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

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и длине

Параметры кабелей рассчитываются при проектировании электрической линии. Основательный подход инженеров гарантирует качественную и безопасную проводку, рассчитанную с запасом на одновременную работу всех электроприборов. Если проигнорировать точность на этом этапе и неправильно подобрать электрический кабель, все может завершиться пожаром.

Чтобы предотвратить аварийные ситуации, которые могут повлечь значительные финансовые расходы, рекомендуется предварительно рассчитать сечение кабеля в зависимости от длины и мощности. Сделать это можно несколькими способами:

• с помощью онлайн-калькуляторов – программных сервисов, работающих на основе утвержденных формул;
• по таблицам зависимости сечения жилы провода от мощности и длины линии;
• по формулам.

Калькулятор расчета сечения по мощности и длине

Чтобы задача вычисления параметров проводки не казалась новичкам нерешаемой, разработан калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и длине.

С его помощью легко определить значение тока потребления электрических установок, зная максимальную мощность, которую они потребляют. Этот параметр обычно указывается производителем прямо на приборе или в паспорте к нему. Напряжение питания можно узнать там же.

Максимально допустимая длина линии вычисляется для конкретного типа кабеля, который выбирается из выпадающего списка. Также в расчете участвуют значения тока потребления, напряжения источника питания и минимального напряжения, при котором устройство способно функционировать.

Онлайн-калькулятор существенно упрощает работу проектировщиков, сокращая время на ручные расчеты.

Выбор по таблице

Когда нужно определить примерные параметры проводки, располагая отдельными значениями, придется кстати таблица выбора сечения кабеля по мощности и длине.

Зная суммарную мощность электроприборов и ориентировочную длину линии, по таблице можно определить минимально допустимое сечение провода. Округлять значения необходимо в большую сторону.

Пример. Общая мощность электрических устройств равна 4,3 кВт, длина линии – 40 м. Округляя эти значения в сторону больших табличных, можно определить, что сечение провода при таких условиях должно составить 6 мм².

Формула расчета

Формула расчета сечения кабеля по мощности позволяет определить нужное значение более точно, чем с помощью таблицы. Такой вариант вычисления рекомендуется выбирать в спорных ситуациях, а также в тех случаях, когда важна точность расчета.

При большой протяженности линии сечение провода напрямую зависит от его длины. Это связано с потерями по мощности вследствие присутствия сопротивления у металла. По мере удлинения кабеля растет сопротивление и падает мощность. Чтобы компенсировать потери, необходимо правильно подобрать сечение провода. Оно

L – протяженность проводки, м;

I – ток нагрузки электроприборов, А;

U_нач – напряжение питания, В;

U_кон – рабочее напряжение электроприборов, В;

ρ – удельное сопротивление меди или алюминия, Ом×мм²/м.

Зная мощность электроприборов, можно рассчитать силу тока по формуле:

Р – мощность потребления электрических установок, Вт;

U – напряжение питания, В.

Примеры

Пример 1. Рассчитать площадь поперечного сечения медного провода длиной 160 м для подключения сети напряжением 220 В электроприборов мощностью 3,5 кВт. Рабочее напряжение устройств – 207 В.

По мощности необходимо определить ток потребления устройств. Сделать это можно с помощью онлайн-калькулятора или по формуле:

Теперь, зная удельное сопротивление меди (0,0175 Ом×мм²/м), можно рассчитать площадь сечения жилы провода:

Таким образом, для электрической линии длиной 160 м при заданных условиях понадобится медный провод с площадью сечения минимум 6,85 мм².

Пример 2. Вычислить сечение алюминиевой проводки длиной 120 м. Мощность электроприборов – 4,1 кВт. Напряжение сети – 220 В. Рабочее напряжение устройств – 207 В.

Ток потребления можно рассчитать в онлайн-сервисе или по формуле:

По исходным значениям можно вычислить площадь сечения жилы провода:

Так, минимальная площадь сечения алюминиевого провода для заданных условий – 9,6 мм².

Расчет сечения кабеля. По мощности, току, длине

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

Основные правила

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

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

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

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

Важность правильного выбора сечения

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

Ток протекает по проводам и нагревает их. Чем сильнее мощность, тем больше нагрев. Активная мощность тока вычисляют по формуле:

P=U*I* cos φ=I²*R

R – активное сопротивление.

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

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

R=ρ*l/S

ρ – удельное сопротивление;

l – длина проводника;

S– площадь поперечного сечения.

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

Площадь рассчитывается по формуле:

S=π*d²/4

d – диаметр.

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

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

Расчет сечения провода по мощности и току

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

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

Зная мощность, по формуле определяют номинальную силу тока:

I=(P*K)/(U*cos φ)

P – мощность в ваттах

U=220 Вольт

K=0,75 – коэффициент одновременного включения;

cos φ=1 для бытовых электроприборов;

Если сеть трехфазная, то применяют другую формулу:

I=P/(U*√3*cos φ)

U=380 Вольт

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

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

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

Влияние длины проводки на выбор кабеля

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

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

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

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

Расчет потерь напряжения выполняется следующим образом:

∆U = (P∙r0+Q∙x0)∙L/ Uн

P — активная мощность, Вт.

Q — реактивная мощность, Вт.

r0 — активное сопротивление линии, Ом/м.

x0 — реактивное сопротивление линии, Ом/м.

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

L — длинна линии, м.

Ну а если попроще для бытовых условий:

ΔU=I*R

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

I – сила тока, находят из закона Ома;

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

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

Тогда ΔU=18,2*0,46=8,37 В

В процентном соотношении

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

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

Похожие темы:

Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

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

Для чего необходим расчет кабеля

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

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

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

R = ρ · L/S (2),

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

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

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

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

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

Что еще влияет на нагрев проводов

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

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

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

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

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

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

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

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

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

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

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

Правила расчета по длине

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

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

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

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

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

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

R = ρ · L/S.

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

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

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

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

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм². Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

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

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ).

Для трехфазной сети используется другая формула:

I=P/(U√3cos φ),

где U будет равно уже 380 В.

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

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

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм². У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r² = 3,14 · (1,5/2)² = 1,8 мм², что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм². У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

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

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

расчет сечения кабеля по мощности

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного — фазный и нулевой, для переменного трехфазного — только фазные.

Выберите количество проводов:

ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м

Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %

Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Для чего нужен расчет сечения?

Электрические кабели и провода – основа энергетической системы, если они подобраны неправильно, это сулит множество неприятностей. Делая ремонт в доме или квартире, а особенно при возведении новой конструкции, уделите должное внимание схеме проводки и выбору корректного сечения кабеля для питания мощности, которая в процессе эксплуатации может возрастать.

