Расчёт сечения провода, кабеля – Ремонт220
Автор Светозар Тюменский На чтение 4 мин. Просмотров 113k. Опубликовано Обновлено
Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.
Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.
Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели – основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.
Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:
- Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
- Рабочее напряжение, В
- Потребляемая мощность, кВт и токовая нагрузка, А
Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.
Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.
Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей
Так, говоря об электропроводке дома или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» – силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп – с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току – 19 А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 – свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».
Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей
При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это – 22 А), для жил сечением 4 мм2 – не более 6 кВт.
Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей – рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В.
Вообще, для более точного расчета нужных сечений жил кабелей и проводов необходимо руководствоваться не только мощностью нагрузки и материалом изготовления жил; следует учитывать также способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в кабеле и т. д. Все эти факторы в полной мере определены основным регламентирующим документом – Правилами Устройства Электроустановок.
Таблицы выбора сечения проводов
Медные провода | ||||
Сечение токопроводящей жилы, кв.мм | Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | ||
ток, А | мощность, кВт | мощность, кВт | ||
1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
85 | 18,7 | 75 | 49,5 | |
25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
95 | 260 | 57,2 | 220 | |
120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Алюминиевые провода | ||||
Сечение токопроводящей жилы, кв.мм | Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | ||
ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
4 | 6,1 | 23 | 15,1 | |
6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
В расчете использовались данные из таблиц ПУЭ
Выбор сечения кабеля или провода. Ошибки
Как определить сечение провода? Несколько способов, пример расчета
Подбор автоматов и сечения кабеля по мощности
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 проводкаКоличество 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 изоляцииМинимальное 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 кабеляВведите 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
Сечение |
Медные жилы проводов и кабелей | |||
Токопроводящие жилы |
Напряжение 220В | Напряжение 380В | ||
мм.кв. |
Ток, А |
Мощность, кВт |
Ток, А |
Мощность, кВт |
1,5 |
19 |
4,1 |
16 |
10,5 |
2,5 |
27 |
5,9 |
25 |
16,5 |
4 |
38 |
8,3 |
30 |
19,8 |
6 |
46 |
10,1 |
40 |
26,4 |
10 |
70 |
15,4 |
50 |
33,0 |
16 |
85 |
18,7 |
75 |
49,5 |
25 |
115 |
25,3 |
90 |
59,4 |
35 |
135 |
29,7 |
115 |
75,9 |
50 |
175 |
38,5 |
145 |
95,7 |
70 |
215 |
47,3 |
180 |
118,8 |
95 |
260 |
57,2 |
220 |
145,2 |
120 |
300 |
66,0 |
260 |
171,6 |
Сечение |
Алюминиевые жилы, проводов и кабелей | |||
токопроводящие жилы |
Напряжение, 220В | Напряжение, 380В | ||
мм.кв. |
ток, А |
Мощность, кВт |
Ток, А |
Мощность, кВт |
2,5 |
20 |
4,4 |
19 |
12,5 |
4 |
28 |
6,1 |
23 |
15,1 |
6 |
36 |
7,9 |
30 |
19,8 |
10 |
50 |
11,0 |
39 |
25,7 |
16 |
60 |
13,2 |
55 |
36,3 |
25 |
85 |
18,7 |
70 |
46,2 |
35 |
100 |
22,0 |
85 |
56,1 |
50 |
135 |
29,7 |
110 |
72,6 |
70 |
165 |
36,3 |
140 |
92,4 |
95 |
200 |
44,0 |
170 |
112,2 |
120 |
230 |
50,6 |
200 |
132,0 |
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 токаДанный 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.
Выбор сечения провода, кабеля (медного, алюминиевого) по мощности. Расчет сечения исходя из диаметра (видео)
Использование полезной работы электрического тока, уже является чем-то обыденным, незаменимым и само собой разумеющимся. Действительно, с тех пор, когда были получены первые токи от первой батарейки, великим ученым Алессандро Вольтом, в далеком 1800 году, прошло всего-то два столетия. Однако теперь сеть проводов, электрических соединений буквально пронизывает все и вся на поверхности земли и в наших домах. Если всю эту сеть нескончаемых проводов представить себе со стороны, то это будет подобно нервной или кровеносной системе в нашем организме. Роль всех этих проводов для современного общества, пожалуй, не менее значима, чем функция одной из вышеупомянутых систем живого организма. Что же, раз это так важно и серьезно, то при выборе проводов и кабелей, для создания нашей собственной коммуникативной электрической сети стоит подходить с особым вниманием и придирчивостью. Дабы она работала стабильно, без сбоев и отказов. Что же в себя включает данный выбор проводов и кабелей? Во-первых, это определиться с применяемым для проводки материалом, будь то медь или алюминий. Во-вторых, определиться с количеством жил в проводнике, 2 или 3. В-третьих, необходимо подобрать сечения жил исходя из тока, которые будет проходить по проводам, то есть исходя из мощности нагрузки. В-четвертых, выбрать провод исходя из расчетного значения, ближайшее большее сечение по типоряду относительного расчетного. О мелочах и того можно говорить намного больше сказанного, поэтому пока остановимся на этом, и попытаемся все же раскрыть тему нашей статьи о расчете и выборе провода или кабеля исходя из мощности нагрузки.
Чем отличается кабель от провода
Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Не смотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.
Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.
Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию. Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.
Какой провод, кабель выбрать для прокладки проводки (моножилу или многожильный)
При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой. Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу. Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди. В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше. Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.
Выбираем провод (кабель) из меди или алюминия (документ ПЭУ)
В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот. Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться. Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 “В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…”. (До 2001 г. по имеющемуся заделу строительства допускается использование проводов и кабелей с алюминиевыми жилами) Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал. Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся – только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.
