 25 мм ² , которое может выдерживать ток 145 А (138 + 0,5% = 145 А) .

Таблица 11 — Максимальный ток в амперах

Таблица 11 — Максимальный ток в амперах

Где ⁽¹⁾

• ПВХ 2: изоляция из ПВХ, 2 нагруженных проводника
• ПВХ 3: ПВХ изоляция, 3 нагруженных проводника
• PR 2: изоляция XLPE или EPR, 2 нагруженных проводника
• PR 3: изоляция XLPE или EPR, 3 нагруженных проводника.

Используйте PVC 2 или PR 2 для однофазных или двухфазных цепей и PVC 3 или PR 3 для трехфазных цепей.

Вернуться к таблице содержимого ↑

7.1 Пример

Определение трехфазной цепи, образующей связь между главным распределительным щитом и вторичным распределительным щитом.

Гипотезы

• Оценка нагрузок позволила рассчитать рабочий ток проводников: I _B = 600 A
• Система электропроводки состоит из одножильных медных кабелей с изоляцией PR
• Проводники устанавливаются в перфорированном кабельном канале, соприкасаясь друг с другом.
• Предпочтение отдается установке кабелей параллельно, чтобы ограничить поперечное сечение устройства до 150 мм ²

Решение

Установка одножильных кабелей в перфорированном кабельном лотке соответствует эталонному методу F

Таблица 12 — Выдержка из таблицы методов установки

Если достаточно одного провода на фазу, коррекция не требуется.Если необходимы два проводника на фазу, следует применить понижающий коэффициент 0,88.

Таблица 13 — Выдержка из таблицы с поправочными коэффициентами для групп

Следовательно, теоретическое значение Iz _th будет определяться следующим образом: Iz _th = I _B / F = 600 / 0,88 = 682 A , т.е. 341 А на провод .

Таблица 14 — Считывание из таблицы допустимых значений тока

Для проводника PR 3 в эталонном методе f и допустимой нагрузке по току 382 A (значение непосредственно выше 341 A) в таблице указано поперечное сечение из 120 мм ² .

Вернуться к таблице содержания ↑

8. Поперечное сечение нейтрального проводника

В принципе, нейтраль должна быть того же поперечного сечения, что и фазный провод во всех однофазных цепях. В трехфазных цепях с поперечным сечением более 16 мм ² (25 мм ² алюмин.) Поперечное сечение нейтрали можно уменьшить до поперечного сечения / 2.

Однако это снижение не допускается, если:

• На практике нагрузки не сбалансированы.
• Содержание третьей гармоники превышает 15%.

Если это содержание больше, чем 33% , поперечное сечение токоведущих проводов многожильных кабелей выбирается путем увеличения тока I _B . Стандарт IEC 60364-5-52 дает таблицу, показывающую поправочные коэффициенты в соответствии с THD (полное гармоническое искажение), с последующим примером определения допустимой токовой нагрузки кабеля.

Таблица 15 — Таблица коэффициентов понижения для токов гармоник в 4- и 5-жильных кабелях

Таблица 15 — Таблица коэффициентов уменьшения для токов гармоник в четырехжильных и пятижильных кабелях (IEC 60364-5-52)

Вернуться к таблице содержимого ↑

8.1 Примеры

Применение коэффициентов уменьшения гармонических токов (IEC 60352-5-52)

Рассмотрим трехфазную цепь с расчетной нагрузкой 39 А. необходимо установить с помощью четырехжильного кабеля с изоляцией из ПВХ, прикрепленного к стене. , способ установки C . Кабель 6 мм ² с медными жилами имеет допустимую нагрузку по току 41 А, и, следовательно, подходит, если в цепи отсутствуют гармоники.

Если присутствует 20% третьей гармоники , то применяется понижающий коэффициент 0,86, и расчетная нагрузка становится: 39 / 0,86 = 45 A .Для этой нагрузки необходим кабель 10 мм ² .

Если присутствует 40% третьей гармоники , выбор размера кабеля основан на токе нейтрали, который составляет: 39 × 0,4 × 3 = 46,8 A , и применяется понижающий коэффициент 0,86 , что приводит к расчетной нагрузке: 46,8 / 0,86 = 54,4 А . Для этой нагрузки подходит кабель 10 мм ² .

Если присутствует 50% третьей гармоники , размер кабеля снова выбирается на основе тока нейтрали, который составляет: 39 × 0,5 × 3 = 58,5 A .В этом случае номинальный коэффициент составляет 1 , и требуется кабель 16 мм ² .

Выбор всех вышеперечисленных кабелей основан на допустимой нагрузке на кабель; падение напряжения и другие аспекты конструкции не учитывались.

Вернуться к таблице содержимого ↑

Приложение 1 — «Группы установки» в зависимости от типа кабеля

Приложение 1 — «Группы установки» в соответствии с типом кабеля

Вернуться к таблице содержимого ↑

Источники :

Проводники, подключенные параллельно: каждый набор должен иметь одинаковые электрические характеристики

Параллельные проводники часто устанавливаются там, где используются фидеры или службы большой емкости.Перед тем, как пытаться спроектировать большую электрическую систему или установить эти проводники, необходимо полное понимание требований к параллельному подключению, разрешенных в Национальном электрическом кодексе.