Специалисты нашей компании при монтаже стабилизаторов напряжения и систем резервного электропитания сталкиваются с халатным отношением электриков и строителей к организации проводки в частных домах, в квартирах и на промышленных объектах. Плохая проводка может быть не только в тех помещениях, где длительное время не было капитального ремонта, а также когда дом проектировался одним владельцем под однофазную сеть, а новый владелец решил «завести» трехфазную сеть, но уже не имел возможности подключить нагрузку равномерно к каждой из фаз. Нередко провод сомнительного качества и недостаточного сечения встречается в тех случаях, когда строительный подрядчик решил сэкономить на стоимости провода, а также возможны любые другие ситуации, когда рекомендуется делать энергоаудит.

Современный набор бытовых приборов требует индивидуального подхода для расчета сечения кабеля, поэтому нашими инженерами был разработан этот онлайн калькулятор по расчету сечения кабеля по мощности и току. Проектируя свой дом или выбирая стабилизатор напряжения, вы всегда можете проверить, какое сечение кабеля требуется для этой задачи. Все что от вас требуется, это внести корректные значения соответствующие вашей ситуации.

Обращаем ваше внимание, что недостаточное сечение кабеля ведет к перегреванию провода, тем самым существенно повышая возможность возникновения короткого замыкания в электрической сети, выходу из строя подключенного оборудования и возникновению пожара. Качество силовых кабелей и корректность выбора их сечения гарантирует долгие годы службы и безопасность эксплуатации.

Расчет сечения кабеля для постоянного тока

Данный калькулятор хорош также тем, что позволяет корректно рассчитать сечение кабеля для сетей постоянного тока. Это особенно актуально для систем резервного питания на основе мощных инверторов, где применяются аккумуляторы большой емкости, а разрядный постоянный ток может достигать 150 Ампер и более. В таких ситуациях учитывать сечение провода для постоянного тока крайне важно, поскольку при заряде аккумуляторов важна высокая точность напряжения, а при недостаточном сечении кабеля могут возникать ощутимые потери и, соответственно, аккумулятор будет получать недостаточный уровень напряжения заряда постоянного тока. Подобная ситуация может послужить ощутимым фактором сокращения срока службы батареи.

Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности и длине: формулы и таблицы

Электрическая проводка – это одна из самых главных частей большой системы коммуникации, снабжающей дом электроэнергией. От долгой и качественной эксплуатации электропроводки зависит качество работы светильников и электрических бытовых приборов, которых на сегодняшний день становится все больше и больше в каждом жилище. Потому все чаще можно встретить на строительных форумах вопросы, касающихся именно проблемы электропроводки. И один из этих частых вопросов, как правильно сделать расчет сечения кабеля по длине и мощности, то есть, по его нагрузке.

Профессиональные электрики «на глаз» определяют примерно этот показатель. Инженеры используют специальные таблицы или онлайн калькулятор. Но мы будем рассуждать здраво. В любом доме установлено определенное количество электрической бытовой техники, и у этих приборов которых разная мощность. Это, во-первых. Во-вторых – количество служебных помещений или комнат в доме может значительно отличаться в любом здании. А это повлияет на мощность потребления по освещению. При этом у некоторых в доме установлены многорожковые люстры, а некоторые обходятся и точечным освещением. Плюс многообразие различных ламп.

В-третьих – это опять же мощность бытовых электроприборов, которую рассчитывают по фактическим данным. Так сказать, практически считают по пальцам, какими электроприборами и с какой мощностью хозяева домов используют. И самое главное, что во время подсчета общей мощности нет надобности, учитывать фактор, влияющий на то, как работает освещение или электроприборы: периодически или постоянно. Необходимо определить общую мощность на кабель.

Формула расчета мощности кабеля по сечению

Итак, есть формула расчета по мощности сечения электрического провода или кабеля. Вот она:

I=PхK/Uхcos φ – данная формула используется для однофазных электросетей с переменным током в 220 Вольт. Где:

• К – это коэффициент одновременности, именно он уравнивает показатель мощности по временному значению. Так как не все время мы используем электроприборы или освещение. Это постоянная величина и она равняется 0.75.
• Р — это общая мощность всего освещения и бытовых электроприборов.
• U — переменный ток 220 Вольт.
• cos φ – это тоже постоянный показатель, который равен единице.

В данной формуле почти все величины, помимо суммарной мощности, постоянные. Потому в основе расчета находятся именно те нагрузки, которые имеют светильники и бытовые электроприборы. То есть, величина тока будет зависеть от используемой мощности. Данные показатели, как правило, указаны в техническом паспорте, который находится в комплекте с электроприбором. Также часто изготовители указывают ее на этикетках. Но вот только определенные показатели мощности основных электроприборов, используются чаще остальных.

Список мощности электроприборов и пример расчета кабеля

Мощность некоторых электрических бытовых приборов:

• Холодильник 350-850 Ватт.
• Телевизор 150-310 Ватт. Это мощность современных телевизоров.
• Освещение 320-1600 Ватт. Как было указано выше, это зависит от типа и количества ламп.
• Утюг 1200-2200 Ватт. Это один из наиболее энергопотребляемых аппаратов.
• К данной категории относится электрический чайник: 1200-2600 Ватт.
• Добавим в эту же категорию посудомоечную и стиральную машину – 2600 Ватт.
• Компьютер 320-650 Ватт.
• Микроволновая печь приблизительно 1500 Ватт.

В этот список можно было добавить и другие электроприборы, например, музыкальный центр, фен, водонагреватель, пылесос и т. д. То есть, для расчета сечения кабеля по мощности нужно вначале определить, какое количество электроприборов находится в доме. Суммируя их мощность, определяется общая мощность потребления, которая и воздействует на электропроводку.

Итак, все данные подставляются в формулу, для определения сила тока. Давайте рассчитаем мощность всех вышеописанных электроприборов по минимальному показателю. И выясним, какой кабель нам потребуется. Суммарная мощность составляет – 6550 Ватт или 6,55 кВт. Подставляем ее в формулу:

I=6550х0.75/220=22,4 Ампер.

Затем, чтобы определить сечения кабеля, нам будет необходима таблица, где задано соотношение двух величин.

Важно! Величина электротока в таблицах, как правило, указана целыми цифрами. Потому нужно округлить наш результат до наибольшей величины. Это даст некоторый запас надежности. В нашем примере это будет 27 Ампер по медным кабелям, и 28 Ампер по алюминиевым. Таким образом, сечение провода будет 2,6 мм. кв. по меди и 4.1 мм. кв. для алюминия.

Так, вы узнали, как рассчитать сечение провода.

Расчет сечения проводов по комнатам

Описанный выше расчет с формулой используется для входного провода в дом. Но нужно рассматривать и внутреннюю разводку по помещениям и комнатам. Просто с освещением все более или менее ясно. Кидаете под него во все помещения провод сечением 1,6 мм. кв., и будьте не переживайте, что все вы выполнили верно. Ни замыкания, ни перегрева, у вас не случится.