Сколько примерно потребляют бытовые приборы, и как это отразиться на выборе, расчете сечения кабеля
Итак, мы уже определились с маркировкой кабеля, что это должна быть моножила, также с тем, что это должна быть медь, да и про подводимую мощность кабеля мы тоже «заикнулись» не просто так. Ведь именно исходя из показателя проводимой мощности, будет рассчитываться провод, кабель на его применяемое сечение. Здесь все логично, прежде чем что-то рассчитать, надо исходить из начальных условий задачи. Этому нас научили еще в школе, исходные данные определяют основные пути решения. Что же, тоже самое можно сказать про расчет сечения медного провода, для расчета его сечения необходимо знать с какими токами или мощностями он будет работать. А для того чтобы нам знать токи и мощности, мы сразу должны знать, что именно будет подключено в нашей квартире, где лампочка, а где телевизор. Где компьютер, а куда мы включим зарядное устройство для телефона. Нет, конечно, со временем исходя из жизненных обстоятельств, что-то может поменяться, но нет кардинально, то есть примерная суммарная потребляемая мощность для всех наших помещений останется прежняя. Лучше всего сделать так, нарисовать план квартиры и там расставить и развешать все электроприборы, которые вам встретятся и которые запланированы. Скажем так.
Здесь неплохо было сориентироваться, сколько какой прибор потребляет. Именно для этого мы и приведем для вас таблицу ниже.
Подытожим данный абзац, мы должны представлять какие токи, мощности подводимые проводами и кабелями, должны быть обеспечены, для того, чтобы рассчитать необходимое нам сечение и выбрать подходящее. Об этом как раз далее.
Как рассчитать диаметр (сечение) провода (кабеля) исходя из силы тока, потребляемой мощности (медный и алюминиевый)
Вот мы добрались и до сути нашей статьи. Однако всё, что было выше, упускать нельзя, а значит и мы умолчать не могли.
Если попытаться изложить мысль логично и по-простому, то через каждое условное сечение проводника может пройти ток определенной силы. Заключение это вполне логичное и теперь лишь осталось узнать эти соотношения и соотнести для разных диаметров провода, исходя из его типоряда. Также нельзя умолчать, что здесь, при расчете сечения по току, в «игру вступает» и температура. Да, это новая составляющая – температура. Именно она способна повлиять на сечение. Как и почему, давайте разбираться.
Все мы знаем о броуновском движении. О постоянном смещении ионов в кристаллической решетке. Все это происходит во всех материалах, в том числе и в проводниках. Чем выше температура, тем больше будут эти колебания ионов внутри материала. А мы знаем, что ток это направленное движение частиц. Так вот, направленное движение частиц будет сталкиваться в кристаллической решетке с ионами, что приведет к повышению сопротивления для тока. Чем выше температура, тем выше электрическое сопротивление проводника. Поэтому по умолчанию, сечение провода для определенного тока принимается при комнатной температуре, то есть при 18 градусах Цельсия. Именно при этой температуре приведены все справочные значения в таблицах, в том числе и наших.
Не смотря на то, что алюминиевые провода мы не рассматриваем в качестве проводов для электропроводки, по крайней мере, в квартире, тем не менее, они много где применяются. Скажем для проводки на улице. Именно поэтому мы также приведем значения зависимостей сечения и тока и для алюминиевых проводов.
Итак, для меди и алюминия будут следующие показатели зависимости сечения провода (кабеля) от тока (мощности). Смотрите таблицу.
Таблица проводников под допустимый максимальный ток для их использования в проводке
С 2001 года алюминиевые провода для проводки в квартирах не применяются. (ПЭУ)
Да, здесь как заметил наш читатель, мы фактически не привели расчета, а лишь предоставили справочные данные, сведенные в таблицу, на основании этих расчетов. Но смеем вас замерить, что для расчетов необходимо перелопатить множество формул, и показателей. Начиная от температуры, удельного сопротивления, плотности тока и тому подобных. Поэтому такие расчеты мы оставим для спецов. При этом необходимо заметить, что и они не являются окончательными, так как могут незначительно разнится, в зависимости от стандарта на материал и запаса провода по току, применяемого в разных странах.
А вот о чем мы еще хотели бы сказать, так это о переводе сечения провода в диаметр. Это необходимо когда имеется провод, но по каким-то причинам маркировки на нем нет. В этом случае по диаметру провода можно вычислить сечения и наоборот из сечения диаметр.
Как рассчитать зависимость диаметра токопроводящей жилы (провода, кабеля) от его сечения (площади)
Этот абзац больше относится к курсу школы по геометрии алгебре, когда необходимо найти площадь круга исходя из его диаметра. Именно такая задача стоит перед тем, кто хочет перевести диаметр в сечение. Делается это очень просто.
Сечение равно по формуле – S=0,7853*D2, где D и есть диаметр окружности, а S это площадь. Также справедливо будет утверждение S=ПИ*R2 , где R – радиус
Общепринятые сечения медных проводов для проводки в квартире по сечению
Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства. Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.
Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.
Выбор сечения провода исходя из количества коммуникаций в доме (квартире) (типовые схемы проводки)
О чем еще хотелось сказать, так это о том, что лучше использовать несколько независимых линий питания для каждого из помещений в комнате или квартире. Тем самым вы не будете применять провод с сечением 10 мм 2 для всей квартиры, приброшенный во все комнаты, от которого идут отводы. Такой провод будет приходить на вводный автомат, а затем от него, в соответствии с мощностью потребляемой нагрузки будут разведены выбранные сечения проводов, для каждого из помещений.
Типовая принципиальная схема электропроводки для квартиры или дома с электрической плитой (с указанием сечения кабеля для электроприборов)
Подводя итог о выборе сечения провода (кабеля) в зависимости от силы тока (мощности)
Если вы прочитали всю нашу статью, и все наши выкладки, то наверняка уже осознали насколько сложно и одновременно просто выбрать алюминиевый или медный провод, по сечению исходя из токовой нагрузки и мощности. Да, расчет сечения потребует знания множества формул, поправок на материал и температуру, при этом если воспользоваться справочными таблицами, которые мы и привели, то все просто и понятно.
Что же, кроме выбора сечения провода необходимо будет правильно соединить между собой провода, использовать соответствующие автоматы, УЗО, розетки и выключатели. Не забывать про особенности схемы подключения проводки в квартире. Все это скажется на выборе сечения провода в вашем конкретном случае. И только в этом случае, когда вы учтете все факторы, воспользуетесь справочными материалами, правильно смонтируете все элементы, можно будет говорить о том, что все сделано как надо!
Видео о подборе сечения проводник в зависимости от тока (А)
Основные принципы по выбоу сечения, исходя из тока питания еще раз рассмотрены в этом видео.