Раздел 310.4 предоставляет конкретную информацию и требования для параллельного подключения проводов и, безусловно, должен быть первым справочным материалом, который пользователь выберет для понимания основ параллельного подключения проводов. Первый абзац в этом разделе разрешает параллельное соединение алюминиевых, плакированных медью алюминиевых и медных проводников сечением не менее 1/0 AWG или более, если эти параллельные проводники электрически соединены на обоих концах в единый проводник.

При использовании в качестве параллельных проводников площади круглых милов этих проводников складываются вместе, чтобы получить общую площадь поперечного сечения для общего размера параллельных проводников.

Эти параллельные проводники могут использоваться в качестве фазных проводов, нейтральных проводов или заземленных проводов. Однако будьте осторожны, поскольку одна из основных задач при установке параллельных проводов — обеспечение того, чтобы каждый провод в параллельном наборе имел те же электрические характеристики, что и другие в том же наборе.

Все параллельные проводники в каждой фазе, нейтрали или заземленном наборе должны быть одинаковой длины и из одного и того же материала проводника. Они должны иметь одинаковую площадь в миллиметрах и одинаковую изоляцию. Наконец, все параллельные проводники должны быть заделаны одинаковым образом. Это гарантирует, что каждый проводник в параллельном наборе будет пропускать одинаковое количество тока.

Однако не требуется, чтобы проводники однофазной, нейтральной или заземленной цепи имели те же физические характеристики, что и проводники другой фазы, нейтрали или заземленного проводника.Например, в однофазном параллельном соединении с напряжением 400 А и 120/240 В фаза A может состоять из двух параллельных медных проводников 3/0, а фаза B — из двух параллельных алюминиевых проводов 250 kcmil, при этом нейтраль будет состоять из двух 3 / 0 медных проводников.

Любые ответвления, сделанные к парам параллельных проводов, должны быть сделаны ко всем проводам в наборе, а не только к одному. Отстукивание только одного из проводов в наборе может привести к дисбалансу с одним из проводников, по которому течет больший ток, чем по другому, что приведет к нагреванию этого одного проводника и возможному повреждению или отказу изоляции.

Например, если на каждую фазу проложены три проводника по 500 тыс. Куб. М, то ответвление от этой конкретной фазы должно быть отводом от всех проводников 500 тыс. Куб. М, а не только одного из них. Для этого потребуется общая клеммная точка для всех трех параллельных проводов с подключением ответвления к общей клемме.

Если параллельные проводники проложены в отдельных кабельных каналах или кабелях, кабельные каналы или кабели должны иметь одинаковые физические характеристики. Например, если в параллельном наборе фазных проводов четыре проводника по 500 тыс. Км2, все четыре отдельных кабельных канала, охватывающих проводники, должны быть полностью из жесткой стали, полностью из IMC или из ПВХ и т. Д.

Если бы дорожки качения имели разные характеристики, например, три жестких кабелепровода из черных металлов с одним жестким неметаллическим кабелепроводом, проводник в ПВХ-канале пропускал бы больше тока, чем проводники в каждой из металлических дорожек. Это привело бы к большему сопротивлению проводников в дорожках качения из черных металлов, чем в дорожках из ПВХ.

Более высокий ток в проводнике в канале ПВХ может привести к перегреву проводника и повреждению изоляции.Раздел 300.3 (B) (1) касается установки параллельных проводов, а ссылка в этом разделе на 310.4 дает разрешение на установку параллельных проводов отдельно друг от друга.

Каждая фаза и каждый нейтральный или заземленный проводник должны присутствовать в каждой отдельной кабельной канавке, вспомогательном желобе, кабельном лотке, сборке кабельной шины, кабеле или шнуре. Например, в установке, где три набора проводов 3/0 AWG подключены параллельно для каждой фазы и нейтрали трехфазной четырехпроводной системы, будет один 3/0 AWG для фазы A, один для фазы B. , один для фазы C и один для нейтрали в каждой из трех дорожек качения.

Существует исключение из этого общего правила, изложенного в 300.3 (B) (1), которое позволяет проводам, установленным в неметаллических кабельных каналах, проложенных под землей, располагаться как изолированные фазовые установки, при этом одна фаза находится в одном кабелепроводе, а все другие фазы — в другом трубопроводе , вся заключительная фаза в одном кабеле, со всеми нейтралами в последнем кабеле.

Все эти дорожки качения должны быть установлены в непосредственной близости друг от друга, например, в блоке каналов, но необходимо следить за тем, чтобы между этими дорожками не было стальной арматуры или другого черного металла.Также необходимо соблюдать осторожность в соответствии с разделом 300.20 (B) при подключении этих кабельных каналов к корпусу из черного металла.

.