С розетками все гораздо сложней. В доме существуют комнаты, в которых наличие бытовых электроприборов зашкаливает. Это ванная и кухня. В первой, как правило, обычно работает стиралка и фен. Между прочим, у него довольно большая мощность 1200-2600 Ватт. Поэтому нагрузку такое маленькое устройство создает довольно высокую.

Поэтому нужно необходимо решить одну довольно важную задачу – грамотно распределить по длине мощность розеточных групп. Например, на кухне. Вначале рассчитывается сила тока по описанной выше формуле, где в роли мощности потребления складывают мощности всех находящихся на кухне бытовых электрических устройств, не забывая про освещение. Делается выбор сечения провода, который будет подходить в это помещение. А вот по розеткам растянуть проводку под все бытовые электроприборы с меньшим сечением. Для чайника и кофеварки отдельно, для холодильника отдельно, для посудомоечной машины отдельно. И к каждой точке.

Некоторые могут сказать, не многовато ли розеток для одной маленькой комнаты? Существует альтернатива, подключить на блок розеток (тройную либо двойную) провод большего сечения. Нужно будет сделать еще один расчет. Таким образом, способов на схему разводки электроконтуров может быть огромное множество. Но в любом случае нужно будет использовать таблицы, калькулятор и формулу определения сечения кабеля по мощности, и по длине. Хоть специалисты утверждают, что наилучший вариант – это под каждый электроприбор отдельную розетку.

И еще важный момент, который касается длины провода и его потери тока. По физическим законам, чем длинней кабель, тем больше появляются потери напряжения. Потому электрики делают расчет сечения кабеля по его длине. Однако внутреннюю разводку этому расчету не подвергают. Очень, минимальны потери.

Какой кабель выбрать: алюминиевый или медный?

Не станем сильно вникать в данный вопрос. Просто проведем краткий сравнительный анализ.

• Медь хотя и подвержена окислению, но не настолько активно, как алюминий. Потому контакты дольше эксплуатируются.
• Медный провод более гибкий и прочный. При частом изгибе он не сломается.
• Алюминиевый кабель практически в пять раза дешевле медного.
• Степень проводимости медных проводов практически в два раза выше, чем у алюминиевых. То есть, и более высокая мощность, которую медный провод может выдержать.

Есть современные правила выполнения электроразводки. И в них рекомендуется внутреннюю разводку делать медным кабелем, а наружную алюминиевым.

Таким образом, подводя итог всему сказанному выше, можно сделать вывод, что расчет мощности электроприборов и сечения провода по нагрузке – это ответственный и очень важный процесс. Допущенная ошибка в расчетах может стоить очень дорого. Поэтому здесь нужна внимательность и точность.

Видео: Рассчитать сечение кабеля

Расчет сечения кабеля по мощности, материалу проводника и длине кабеля

    Проектируя монтаж электропроводки часто и обоснованно возникает вопрос, какое сечение кабеля нужно использовать для подключения потребителя? Обычно для монтажа электропроводки используют кабель ВВГ либо провода ПВС или ШВВП. Но по сути тип кабеля не имеет принципиального значения, важнее всего определить какую максимальную мощность потребления будет поддерживать построенная сеть.

    Правильно сделать расчет сечения кабеля очень важно по двум причинам. Первая – безопасность, при заниженном сечения кабель перегревается, что может привести даже к возгоранию, вторая – экономия, исключение лишних затрат при выборе слишком большого сечения без надобности.

    Кажется, что подобный расчет, эта задача сложная и решение ее под силу только «профи», хотим Вас заверить нет! Все просто, если придерживаться методики расчета, которую ниже мы приведем.

    В начале проводится расчет суммарного потребления в доме, квартире, помещении. Все электроприборы потребляют определенное количество электричества (эквивалент мощности), измеряемого в Ваттах.

    Ниже в таблице доступно представлены основные бытовые приборы и их средняя потребляемая мощность.

    Теперь дело за малым, просуммировать величину потребления всех приборов на объекте и получить общее потребление для сечения основного подающего кабеля:

            P_общ = (Р₁ + Р₂ + Р₃+ P_n) * 0.8

    Коэффициент 0.8 учитывает, что обычно не более 80% приборов одновременно будут включаться на длительное время. Но при расчете максимальных нагрузок конечно лучше брать все 100% мощности.

    Далее следует понимать, что кабель определенного сечения может «прокачать» только ту мощность, на которую он рассчитан. В противном случае кабель будет греться и беда, как говорится, не заставит себя ждать. Чтобы такого не случилось, сечение кабеля выбирают из таблицы в соответствии с подключаемой мощностью потребителей.

    Значения сечений кабеля приведены в таблице:

    Для простоты понимания вопроса приведем пример расчета сечения кабеля ввода в дачный домик.

    Все электроприборы потянут на себя потребление порядка 11,6 кВт. Учитывая коэффициент 0,8 – получаем суммарную действительную нагрузку по дому — 9,28кВт. Ближайшее значение из таблицы — 10,1кВт, что соответствует сечению 6 мм² медного кабеля и 10 мм² алюминиевого.

    Как видно, приближенное вычисление сечения основного кабеля нагрузки по общей мощности вычисляется довольно просто.

    Аналогичным, но более точным и глубоким для понимания является метод вычисления расчетного сечения по токовой нагрузке. Определив общую мощность потребления переходим к вычислению силы тока потребителей по нижеприведенной формуле:

    Для сети 220В: I = P / U * cosφ , для трехфазной сети 380В: I = P / U * cosφ * 1.73

    где, Р – наша мощность потребления

    cosφ – коэффициент мощности. Точное значение коэффициента, это предмет отдельного детального рассмотрения, но в современных реалиях, в подавляющем количестве случаев, за основу можно смело брать 0.95. Подставив все значения и рассчитав силу тока потребления, снова обращаемся к таблице, и определяем соответствующее сечение, заодно перепроверив предыдущие расчеты по мощности.

    Этот алгоритм более точное и надежное решением при выборе сечения кабеля. Полученное значение нужно снова светить с данными из таблицы:

    На внутренней разводке электропроводки после основного несущего кабеля конечно можно и нужно сэкономить. Расчет по отдельным потребительским (розеточным) группам не отличается от общего, с той лишь разницей, что потребительская мощность на отдельную группу скорее всего будет значительно ниже, а значит и необходимое сечение кабеля тоже будет меньше. Главное, чтоб сумма отдельных потребительских мощностей не превышала расчетную общую мощность для основного подающего кабеля.

    В отдельных случаях надо рассчитать сечения кабеля по длине.

    Важность этого вопроса объясняется тем, что с увеличением расстояния в кабеле будут нарастать неизбежные потери, связанные с сопротивлением материала токопроводящей жилы. И на больших расстояниях потери настолько значительные, что стандартный расчет соотношения сечения кабеля к токовым нагрузкам уже не подходит.