Расчет сечения проводов и кабелей по потребляемой мощности, таблицы
В современном технологическом мире электричество практически стало на один уровень по значимости с водой и воздухом. Применяется оно в практически любой сфере человеческой деятельности. Появилось такое понятие, как электричество еще в далеком 1600 году, до этого мы знали об электричестве не больше древних греков. Но со временем оно начало более широко распространяться, и только в 1920 году оно начало вытеснять керосиновые лампы с освещения улиц. С тех пор электрический ток начал стремительно распространяться, и сейчас он есть даже в самой глухой деревушке как минимум освещая дом и для коммуникаций по телефону.
Само электричество представляет из себя поток направленных зарядов, движущихся по проводнику. Проводником является вещество способное пропускать через себя эти сами электрические заряды, но у каждого проводника есть сопротивление (кроме так называемых сверхпроводников, сопротивление у сверхпроводников равняется нулю, такое состояние достижимо за счет понижения температуры до -273,4 градуса по Цельсию).
Но в быту сверхпроводников, конечно же, еще нету, да и появиться в промышленных масштабах еще нескоро. В повседневности, как правило, ток пропускается через провода, а в качестве жилы используется в основном медные или алюминиевые провода. Медь и алюминий популярны прежде всего, за счет своих свойств проводимости, которая обратно электрическому сопротивлению, а также из-за дешевизны, по сравнению, например, с золотом или серебром.
Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?
Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.
Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.
Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.
Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:
- Телевизор — 160 Вт
- Холодильник — 300 Вт
- Освещение — 500 Вт
- Персональный компьютер — 550 Вт
- Пылесос — 600 Вт
- СВЧ-печь — 700 Вт
- Электрочайник — 1150 Вт
- Утюг — 1750 Вт
- Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
- Стиральная машина — 2650 Вт
- Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.
Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.
Расчет сечения провода для сети с одной фазой (однофазной)
Расчет сечения провода осуществляется с помощью следующей формулы:
I = (P × K и ) / (U × cos(φ) )
где:
I — сила тока;
- P — мощность всех потребителей энергии в сумме
- K и — коэффициент одновременности, как правило, для расчетов принимается общепринятое значение 0,75
- U — фазное напряжение, которое составляет 220V но может колебаться в пределах от 210V до 240V.
- cos(φ) — для бытовых однофазных приборов эта величина сталая, и равняется 1.
Если есть необходимость рассчитать ток быстрее, то можно опустить значение cos(φ) и значение K и . Результат в таком случае отличается в меньшую сторону на 15%, если мы применим формулу:
I = P / U
Когда мы нашли мощность потребления тока по формуле, можно начать выбирать кабель, который подходит нам по мощности. Вернее, его площади сечения. Ниже приведена специальная таблица в которой предоставлены данные, где сопоставляется величина тока, сечение кабеля и потребляемая мощность.
Данные могут различаться для проводов изготовленных из разных металлов. Сегодня для применения в жилых помещениях, как правило, используется медный, жесткий кабель. Алюминиевый кабель практически не применяется. Но все же во многих старых домах, алюминиевый кабель все еще присутствует.
Таблица расчетной мощности кабеля по току. Выбор сечения медного кабеля, производится по следующим параметрам:
Также приведем таблицу для расчета потребляемого тока алюминиевого кабеля:
Если значение мощности получилось среднее между двумя показателями, то необходимо выбрать значение сечения провода в большую сторону. Так как запас мощности должен присутствовать.
Расчет сечения провода сети с тремя фазами (трехфазной)
А теперь разберем формулу подсчета сечения провода для трехфазных сетей.
Для рассчета сечения питающего кабеля воспользуемся следующей формулой:
I = P / (√3 × U × cos(φ))
Где:
- I — сила тока, по которой выбирается площадь сечения кабеля
- U — фазовое напряжение, 220V
- Cos φ — угол сдвига фаз
- P — показывает общее потребление всех электроприборов
Cos φ — в приведенной формуле крайне важен, так как самолично влияет на силу тока. Он различается для разного оборудования, с этим параметром чаще всего можно ознакомиться в технической документации, или соответствующей маркировкой на корпусе.
Общая мощность находится очень просто, мы суммируем значение всех показателей мощности, и используем получившееся число в расчетах.
Отличительной особенностью в трехфазной сети, является то, что более тонкий провод способен выдержать большую нагрузку. Подбирается необходимое нам сечение провода, по нижеприведенной таблице.
Расчет сечения провода по потребляемому току применяемый в трехфазной сети, используется с применением такой величины как √3. Это значение нужно для упрощения внешнего вида самой формулы:
U линейное = √3 × U фазное
Данным образом при возникновении необходимости заменяется произведение корня и фазного напряжения на линейное напряжение. Эта величина равняется 380V (U линейное = 380V).
Понятие длительного тока
Также один не менее важный момент при выборе кабеля для трехфазной и однофазной сети состоит в том, что необходимо учитывать такое понятие, которое звучит как допустимый длительный ток. Этот параметр показывает нам силу тока в кабеле, которую может выдержать провод в течение неограниченного количества времени. Определить эго можно в специальной таблице. Также для алюминиевых и медных проводников они существенно различаются.
В случае когда данный параметр превышает допустимые значения, начинается перегрев проводника. Температура нагрева является обратно пропорциональной силе тока.
Температура на некоторых участках может увеличиваться не только из-за неверно подобранного сечения провода, а и при плохом контакте. К примеру, в месте скрутки проводов. Такое довольно часто происходит в месте контакта медных кабелей и алюминиевых. В связи с этим поверхность металлов подвергается окислению, покрываясь оксидной пленкой, что весьма сильно ухудшает контакт. В таком месте кабель будет нагреваться выше допустимой температуры.
Когда мы провели все расчеты, и сверились с данными из таблиц, можно смело идти в специализированный магазин и покупать необходимые Вам кабели для прокладки сети у себя дома или на даче. Главное ваше преимущество перед, например, вашим соседом будет в том что вы полностью разобрались в данном вопросе с помощью нашей статьи, и сэкономите кучу денег, не переплачивая за то, что вам хотел продать магазин. Да и знать о том, как рассчитать сечение тока для медных или алюминиевых проводов никогда не будет лишним, и мы уверены что знания полученные у нас, неоднократно пригодятся на вашем жизненном пути.