    Правило выбора сечения в этом случае дополняется условием – если потери превышают 5%, то следует увеличить сечение кабеля.

    Метод расчета частично использует формулы, приведенные выше.

    Используем уже рассчитанные — суммарную мощность всех потребителей и токовую нагрузку в Амперах. После чего рассчитываем сопротивление электропроводки по формуле:

            R = (p * L) / S

    где, p – удельное сопротивление проводника, берется из соответствующей таблицы:

    После чего рассчитываем потери напряжения:

            U_потерь = I_{нагрузки} * R_кабеля

            F_потерь = ( U_потерь / U_ном ) * 100%

    Полученное значение анализируется, если оно меньше 5% — сечение выбрано правильно. Иначе берем кабель на размер больше.

    Расчет сечения кабеля по длине в обязательном порядке проводится при подключении потребителей на большом расстоянии. Иначе можно подключить кабель, а на выходе из-за высоких потерь оборудование просто может не запуститься, по причине низкого уровня напряжения.

    Пока мы описывали все нюансы расчетов определения сечения кабеля по мощности, токовой нагрузке, материалу проводника и длине, пришло осознание, что хоть расчет и не очень сложен, но в процессе нужно просмотреть и перепроверить много таблиц для получения правильного результата. И что было бы удобно иметь под рукой быстрый инструмент подобных расчетов. Поэтому мы решили разработать специальный калькулятор расчета сечения кабеля, который принимает и учитывает в расчетах все вышеперечисленные нюансы. Теперь есть выбор, просчитать с помощью калькулятора либо чуть медленнее самостоятельно. В любом случае вы точно знаете как это работает.

по мощности, току, с учетом длины

При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки. 

Содержание статьи

Выбираем сечение кабеля по мощности

Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

Собираем данные

Для начала находите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, выписываете ее на листочек. Если так проще, можно посмотреть на шильдиках — металлических пластинах или стикерах, закрепленных на корпусе техники и аппаратуры. Там есть основная информация и, чаще всего, присутствует мощность. Опознать ее проще всего по единицам измерения. Если изделие произведено в России, Белоруссии, Украине обычно стоит обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или Америки стоит обычно английское обозначение ваттов — W, а потребляемая мощность (нужна именно она) обозначается сокращением «TOT» или TOT MAX.

Пример шильдика с основной технической информацией. Нечто подобное есть на любой технике

Если и этот источник недоступен (информация затерлась, например, или вы только планируете приобрести технику, но еще не определились с моделью), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.

Таблица потребляемой мощности различных электроприборов

Находите ту технику, которую планируете ставить, выписываете мощность. Дана она порой с большим разбросом, так что иногда трудно понять, какую цифру брать. В данном случае, лучше брать по-максимуму. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и потребуется кабель большего сечения. Но для вычисления сечения кабеля это хорошо. Горят только кабели с меньшим сечением, чем это необходимо. Трассы с большим сечением работают долго, так как греются меньше.

Суть метода

Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, складываете мощности приборов, которые будут подключаться к данному проводнику. При этом важно, чтобы все мощности были выражены в одинаковых единицах измерения — или в ваттах (Вт), или в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, приводим их к единому результату. Для перевода киловатты умножают на 1000, и получают ватты. Например, переведем в ватты 1,5 кВт. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.

Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.

Далее, собственно, начинается выбор сечения кабеля. Все очень просто — пользуемся таблицей.

Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.

В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.

Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или  квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева.  Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм². Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания. В этом случае выбор сечения кабеля несколько проще — требуется только одно значение мощности или тока

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при вводе электричества от столба в дом. Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше). А подробнее про определение сечения кабеля по его диаметру можно прочесть тут.

Расчет размеров кабеля / максимального расстояния

Чрезмерное падение напряжения затрудняет протекание тока через силовые кабели. Это может привести к увеличению потребления энергии, перегреву и даже сокращению срока службы оборудования. Пониженное напряжение также может вызвать отключение компьютеров, принтеров и чувствительного электрического оборудования.

Кодовая книга NEC рекомендует, чтобы максимальное суммарное падение напряжения как в фидере, так и в ответвленной цепи не превышало 5%, а максимальное падение напряжения в фидере или ответвленной цепи не превышало 3%.Этот калькулятор позволяет выбрать падение напряжения до 3% в цепи. Минимальный размер кабеля можно рассчитать на основе длины кабеля, напряжения, силы тока и допустимых потерь. Этот инструмент для определения размеров кабеля предлагает THHN, который подходит для стандартных промышленных применений. Выбор провода должен соответствовать Статье 300 Кодекса NEC.

Решение для минимального требуемого размера Максимально допустимая длина

Требуется согласованный размер кабеля

(1) Все размеры кабелей, приведенные на этой странице, относятся к одножильному кабелю THHN с ПВХ изоляцией. при температуре окружающей среды 30 ° C и температуре проводника не более 83 ° C.

(2) Этот калькулятор сечения кабеля следует использовать только в качестве ориентировочного. Punchlist Zero не несет ответственности за соответствие местным и национальным строительным нормам.

(3) Рекомендации по выбору продукта включают увеличение длины на 20% от расчетной. При прокладке кабеля всегда учитывайте физические реалии.

Напряжение в источнике

Количество фаз Однофазное Трехфазное

Максимальный ток

Сечение провода 18 AWG16 AWG14 AWG12 AWG10 AWG8 AWG6 AWG4 AWG3 AWG2 AWG1 AWG1 / 0 AWG2 / 0 AWG3 / 0 AWG250 ксм350 ксм350 ксм350 ксм350 ксм kcmil500 kcmil600 kcmil700 kcmil750 kcmil800 kcmil900 kcmil1000 kcmil1250 kcmil1500 kcmil1750 kcmil2000 kcmil

Тип проводника МедьАлюминий

Максимальное падение напряжения 1% 2% 3% 4% 5%

Результаты расчета температуры основаны на этих температурах (1) 75 ° С .

(2) Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, глава 9, таблица 8.

Пять ключевых факторов для правильного выбора и применения кабеля

Выбор и применение кабеля

Важно знать конструкцию кабеля, характеристики, и рейтинги для понимания проблем, связанных с кабельными системами. Однако для правильного выбора кабельной системы и обеспечения ее удовлетворительной работы требуются дополнительные знания. Эти сведения могут включать в себя условия эксплуатации, тип обслуживаемой нагрузки, режим работы и обслуживания и тому подобное.

5 ключевых факторов для правильного выбора и применения кабеля (фото: testguy.net)

Ключом к успешной работе кабельной системы является выбор наиболее подходящего кабеля для приложения , правильная установка и выполнение необходимое обслуживание.

В этой технической статье обсуждение основано на правильном выборе кабеля и применении для распределения и использования энергии.

Выбор кабеля может основываться на следующих пяти ключевых факторах:

1. Монтаж кабеля
2. Конструкция кабеля
3. Работа кабеля (напряжение и ток)
4. Размер кабеля
5. Требования к экранированию

1.Монтаж кабеля

Кабели могут использоваться для наружной или внутренней прокладки в зависимости от распределительной системы и обслуживаемой нагрузки.

Хорошее понимание местных условий, монтажных бригад и обслуживающего персонала важно для обеспечения , что выбранная кабельная система будет работать удовлетворительно. ! Изоляция кабеля часто повреждается или ослабевает во время установки из-за неправильного растягивающего усилия.

Конструкции трубопроводных систем не только должны минимизировать количество изгибов трубопроводов и расстояния между люками, но также должны определять растягивающие напряжения.

Инспекционный персонал должен гарантировать, что монтажные бригады не превышают эти значения во время установки. Также важно поддерживать правильный радиус изгиба, чтобы избежать ненужных точек напряжения. После правильной установки следует регулярно проводить плановый осмотр, испытания и техническое обслуживание, чтобы составить график постепенного износа и технического обслуживания кабельной системы.

Кабельные системы являются артериями системы распределения электроэнергии и переносят энергию, необходимую для успешной работы предприятия.Ниже приводится краткое обсуждение установки и обслуживания кабеля.

Существует несколько типов кабельных систем для передачи электроэнергии в данной распределительной системе. Выбор конкретной системы может зависеть от местных условий, существующей политики компании или прошлого опыта.

Нет установленных стандартов или установленных руководящих принципов для выбора конкретной системы.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

2.Конструкция кабеля

Выбор и применение кабеля зависит от типа конструкции кабеля, необходимого для конкретной установки. Конструкция кабеля включает жилы, расположение кабелей, изоляцию и финишное покрытие.

2.1 Проводники

Проводящие материалы, такие как медь и алюминий, следует учитывать с точки зрения качества изготовления, условий окружающей среды и технического обслуживания. Требования к алюминиевым проводам с учетом этих факторов более критичны, чем к медным проводам.

Жилы кабеля следует выбирать в зависимости от класса скрутки, необходимого для конкретной установки .

2.2 Расположение кабелей

Проводники могут быть скомпонованы в виде одножильного или трехжильного . У обоих типов устройств есть определенные преимущества и недостатки. Одинарные жилы легче устанавливать, легче сращивать, и они позволяют формировать схемы из нескольких кабелей.

С другой стороны, их реактивное сопротивление на выше, чем у трехжильного кабеля . Экранированные одиночные проводники несут высокие экранирующие токи, поэтому необходимо принять меры для предотвращения перегрева кабеля.

Однопроводные кабели подвержены значительному перемещению из-за механических нагрузок, создаваемых токами короткого замыкания или большими пусковыми токами. Трехжильный кабель с общей оболочкой имеет самое низкое реактивное сопротивление , а распределение напряжения напряжения сбалансировано за счет эквивалентного расстояния между проводниками.

Наличие заземляющего провода в трехжильном кабеле или отдельного заземляющего провода в одножильном кабеле является важным фактором. Поскольку заземляющий провод в конструкции трехжильного кабеля обеспечивает путь с наименьшим импедансом, он обеспечивает хорошее заземление системы.

Точно так же отдельное заземление в том же кабелепроводе, что и силовые проводники, обеспечивает лучший путь заземления, чем путь заземления через оборудование или строительную сталь.

Выбор и применение кабельной системы должны основываться на правильном выборе типа кабельной прокладки, необходимого для этой цели .

2.3 Изоляция и финишное покрытие

Выбор изоляции кабеля и финишного покрытия обычно зависит от типа установки, окружающей рабочей температуры, условий эксплуатации, типа обслуживаемой нагрузки и других применимых критериев. Во многих установках могут преобладать необычные условия, такие как коррозионная атмосфера, высокая температура окружающей среды, опасность насекомых и грызунов, присутствие масла и растворителей, присутствие озона и экстремальный холод.

В некоторых приложениях могут присутствовать два или более из этих необычных условий, и в этом случае выбор подходящих кабелей становится намного сложнее.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

3. Работа кабеля

Изоляция кабеля должна выдерживать напряжения , возникающие в нормальных и ненормальных условиях эксплуатации. Поэтому выбор изоляции кабеля должен производиться на основе применимого межфазного напряжения и общей категории системы, которые классифицируются как уровни изоляции 100%, 133% или 173%.

Эти уровни изоляции обсуждаются следующим образом:

Уровень 100%:

Кабели этой категории могут применяться, если система оснащена релейной защитой , которая обычно устраняет замыкания на землю в течение 1 минуты Эта категория обычно упоминается к заземленным системам.

133% уровень:

Кабели этой категории могут применяться, если система оснащена релейной защитой , которая обычно устраняет замыкания на землю в течение 1 часа. Эта категория обычно называется заземленными с низким сопротивлением или незаземленными системами.

173% уровень:

Кабели этой категории могут применяться. там, где время, необходимое для отключения тока замыкания на землю, не определено. Этот уровень рекомендуется для незаземленных и для резонансно заземленных систем.

Текущая пропускная способность кабеля определяется нагрузкой, которую он обслуживает.

NEC очень четко определяет размеры проводов для систем, работающих ниже 600 В . Токопроводящая способность кабеля основана на рабочей температуре окружающей среды .Когда кабели прокладываются в нескольких рядах каналов, важно снизить допустимую нагрузку кабеля по току, чтобы не превысить его тепловой рейтинг.

В случаях, когда кабели могут подвергаться циклической нагрузке, допустимая нагрузка по току может быть рассчитана по следующей формуле:

, где:

• I _eq — эквивалентная допустимая нагрузка по току
• I — постоянный ток в течение определенного периода времени
• t — период постоянного тока
• T — общее время рабочего цикла
• E — напряжение кабеля

Эквивалент Допустимая нагрузка по току должна использоваться для выбора сечения проводника для термической устойчивости.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

4. Размер кабеля

Выбор размера кабеля основан на следующих факторах:

1. Допустимая нагрузка по току
2. Регулировка напряжения
3. Рейтинг короткого замыкания

Эти факторы необходимо оценить перед выбором сечения кабеля! Во многих случаях упускаются из виду факторы регулирования напряжения и номинального тока короткого замыкания. Такой надзор может привести к опасности для имущества и персонала, а также к разрушению самого кабеля.

4.1 Допустимая нагрузка по току

Допустимая нагрузка по току кабеля зависит от его теплового нагрева. NEC публикует таблицы с указанием текущей емкости для кабелей различного сечения. ICEA публикует текущие рейтинги для различных типов изоляции и условий установки.