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 токаСобираем 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 техникеЕсли 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 электроприборовНаходите 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.
Сечение кабеля, мм2 | Диаметр проводника, мм | Медный провод | Алюминиевый провод | ||||
Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | ||||
220 В | 380 В | 220 В | 380 В | ||||
0,5 мм2 | 0,80 мм | 6 А | 1,3 кВт | 2,3 кВт | |||
0,75 мм2 | 0,98 мм | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт | |||
1,0 мм2 | 1,13 мм | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт | |||
1,5 мм2 | 1,38 мм | 15 А | 3,3 кВт | 5,7 кВт | 10 А | 2,2 кВт | 3,8 кВт |
2,0 мм2 | 1,60 мм | 19 А | 4,2 кВт | 7,2 кВт | 14 А | 3,1 кВт | 5,3 кВт |
2,5 мм2 | 1,78 мм | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт | 16 А | 3,5 кВт | 6,1 кВт |
4,0 мм2 | 2,26 мм | 27 А | 5,9 кВт | 10,3 кВт | 21 А | 4,6 кВт | 8,0 кВт |
6,0 мм2 | 2,76 мм | 34 А | 7,5 кВт | 12,9 кВт | 26 А | 5,7 кВт | 9,9 кВт |
10,0 мм2 | 3,57 мм | 50 А | 11,0 кВт | 19,0 кВт | 38 А | 8,4 кВт | 14,4 кВт |
16,0 мм2 | 4,51 мм | 80 А | 17,6 кВт | 30,4 кВт | 55 А | 12,1 кВт | 20,9 кВт |
25,0 мм2 | 5,64 мм | 100 А | 22,0 кВт | 38,0 кВт | 65 А | 14,3 кВт | 24,7 кВт |
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 токаОбращать 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 длинеВообще, 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 прокладкиИ 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.
Расчёт сечения кабеля провода по мощности току 220
Ток Амп | 220 Вольт | 380 Вольт | Сечение mm2 |
1 А | 0,22 кВт | 0,66 кВт | 0.5 mm2 |
2 А | 0,44 кВт | 1,3 кВт | 0.5 mm2 |
3 А | 0,66 кВт | 1,97 кВт | 0.75 mm2 |
4 А | 0,88 кВт | 2,63 кВт | 0.75 mm2 |
5 А | 1,1 кВт | 3,3 кВт | 1.0 mm2 |
6 А | 1,32 кВт | 3,9 кВт | 1.0 mm2 |
10 А | 2,2 кВт | 6,6 кВт | 1.5 mm2 |
16 А | 3,52 кВт | 10,5 кВт | 1.5 mm2 |
25 А | 5,5 кВт | 16,45 кВт | 2.5 mm2 |
35 А | 7,7 кВт | 23,03 кВт | 4.0 mm2 |
42 А | 9,2 кВт | 27,6 кВт | 6.0 mm2 |
55 А | 12.1 кВт | 36.19 кВт | 10 mm2 |
75 А | 16,5 кВт | 49,36 кВт | 16 mm2 |
95 А | 20,9 кВт | 62.52 кВт | 25 mm2 |
120 А | 26.4 кВт | 78.98 кВт | 35 mm2 |
145 А | 31,9 кВт | 95,43 кВт | 50 mm2 |
180 А | 39,6 кВт | 118,4 кВт | 70 mm2 |
220 А | 48,4 кВт | 144.7 кВт | 95 mm2 |
260 А | 57,2 кВт | 171.1 кВт | 120 mm2 |
305 А | 67.1 кВт | 200,7 кВт | 150 mm2 |
350 А | 77 кВт | 230.3 кВт | 185 mm2 |
***
Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то мощность в однофазной сети можно вычислить по формуле: P = I * U.
Например рассчитать мощность: ток I – 16 Амп умножаем на напряжение U – 220 Вольт и получаем мощность P – 3.520 ватт или 3.52 кВт.
Например рассчитать силу тока по формуле I = P / U: Мощность P – 8800 Ватт или 8.8 кВт делим на напряжение U – 220 Вольт и получаем силу тока I – 40 Амп.
Значит в квартире в однофазной сети с напряжением 220 Вольт и сечением кабеля 6 mm2, на 40 Амперный автомат можно подключить электрооборудования не более 8.8 кВт.
Mощность в трехфазной сети можно вычислить по формуле: P = 1.732 * U * I
Например рассчитать мощность: Корень из 3 или 1.732 умножаем на напряжение U – 380 Вольт и умножаем на ток I – 25 Амп получаем мощность P – 16.45 кВт или 16450 ватт.
Например рассчитать силу тока в трёхфазной сети по формуле I = P / (1.732 * U): Мощность p – 16 кВт или 16000 ват делим на значение в скобках (Корень из 3 или 1.732 умножить на U – 380 Вольт)
Ток I = Мощность P – 16000 делим на U – 658.1793 и получаем силу тока I – 24.3 Амп.
***
1. Эл. щит в магазине
В результате проверки было выявлено следующее (небольшой перекос по фазам A B C).
На фотографии выше, показано стрелками, подключение кабеля Головной станции к автомату 32 амп., и произведены замеры тока по фазам, которые составляют – фаза А – 17.3 амп., фаза В – 9.1 амп., фаза С – 19.4 амп. (Показания Соответствуют Рабочим Параметрам)
На фотографии ниже , стрелками показано подключение к автомату 50 амп. в ВРУ дома (вводное распределительное устройство дома), и сделаны замеры тока полной нагрузки по фазам. Они составляют фаза А -17 амп. фаза В – 11 амп. фаза С -26 амп. (Показания Соответствуют Рабочим Параметрам )
Данные показания соответствуют рабочим параметрам и не считаются аварийными. Сечение кабеля в эл. щите соответствует заявленным параметрам нагрузки.
На фотографии выше также указана аварийная фаза с обгоревшей изоляцией. Это могло произойти от послабления в местах соединения, плохого контакта, замыкания, повышенной нагрузки. На данный момент нагрузка соответствует нормам.
Также на фотографии сверху показано где можно дополнительно снять нагрузку.
Пояснение: Нет смысла снимать нагрузку в полтора киловатта с фазы С, которая питает некоторые комнаты магазина. А вот если добавить на Головной станции дополнительный кондиционер двух киловаттный, на фазу В, то нагрузка по фазам примерно станет равномерная, по 20 – 25 АМП. на одну фазу. И в обязательном порядке провести ППР(Планово-предупредительный ремонт) электрооборудования. Протяжку болтовых соединений. осмотр автоматических пускателей, контактов.
***
2. ВРУ в доме
Таблица сечения медного провода по мощности
Надежная и безопасная работа любых электрических приборов и оборудования во многом зависит от правильного выбора проводов. Большое значение имеет сечение медного провода, таблица позволяет определить его необходимые параметры, в зависимости от токовой нагрузки и мощности. Неправильный подбор кабельной продукции может вызвать короткое замыкание и последующее возгорание. При небольшом сечении провода и слишком высокой мощности оборудования произойдет его перегрев, что вызовет аварийную ситуацию.
Сечение и мощность провода
При выборе кабельной продукции в первую очередь необходимо учитывать существенные различия между медными и алюминиевыми проводами.
Сечение проводов по току и мощности таблица
Медь является более устойчивой к различного рода изгибам, она обладает более высокой электропроводностью и меньше подвержена воздействию коррозии. Поэтому одна и та же нагрузка предусматривает меньшее сечение медного провода по сравнению с алюминиевым. В любом случае, приобретая электропровод, нужно делать определенный запас его сечения, на случай возрастания нагрузок в перспективе, когда будет устанавливаться новая бытовая техника. Кроме того, сечение должно соответствовать максимальной нагрузке, токам автоматов или других защитных устройств.
Величина тока относится к основным показателям, оказывающим влияние на расчеты площади сечения проводов. То есть, определенная площадь имеет возможность пропускать через себя определенное количество тока в течение продолжительного времени. Этот параметр также называется длительно допустимой нагрузкой.
Само сечение представляет собой общую площадь, которую имеет срез токопроводящей жилы. Для его определения используется формула вычисления площади круга. Таким образом, Sкр. = π × r2, где число π = 3,14, а r – будет радиусом измеряемой окружности. При наличии в кабельной жиле сразу нескольких проводников, измеряется диаметр каждого из них, а затем полученные данные суммируются. Чтобы найти радиус, нужно вначале измерить диаметр проволоки с помощью микрометра или штангенциркуля. Наиболее эффективным методом считается определение площади сечения по специальным таблицам, с учетом необходимых показателей.
Прежде всего, принимаются во внимание конкретные условия эксплуатации, а также предполагаемая величина максимального тока, который будет протекать по данному кабелю в течение продолжительного времени.
Сечение медных проводов и мощность электрооборудования
Перед монтажом того или иного электрического оборудования необходимо выполнить все расчеты. Они проводятся с учетом полной мощности будущих потребителей электроэнергии. Если монтируется сразу несколько единиц оборудования, то расчеты проводятся в соответствии с их суммарной мощностью.
Нагрузка и сечение провода таблица
Мощности каждого прибора указываются на корпусе или в технической документации на изделие и отражаются в ваттах (Вт) или киловаттах (кВт). Для того, чтобы рассчитать сечение медного провода по мощности, таблица со специальными параметрами поможет подобрать наиболее оптимальный вариант.
В стандартных городских квартирах как правило действует однофазная система электроснабжения, напряжение которой составляет 220 вольт. Расчеты проводятся с учетом так называемого коэффициента одновременности, составляющему 0,7. Этот показатель означает возможность одновременного включения около 70% установленного оборудования. Данный коэффициент нужно умножить на значение суммарной мощности всех имеющихся приборов. По полученному результату в таблице определяется необходимое сечение проводки в соответствии с заданными техническими и эксплуатационными условиями.
Как определить сечение для многожильного провода
Советы по электрическому подключению: что является горячим, нейтральным и заземленным
Перед тем, как приступить к выполнению любого проекта или усовершенствования вашей электрической системы, вы должны иметь некоторое представление о том, как она работает. Электропроводка – это то, как электричество распределяется по всему дому, что, возможно, делает ее наиболее важной частью вашей электрической системы. Но как по проводке можно транспортировать электричество?
Ответ становится яснее, если мы посмотрим на три роли, которые должна выполнять проводка: горячая, нейтральная и заземленная.Эти три компонента работают в тандеме для распределения электроэнергии по всему дому, а также помогают поддерживать электробезопасность. Рекомендуется понимать возможности каждого компонента.
Для домовладельцев Милуоки, которым нужны советы по электромонтажу, компания Roman Electric разработала направляющую для проводов под напряжением, нейтрали и заземления. Следуйте нашему руководству ниже, чтобы лучше понять вашу электрическую систему!
Горячая проволокаГорячая проволока используется в качестве начальной подачи энергии в цепь.Он передает ток от источника питания к розетке. Действуя в качестве первого экземпляра цепи, они всегда проводят электричество, а это означает, что прикасаться к горячей проволоке, пока есть источник питания, питающий ее, опасно.
Горячий провод идентифицируется по его черному корпусу. Это основной цвет горячей проволоки для большинства домов. Однако другие горячие провода могут быть красными, синими или желтыми, хотя эти цвета могут указывать на другую функцию, помимо питания розетки. Тем не менее, со всей горячей проволокой следует обращаться одинаково: не касайтесь горячей проволоки, если нет подключенного и работающего источника питания.
Нейтральный проводПосле того, как горячий провод инициализировал начало цепи, должен быть другой провод для замыкания цепи. Эту роль выполняет нейтральный провод. Нейтральный провод возвращает схему к исходному источнику питания. В частности, нейтральный провод соединяет цепь с землей или шиной, обычно подключаемой к электрической панели. Это обеспечивает циркуляцию токов в вашей электрической системе, что позволяет полностью использовать электричество. Кроме того, это предотвращает возникновение неисправного или избыточного тока в вашей розетке.
Нейтральные провода обозначаются белым или серым корпусом. Хотя они не всегда могут пропускать электрический ток, с ними следует обращаться так же осторожно, как с горячей проволокой.