Если требуется, чтобы выдерживал пропускную способность более 500 MCM , нормальным является параллельное соединение двух проводов меньшего размера.

Номинальный ток кабеля основан на определенном расстоянии, обеспечивающем рассеивание тепла.Если это расстояние меньше в месте прокладки кабеля, требуется снижение номинальных характеристик кабеля.

4.2 Регулировка напряжения

В правильно спроектированных системах электроснабжения регулирование напряжения обычно не является проблемой . Падения напряжения при слишком длительной работе при низком напряжении следует проверять, чтобы гарантировать правильное напряжение нагрузки. При вращающихся нагрузках проверки должны выполняться как при установлении стабильного напряжения, так и при пуске.

NEC устанавливает предел падения напряжения 5% для систем распределения электроэнергии .

4.3 Рейтинг короткого замыкания

Выбранный размер кабеля должен быть проверен на устойчивость к короткому замыканию, которая должна основываться на времени размыкания цепи для состояния короткого замыкания. Другими словами, кабель должен удерживаться без каких-либо тепловых повреждений до тех пор, пока неисправность не будет устранена переключающим устройством, например автоматическим выключателем или предохранителем.

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

5.Экранирование

При выборе и применении кабелей со средним напряжением в модели основное внимание уделяется тому, должен ли кабель быть экранированным или неэкранированным. Условия, при которых следует выбирать и применять экранированный кабель, объясняются в следующем обсуждении.

Применение экранированного кабеля включает следующие соображения:

1. Тип системы изоляции
2. Независимо от того, является ли нейтраль системы заземленной или незаземленной
3. Требования безопасности и надежности системы

В энергосистемах, где нет экран или металлическое покрытие, электрическое поле частично находится в воздухе, а частично в системе изоляции ! Если электрическое поле является интенсивным, например, в случае высокого и среднего напряжения, будут иметь место поверхностные разряды, вызывающие ионизацию частиц воздуха.Ионизация воздуха вызывает образование озона, который может повредить некоторые изоляционные материалы и отделочные покрытия.

При применении неэкранированного кабеля в незаземленных системах повреждение изоляции или оболочки может быть вызвано током утечки, если поверхность кабеля влажная или покрыта копотью, жиром, грязью или другой проводящей пленкой.

В установках канального типа, где используется неэкранированный неметаллический кабель, внешнее электрическое поле может быть достаточно высоким, чтобы представлять угрозу безопасности персонала, работающего с одиночным кабелем в многоконтурных установках.

В случаях, когда используются переносные кабели, кабельные сборки или открытые воздушные кабельные установки, с которыми может работать персонал, могут возникнуть серьезные угрозы безопасности, если используется неэкранированный кабель !!

Кабель состоит из пяти основных составляющих: проводник, изоляция, экран, наполнитель и силовой элемент (фото предоставлено plastics1.com).

Необходимо учитывать экранирование неметаллического кабеля, работающего при напряжении более 2 кВ, при наличии любого из следующих условий. :

1. Влагопроводы
2. Подключение к воздушным проводам
3. Переход от проводящей среды к непроводящей (например, от влажной к сухой земле)
4. Сухая почва
5. Загрязненная среда, содержащая сажу, соль и другие загрязнители
6. Там, где требуется безопасность персонала.
7. . Там, где ожидаются радиопомехи.

. ICEA установила ограничения по напряжению, выше которых требуется изоляционное экранирование для кабелей с резиновой и термопластичной изоляцией.Эти значения показаны в Таблице 1.

Изоляционный экран должен быть заземлен по крайней мере с одного конца и предпочтительно в двух или более точках. Экран кабеля должен быть заземлен также на всех концах, стыках и ответвлениях с конусами напряжения. Экран должен работать при потенциале земли.

Многократное заземление обеспечит безопасность и надежность кабельных цепей. Путь заземления от экрана должен иметь низкое сопротивление, чтобы экран оставался близким к потенциалу земли.

ТАБЛИЦА 1 // Требования к экранированию изоляции для кабелей с резиновой и термопластической изоляцией

Кабель с блокировкой

Вернуться к Факторы, влияющие на выбор кабеля ↑

Ссылка // Техническое обслуживание и испытания электрического силового оборудования, Пол Гилл (приобретите бумажную копию на Amazon)

Мощность электродвигателя и максимальная длина кабеля

Трехфазный 230 В Электродвигатели и максимальная длина кабеля при 3% расчетного падения напряжения .

50561 905 )

9037

Практическое руководство по выбору кабеля

% PDF-1.4
%
1 0 obj> поток
application / pdfA Практическое руководство по выбору кабеля

iText 2.1.7, автор 1T3XTSNLA1642011-12-08T04: 24: 47.000Z2011-12-08T04: 24: 47.000Z

конечный поток
эндобдж
2 0 obj> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / Font >>> / MediaBox [0 0 540 720] / Contents [7 0 R 8 0 R 9 0 R 10 0 R] / Type / Страница / Родитель 11 0 R >>
эндобдж
3 0 obj> поток

Как найти подходящий размер кабеля и провода?

Как определить правильный размер провода и кабеля для установки электропроводки?

Падение напряжения в кабелях

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

Это сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально диаметру проводника, т.е.

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

Когда ток течет по проводнику , в этом проводнике происходит падение напряжения. Как правило, падением напряжения можно пренебречь для проводов небольшой длины, но в случае проводов меньшего диаметра и большой длины мы должны учитывать значительные падения напряжения для правильного монтажа проводки и управления нагрузкой в ​​будущем.

В соответствии с правилом IEEE B-23 , в любой точке между клеммой источника питания и установкой, Падение напряжения не должно превышать 2,5% от предоставленного (питающего) напряжения .

Пример:

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

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

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

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

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

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

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

• Обновление : Теперь вы также можете использовать следующие электрические калькуляторы, чтобы найти падение напряжения и размер провода в американской системе калибра .

1. Калькулятор размера электрического провода и кабеля (медь и алюминий)
2. Калькулятор размера провода и кабеля в AWG
3. Калькулятор падения напряжения в проводе и кабеле

Таблицы и диаграммы для правильного кабеля и провода Размеры

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

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Падение напряжения в кабеле?

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

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

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

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

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

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

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

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

Связанные сообщения:

Как определить правильный размер кабеля и провода для данной нагрузки?

Ниже приведены решенные примеры, показывающие, как найти правильный размер кабеля для данной нагрузки.