Провод заземленияИтак, если горячая и нейтраль уже используются для создания цепи, какая роль остается? Ответ – конечно же безопасность! Провод заземления действует как защита от нестабильных электрических токов. В нормальных условиях цепи заземляющий провод не пропускает ток.Но когда происходит электрическая авария, такая как короткое замыкание, заземляющий провод отводит нестабильный ток от вашей электрической системы и направляет его к земле.
Заземляющий провод легко узнать по зеленому корпусу. Но не во всех домах он может быть. Хотя это требование NEC для новых домов, в старых домах не всегда есть заземляющий провод. Чтобы узнать, есть ли в вашем доме провод заземления, проверьте свои розетки. Если у ваших розеток три контакта, значит, в вашем доме есть заземляющий провод.Если выводов только два, заземляющий провод использовать нельзя. В последнем случае мы рекомендуем проконсультироваться с Roman Electric, чтобы определить, можно ли в вашем доме установить новый провод заземления.
Заходите на сайт Roman Electric, чтобы получить больше советов по электромонтажу! И обращайтесь к нам за доступными и качественными услугами по электромонтажу и ремонту. Позвоните нам по телефону 414-771-5400, чтобы связаться с ведущими специалистами по электрике Милуоки.
Ссылки по теме:
Простое электрическое заземление – Ель
Модернизируйте розетку с двумя зубцами новым GFCI – The Spruce
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 моменты:
-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. Удельное 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 С.П. Штейнмецу пришлось сначала разберитесь с математикой и физикой.
Питание переменного тока:
В сети переменного тока 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 правильные 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 источника 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 прошедшей 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: сверхпроводящий проволоку можно превратить в металлическую «ленту» |
Вверху: Карл Роснер, Марк Бенц и другие использовали специальные катушки сверхпроводящего провода для производства всего мира первый магнит 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.
Вверху: инженеры преодолевают скин-эффект с помощью изолированного многожильного провода. Если вы сделаете отдельные пряди равными одной толщине скин-слоя, большая часть тока будет протекать по всей поперечное сечение, и вы используете всю медь. Обратной стороной является то, что ваш провод должен иметь больший размер. диаметр, так как вам нужно все дополнительное пространство для утепления. По мере того, как проволочные пряди становятся меньше в диаметре, а изоляция остается той же толщины, соотношение площади меди к изоляции может стать меньше единицы, тогда у вас будет больше изоляции, чем медь в обмотке или кабеле. |
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 проволоки 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.
Вверху: Компактный люминесцентный легкая электроника, трансформатор очень маленький и спроектирован очень дешево. Эти детали часто выходят из строя до окончания типичного жизненный цикл агрегата » |
|
|
3.) Типы проводов:
ЭЛЕКТРОПРОВОДКА 1880-х годов по сегодняшний день:
|
|
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.
Вверху: золото, использованное в разъемы для микросхем Motorola |
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
Мне нравится “Power”, но, пожалуйста, перестаньте сравнивать его с “The Wire”.
Хит-драма Starz “Power” подходит к концу после потрясающих шести сезонов. Шоу, созданное и продюсером которого выступили Кортни А. Кемп и Кертис Джексон, он же 50 Cent, имело бешеный успех с самого начала в 2014 году, мгновенно завоевав культ поклонников, привлекая миллионы поклонников, вдохновив на создание популярных подкастов и запустив шоу. карьеры и повышение узнаваемости многих актеров.Мне грустно видеть, что “Power” выходит, и я рада, что она привлекает столько внимания.
Как ни странно, но в последние несколько недель фанаты, искренне прощаясь, берут на себя смелость сравнить “Power” с “The Wire” HBO. Они задаются вопросом, какой сериал лучше, у кого лучшие персонажи и почему. Это безумие даже заставило #TheWire стать популярным в Твиттере. И для людей, участвующих в разговоре, прекратите это. Послушайте, и Power, и The Wire – потрясающее телевидение, но сравнивать их просто смешно по слишком многим причинам.Без «Провода» не было бы «Силы».
“Power” выходит в эфир в воскресенье вечером в 20:00. ET, но доступен в полночь через опцию Starz On-Demand, и я один из тех миллионов фанатов, которые не могут дождаться официального эфирного времени. Даже если я устал или разбит долгими пятничными и пьяными субботними вечерами, я все равно настраиваюсь. В центре шоу – Джеймс «Призрак» Сент-Патрик (Омари Хардвик), богатый бизнесмен, добившийся успеха как владелец элитного ночного клуба и наркобарон, в первую очередь то, как он зарабатывал деньги на покупку клубов.Ночная жизнь должна была стать его стратегией выхода из преступной жизни; однако его красивая и стратегическая жена Таша (Натури Нотон) вместе с его лучшим другом, уличным бизнес-партнером и сообщником Томми Иганом (Джозеф Сикора) продолжают находить способы вернуть его. Спойлер: они не нужно сделать много убедительных – особенно когда Призрак разжигает пламя со своей школьной возлюбленной, ныне федеральным прокурором Анжелой «Энджи» Вальдес (Лела Лорен). Роман Призрака с Энджи вызывает споры и вызывает ряд проблем, которые не давали покоя стольким зрителям, как я, последние шесть сезонов.
А еще есть «The Wire», созданный Дэвидом Саймоном, который проходил с 2002 по 2008 год. Как и «Power», «The Wire» положил начало карьере многих талантливых актеров, включая Идриса Эльбу, Вуда Харриса, Андре Ройо, Соню Сон. , и Доминик Уэст, чтобы назвать некоторых. Хотя упомянутый талант сыграл решающую роль, он поддерживал главного героя шоу: Балтимора. Балтимор является центральным персонажем «The Wire» – вот почему нельзя сравнивать шоу с «Power». «Власть» снимали в Нью-Йорке; однако сюжетные линии, включающие любовь, преступление, нелояльность и то, как они влияют на различных вовлеченных персонажей, могли произойти где угодно: в Балтиморе, округ Колумбия, Чикаго, Л.А. или даже Атланта. «The Wire», с другой стороны, мог существовать только в Балтиморе.
По общему признанию, я всю жизнь проживаю в Балтиморе, поэтому моя оценка может показаться предвзятой. Но это не так, главным образом потому, что я думаю, что для некоторых шоу параметры настройки являются неотъемлемой частью их идентичности: такие шоу, как «Закон и порядок: SVU», могли существовать только в Нью-Йорке; Инглвуд – часть “Небезопасного”; «Снегопад» мог случиться только в Лос-Анджелесе; и FX “Atlanta”, ну, это в названии. Эти шоу демонстрируют просторечие, разговорные выражения и стиль, характерный для городов, в которых они базируются; «Власть» – нет.
Кроме того, несмотря на мои связи с Балтимором, я даже не смотрел серию «The Wire» до тех пор, пока через несколько лет после того, как шоу не вышло из эфира; это было то, чего многие из нас, местных, не делали. В то время как самый крупный проект Саймона на сегодняшний день завоевал мировую популярность и внимание, я – подобно многим уличным парням, изображенным в сериале, – не бежал домой, чтобы настроиться на него. Мы жили этим и даже не могли понять, почему кто-то в Нью-Йорке. Йорк или Лос-Анджелес позаботятся о шоу, базирующемся в нашем маленьком городке Балтиморе.Это, и у многих из нас просто не было HBO.
Меня не заставляли смотреть “The Wire”, пока я не поступил в колледж Балтиморского университета и не перестал общаться с группой моих одноклассников – от предзаконных площадок и язвительных английских специальностей до парней из уголовного правосудия, которые не могли перестать говорить о своей повседневной работе – поклялся им. «The Wire», «The Wire» и «The Wire» были всем, о чем они говорили. Все их комментарии и мнения – особенно в отношении чернокожих жителей Балтимора – были основаны на “The Wire” или взяты из него.«Эти ребята нашли способ включить« The Wire »в каждый разговор, от неудавшейся работы полиции до политики и бедных школ. Я должен был это увидеть.
«The Wire» было первым телешоу, которое я когда-либо смотрел с запоем, и меня не удивило, что многие из моих одноклассников ошиблись. Многие из них просто использовали рассказы Саймона, чтобы усилить свои предубеждения. Я слышал слишком много аргументов о том, что хорошая полиция терпит поражение из-за того, что система сломана, но недостаточно, чтобы предоставить бедным и черным гражданам Балтимора такую же репутацию.Копы могут винить систему, а мы не можем? Саймон не создавал «The Wire» для определения действий чернокожих жителей Балтимора, наркоманов и торговцев наркотиками, не больше, чем он пытается оправдать действия причудливых и / или агрессивных полицейских, учителей и политиков, многие из которых являются черными. также. Цель Саймона – выявить все дыры в системе, все системы, в которых мы вынуждены выжить, будь то полицейский, наркоман, репортер или студент. Великая связь, единственное, что есть у всех этих различных этнических групп, карьерных путей и людей, заключается в том, что они подписываются на некую несовершенную систему, которая запрещает определенный прогресс, и никто ничего не может с этим поделать, потому что неудача одного человека всегда является валютой другого человека.Саймон блестяще выявляет эти недостатки и использует историю города как средство объяснения.
«The Wire» переплетает сюжетные линии от торговли наркотиками до охраны правопорядка, от красной черты до образования, от бедности поколений до зависимости от представлений о том, что происходит, когда вы покидаете департамент или с улицы, или если это вообще возможно. Это помогло многим уличным парням, таким как я, увидеть человечность, которая существует в полицейских и наоборот, но, что наиболее важно, это вызвало жесткие разговоры и заставило людей глубже изучить себя и роль, которую они играют в развитии и разрушении мест, где они обитают.
«Власть» романтичнее. Сексуальные сцены длиннее и интимнее, персонажи более гламурны, и это действительно похоже на захватывающую мелодраматическую мыльную оперу с наркотиками. Как уже говорилось, я фанат “Power”, но когда вы снимаете слои, это менее реалистично, чем “The Wire”, и выполняет только одну роль: развлечение.
«The Wire» – это исторический обучающий инструмент, основанный на реальных людях, системах и событиях. У «Власти» есть юристы, которые одновременно служат копами, офицеры полиции Нью-Йорка, которые руководят ФРС, и главный герой, который в буквальном смысле является серийным убийцей – серийным убийцей, которого никто не называет серийным убийцей, потому что он подстрижен и спортивно подтянут. костюмы.Политические аспекты и сюжетные линии полиции в «Power» не так развиты, как в «The Wire»; однако Power предлагает более четкое представление об элементах, которые мешают семейным и личным отношениям.
“Power” и “The Wire” чрезвычайно смотрибельны. В обоих этих шоу есть большая ценность, поскольку они одарили меня интересным развлечением, шутками и битвами в Твиттере, а также перспективами, которые я никогда не смог бы полностью раскрыть самостоятельно. Но все же, если бы мне пришлось выбирать, я бы рекомендовал «The Wire» вместо «Power», потому что вы не сможете понять предпосылку «Power» или то, как крупный американский город может создать такого человека, как Ghost, без « “The Wire” сообщает о роли системы в его боли и о том, почему он никогда не сможет сбежать.
«Power» выкатывает свой последний сезон по воскресеньям на Starz. “The Wire” можно смотреть на канале HBO Now.
Что такое проводное питание? – Подключение InterConnect
На днях я услышал, как кто-то сказал слова «power-by-wire», и мои паучьи чувства оживились, и я почувствовал внутри ненасытное покалывание любопытства. Боковое примечание №1: неудивительно, что моя лучшая подруга Дебора недавно подарила мне футболку, которую я надевал на собраниях Zoom по борьбе с пандемией, с надписью «ВНИМАНИЕ: МОЖЕТ СПОНТАННО ГОВОРИТЬ О САМОЛЕТАХ».
Я взял на себя задачу узнать, что означает “питание по проводам”, и посмотреть, чем / отличается ли он от “по проводам”. Боковое примечание №2: в начале этого года я написал статью, чтобы научить таких же не инженеров, как я, принципу «полет по проводам». Вы можете увидеть эту статью здесь.
Итак, являются ли термины «электропитание по проводам» и «по проводам» синонимами? Если бы вы сказали «нет», вы были бы правы, хотя это своего рода вопрос с подвохом. Электропитание по проводам на самом деле является описанием или, если хотите, подмножеством проводных схем.Что я имею в виду? Что ж, power-by-wire – это схемы механической передачи в системах управления полетом по проводам.