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

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

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

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

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

Также учитывайте коэффициент нагрузки при определении размера кабеля

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

Связанные сообщения:

Решенные примеры правильного размера провода и кабеля

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

Пример 1 ……. (британская / английская система)

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

Решение: —

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Кабель какого типа и размера подходит для данной ситуации

Нагрузка = 5.8 кВт

В = 230 В AV

Длина цепи = 35 метров

Температура = 35 ° C (95 ° F)

Решение: —

Нагрузка = 5,8 кВт = 5800 Вт

Напряжение = 230 В

Ток = I = P / V = ​​5800/230 = 25,2 A

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

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

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

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

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

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

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

Фактическое падение напряжения для 35-метрового прибора =

= мВ x I x L

(7/1000) x 30 × 35 = 7,6 В

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

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

Фактическое падение напряжения для 35 метров =

= мВ x I x L

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

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

Пример 3

В здании подключены следующие нагрузки: —

Подконтур 1

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

Подсхема 2

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

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

Решение: —

Общая нагрузка подсхемы 1

= (2 x 1000) + (4 x 80) + (2 × 120)

= 2000 Вт + 320 Вт + 240 Вт = 2560 Вт

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

Общая нагрузка подсхемы 2

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

= 480 Вт + 500 Вт + 3200 Вт = 4180 Вт

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

Следовательно, Кабель, предлагаемый для вспомогательной цепи 1 = 3 / 0,029 ”( 13 А ) или 1 / 1,38 мм ( 13 А )

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

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

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

Пример 4

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

Решение: —

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

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

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

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

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

Коэффициент нагрузки = 19/23 = 0,826

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

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

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

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

Фактическое падение напряжения для 250 футов =

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

(4,1 / 100) x 250 x 0,826 = 8,46V

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

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

Похожие сообщения:

Провода и кабели

Провода, как мы определяем здесь:
используется для передачи электричества или электрических сигналов. Провода
бывают разных форм и сделаны из разных материалов. Они могут показаться простыми, но инженеры
известно о двух
важные точки:

-Электричество в длинных проводах, используемых для передачи, ведет себя совсем иначе , чем в коротких
провода, используемые в конструкции устройств

-Использование проводов в цепях переменного тока вызывает всевозможные проблемы , например
скин-эффект и эффекты близости.

1. Сопротивление / импеданс
2. Скин-эффект
3. Типы конструкций проводов
4. Подробнее о материалах проводов
5. Изоляция проводов

1.) Поведение электричества
в проводах: сопротивление и импеданс

Важно знать, имеете ли вы дело с постоянным или переменным током в данном проводе. Мощность переменного тока
имеет очень сложную физику, которая вызывает некоторые странные эффекты. Это была одна из причин, почему
Электроэнергия переменного тока была разработана в 1890-х годах, намного позже мощности постоянного тока.Инженеры любят
C.P. Штайнмецу пришлось
сначала разберитесь в математике и физике.

Питание переменного тока:

В переменном токе ток любит путешествовать рядом
поверхность проволоки (скин-эффект). Мощность переменного тока в проводе также вызывает
вокруг него формируется магнитное поле (индуктивность). Это поле влияет на другие
соседние провода (например, в обмотке), вызывающие

эффект близости. Со всеми этими свойствами необходимо иметь дело
при проектировании цепи переменного тока.

Питание постоянного тока:

In Постоянный ток проходит через весь провод.

Размер проводника и материал (питание переменного и постоянного тока):

Электричество легче передается в местах с высокой проводимостью.
элементы, такие как медь, серебро или золото, менее проводящие
Чем больше диаметр материала, тем больше должен быть диаметр, чтобы выдерживать такую ​​же токовую нагрузку.

Инженеры выбирают правильно
диаметр проволоки для работы, повышение тока в проволоке увеличивает удельное сопротивление и выделяет больше тепла.Как вы увидите на схеме ниже, медь
может выдерживать больший ток, чем алюминий, при той же нагрузке.

Внизу: Когда сэр Хамфри
Дэви пропустил большой ток через тонкий платиновый провод в 1802 году, когда он светился.
и сделал первую лампу накаливания!
но всего через несколько секунд проволока расплавилась и испарилась из-за
тепло, вызванное сопротивлением в проводе.

Качество материала: примеси и кристаллы:

Большинство материалов содержат примеси.
В меди содержание кислорода и других материалов в меди влияет на проводимость,
поэтому медь, из которой будет сделан электрический провод, легируется по-другому.
чем медь, которая скоро станет водопроводом.

Металлы кристаллические (как вы увидите в нашем видео о меди).Монокристаллическая медь или алюминий лучше
проводимость, чем у поликристаллических металлов, однако крупнокристаллическая медь очень дорого обходится
производят и используются только в высокопроизводительных приложениях.

Удельное сопротивление:

Сопротивление в проводе описывает возбуждение электронов в проводе.
материал проводника. Это возбуждение приводит к выделению тепла и потере эффективности.
На раннем этапе создания постоянного тока Томас Эдисон не мог послать свою энергию на большие расстояния без использования
медные провода большого диаметра за счет сопротивления на расстоянии.Это сделало мощность постоянного тока
не рентабельно и допускает рост мощности переменного тока.

Измерительные инструменты:

Инженеры используют закон Ома
чтобы рассчитать, какое сопротивление будет иметь данный провод. Это говорит нам, сколько энергии мы
потеряет на расстоянии.

I = V / R Амперы = Вольт, деленное на сопротивление

Формулы сопротивления и проводимости:

Сопротивление = удельное сопротивление / площадь поперечного сечения

Проводимость = 1 / Сопротивление

Когда сопротивление хорошее:

Создание
Тепло в проводе обычно является признаком потери энергии, однако в вольфрамовом
или танталовой проволоки, тепло заставляет проволоку светиться и производить свет, который
может быть желательным.Вольфрам используется для изготовления нитей
потому что он имеет очень высокую температуру плавления. Проволока может сильно нагреться и
ярко светятся, не таять. Вольфрам очень плохо подходит для передачи энергии
поскольку большая часть пропускаемой энергии теряется в виде тепла и света.

По мощности
передачи мы ищем как можно более низкое удельное сопротивление, мы хотим
для передачи энергии на большие расстояния без потери энергии из-за тепла.
Мы измеряем сопротивление в проводе в Ом на 1000 футов или метров.
Чем дольше электричество должно пройти, тем больше энергии оно теряет.

Сверхпроводящий провод и сопротивление:

Вверху: Карл Роснер, Марк Бенц и другие
использовали специальные катушки сверхпроводящего провода для производства в мире
первый магнит на 10 тесла.Вместо меди используются ниобий и олово
поскольку материалы работают по-разному при разных температурах.

Одно из отличных решений для передачи энергии — это сверхпроводники.
Когда металл становится очень холодным (приближаясь к абсолютному нулю), он приобретает
проводимость бесконечности. В какой-то момент сопротивления вообще нет.
Были экспериментальные сверхпроводящие линии высокого напряжения, которые
смогли передавать мощность практически без потерь, однако технология
недостаточно развит, чтобы быть рентабельным.

Магнитные поля (индуктивность и импеданс):

Каждый провод, используемый для передачи переменного тока, создает магнитное поле, по которому течет ток. В
магнитное поле визуализируется концентрическими кольцами вокруг поперечного сечения
провода, каждое кольцо ближе к проводу имеет более прочный
магнитная сила.
Магнитные поля полезны для создания очень сильных магнитов (когда они находятся в катушке) i.е. изготовление двигателей
и генераторы, однако эти магнитные поля нежелательны в линиях электропередачи.

В то время как сопротивление провода может препятствовать прохождению тока и выделять тепло, индуктивность
провод / линия передачи также могут препятствовать прохождению тока, но это сопротивление
не выделяет тепла, так как энергия «теряется» при создании магнитного поля, а не
чем возбуждение электронов в материале. Этот импеданс называется реактивным сопротивлением переменного тока.
Схемы.Мы использовали слово «потерянный», однако сила на самом деле не потеряна, она используется для создания магнитного поля.
поле и возвращается, когда магнитное поле схлопывается.

2.) Скин-эффект:

В сети переменного тока электроны любят течь по
вне провода. Это потому, что изменение тока вперед и назад
вызывает вихревые токи, которые приводят к вытеснению тока к поверхности.

Глубина кожи

Глубина скин-слоя — это фиксированное число для данной частоты, удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости.Чем выше частота переменного тока в системе, тем сильнее сжимается ток.
на внешней стороне провода, поэтому провод, который используется с частотой 60 Гц при заданном напряжении, будет
не будет нормально на 200 МГц. Инженеры всегда должны
При проектировании цепей учитывайте скин-эффект. Увидеть
сайт Википедии для
формула, используемая для расчета глубины скин-слоя.

Ниже: более высокая частота переменного тока = меньшая глубина скин-слоя. «Более быстрый» ток чередуется вперед и назад
тем больше вихревых токов он создает. Эта высокая частота
блок питания работает в диапазоне МГц, обратите внимание на специальный провод, используемый на
право. Провод кажется многожильным и оголенным, но это не так,
он имеет прозрачное эмалевое покрытие, изолирующее его, поэтому каждая небольшая жилка
несет свою часть тока, при этом ток идет снаружи
каждой пряди.Это дает большую площадь поверхности в целом и позволяет
большое количество тока для прохождения.

3.) Типы провода:

Ниже: Видео о типах проводов, используемых в электроэнергетических компаниях:

4.)
Проволочные материалы:

Наиболее распространенным материалом для изготовления электрического провода является медь и алюминий ,
это не самые лучшие проводники, но они многочисленны и дешевы. Золото также используется в приложениях, поскольку оно устойчиво к коррозии.
Золото используется в электронике автомобильных подушек безопасности, чтобы гарантировать, что устройство
будет функционировать много лет спустя, несмотря на воздействие вредных элементов.

Золото обычно используется в контакте
области, потому что эта точка в системе более подвержена коррозии и
имеет больший окислительный потенциал.

Алюминий
обернутый вокруг стального центрального провода используется в передаче энергии, потому что
алюминий дешевле меди и не подвержен коррозии. Стальной центр
используется просто для прочности, чтобы удерживать проволоку на длинных участках. Выше
типичный кабель ACSR, используемый в воздушных линиях электропередач по всему миру.

Хорошие проводники,
твердое вещество при комнатной температуре:

Платина, серебро, золото, медь, алюминий

Статья, фото и видео М. Велана и В. Корнрумпфа

Источники:
Государственный университет Джорджии
Википедия
Волшебники Скенектади Карл Рознер. Технический центр Эдисона. 2008
Интервью с Руди Деном. Технический центр Эдисона. 2012
Видео с Денверским электродвигателем. Технический центр Эдисона. 2012
Видео с Энергетической ассоциацией Сан-Мигеля.Технический центр Эдисона. 2014 г.

Уильям Корнрумпф, инженер-электрик

Падение напряжения

: выбор правильного кабеля для длительного использования

Надежность не может быть осязаемым элементом, установленным рядом с новой печью или подключенным к док-крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; на складе и на складе; идеально подходит. Наклейка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы делаете, устанавливаете или обслуживаете.Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в устройствах.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения — это снижение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, несущие электричество, обладают внутренним сопротивлением или полным сопротивлением току. Падение напряжения — это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

Для того, чтобы оборудование работало должным образом, оно должно быть обеспечено необходимой мощностью, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт).Двигатели, генераторы, инструменты — все, что работает на электричестве — рассчитано на мощность. Правильная мощность позволяет оборудованию соответствовать проектной мощности и работать эффективно. Слишком большое или недостаточное количество энергии может привести к неэффективной работе, неэффективному использованию энергии и даже к повреждению оборудования. Вот почему так важно понимать расчет падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого приложения.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) каталогизирует требования к безопасному электрическому оборудованию и представляет собой основной руководящий документ в США.Эти кодексы служат руководством как для обученных специалистов, так и для конечных пользователей, они закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Так как же Кодекс решает проблемы падения напряжения? Для ответвлений см. NEC (NFPA 70) Раздел 215.2 (A) (3) сноска 2 и Раздел 210.19 (A) (1) сноска 4. Оба советуют, что проводники для фидеров, ведущих к жилым блокам, должны быть такого размера, чтобы предотвратить превышение падения напряжения. 3%, а максимальное общее падение напряжения как на фидерах, так и в ответвленных цепях не должно превышать 5% для «разумной эффективности работы».”

Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения в любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а общее падение напряжения на проводниках параллельной цепи и фидера не должно превышать 2,5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

Ampacity — пропускная способность кабеля по электрическому току — также связана с падением напряжения.В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной допустимой нагрузки кабеля и необходимость удовлетворения обоих требований. Раздел 310.15 (A) (1) NEC гласит, что в таблицах допустимой нагрузки не учитывается падение напряжения.

Как рассчитывается падение напряжения?

Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивлению провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать полное сопротивление и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности).Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины участка, важно выбрать правильный размер провода для длины участка, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

Воспользуйтесь следующей историей расчета падения напряжения, чтобы упростить расчет падения напряжения.

Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает 100-футовый участок 12/3 кабеля SOOW, линейный ток 12 А для оборудования, линейную цепь 120 В переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%.Согласно таблице вычислений коэффициент равен 3190. Затем умножьте текущее значение на расстояние (футы) на коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед шестью последними цифрами, и результат будет потерянным вольт или падением напряжения, которое в этом примере равно 3,8 вольт (3,2% от общего напряжения).

Поэтому, чтобы гарантировать надежность ваших продуктов, установок или обращений в службу поддержки, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и вызвать потенциальный ущерб чувствительной электронике и другим системам.К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, касающиеся падения напряжения: каждый из них предоставляет полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это неплохая расплата как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.