В самолетах, таких как F-16, UH-60 и F-35, производитель самолетов, в данном случае Lockheed Martin, хотел устранить громоздкие и тяжелые гидравлические цепи и заменить их цепью электропитания. Предупреждение: формулировка типа инженерного ботаника следующая… Силовые цепи питают электрические или автономные электрогидравлические приводы, которые управляются цифровыми компьютерами управления полетом.Все преимущества цифрового беспроводного управления сохраняются, поскольку компоненты с автономным управлением по проводам строго дополняют компоненты с автономным управлением … Рад высказать эти слова.
Существует три основных преимущества самолета с электроприводом: (1) возможность резервирования цепей питания и более тесная интеграция между системами управления полетом самолета и его системами авионики, (2) снижение затрат на техническое обслуживание из-за отсутствия гидравлики, и, наконец, (3) самое большое преимущество – снижение веса.
Еще в октябре 2000 года Lockheed Martin успешно выполнила полет на F-16 Power-By-Wire без какой-либо механической поддержки. Фактически, наша компания InterConnect Wiring сыграла свою роль в успехе этого самолета. Это была программа под названием J / IST, которая требовала, чтобы InterConnect изготавливал несколько жгутов электропроводки с множеством исправлений «на лету» – это не каламбур.
Демонстрационный образец технологии Power-by-Wire от Lockheed Martin F-16 совершил свой первый полет 24 октября 2000 года, став первым самолетом, который летал с полностью электрическим приводом управления полетом и без механического дублирования.
Я нашел статью о Power-By-Wire в Aviation Today , написанную Джеймсом Рэмси, опубликованную 1 мая 2001 года. Ниже приводится отрывок из его статьи:
«Новая электрогидростатическая система управления полетом и питания, предназначенная для Joint Strike Fighter (JSF), обещает произвести революцию в технологии управления полетом по проводам. Команда Lockheed Martin JSF, назвав это «power-by-wire», разработала систему и использовала ее на F-16 ВВС США в рамках программы Joint Strike Fighter Integrated Subsystem Technology (J / IST).Конструкция электрического актуатора на самом деле была разработана Исследовательской лабораторией ВВС США.
Lockheed Martin считает, что эта система будет иметь такое же важное значение для снижения риска истребителей, как и F-16, когда в 1970-х годах стал первым серийным истребителем в США, оснащенным электронным управлением полетом.
«Это первая технология управления полетом нового поколения, – говорит Деннис Эйке, менеджер программы J / IST компании Lockheed Martin Aeronautics Co.». «Мы добились успеха в разработке, интеграции и тестировании [системы].”
Lockheed Martin включила систему электропитания в проектное предложение по концепции предпочтительной системы вооружения X-35 (PWSC) на этапе проектирования и производства (EMD) программы JSF ».
Ну, это почти все, что я хочу рассказать о Power-By-Wire на этой неделе. Мне действительно показалась интересной эта старая статья в журнале SAE, в которой показан приведенный ниже старый отрывок 1978 года о приводе в движение самолетов.
Примечание № 3: Посмотрим… в 1978 году мне был 1 год.Ладно, неправда. Добавьте к этому еще 10. ☹
Сообщите мне, если вы хотите поговорить о Power-By-Wire или просто запросить расценки на электрическую систему вашего самолета.
СвязанныеPower-By-Wire – Авиация сегодня
Новая электрогидростатическая система управления полетом и питания, предназначенная для Joint Strike Fighter (JSF), обещает произвести революцию в технологии автономного управления полетом. Команда Lockheed Martin JSF, назвав это «power-by-wire», разработала систему и применила ее на U.S. Air Force F-16 в рамках программы Joint Strike Fighter Integrated Subsystem Technology (J / IST). Конструкция электрического актуатора на самом деле была разработана Исследовательской лабораторией ВВС США.
Lockheed Martin считает, что эта система будет иметь такое же важное значение для снижения риска истребителей, как и F-16, когда в 1970-х годах стал первым серийным истребителем в США, оснащенным электронным управлением полетом.
«Это первая технология управления полетом нового поколения, – говорит Деннис Эйке, менеджер программы J / IST Lockheed Martin Aeronautics Co.«Мы добились успеха в разработке, интеграции и тестировании [системы]».
Lockheed Martin включила систему электропитания в проектное предложение по концепции предпочтительной системы вооружения X-35 (PWSC) для этапа проектирования и производства (EMD) программы JSF, представленное в феврале. Информация была передана конкуренту JSF, Boeing. Хотя команда Boeing JSF предлагает другую систему управления полетом для своего проекта X-32 (см. Врезку), программный офис JSF может санкционировать использование системы Lockheed Martin для серийных истребителей независимо от того, какая команда выиграет соревнование.
Уменьшение веса и стоимости
Новый пакет подсистем управления полетом включает в себя электрическую систему с питанием по запросу и электрический привод (вместо традиционного, большого, тяжелого и сложного в обслуживании гидравлического привода) поверхностей управления полетом. Lockheed Martin утверждает, что правительственные исследования показывают, что новый подход может обеспечить снижение затрат на закупку до 5%, снижение затрат жизненного цикла на 3% и снижение общей взлетной массы на 6%.
«Мы обнаружили, что система аварийного и вторичного энергоснабжения намного проще и чище, если использовать электрический подход», – говорит Эйке.«Это позволяет сделать самолет намного меньше и проще».
Он добавляет, что это может уменьшить вес самолета на целых 700 фунтов (315 кг), но не потому, что сама система легче. «Мы уменьшаем вес гидравлической системы, вес вторичной энергосистемы и системы терморегулирования, потому что мы не выделяем столько тепла.
«Но мы компенсируем это относительно более сложной системой срабатывания», – добавляет Эйке. “Если вы не изучаете торговлю на уровне авиалайнера, вы не увидите преимуществ.
«Мы также упрощаем техническое обслуживание самолета. Если вам необходимо заменить привод, вам не придется выпускать воздух из гидравлических систем и разрывать гидравлические соединения, что может вызвать проблемы с окружающей средой».
В сверхзвуковом полете
Программа J / IST была предназначена для снижения риска некоторых новых технологий, выбранных в качестве кандидатов для программы JSF. Демонстрационный самолет F-16, созданный ВВС США по программе Advanced Fighter Technology Integration (AFTI), совершил свой первый полет с пакетом подсистем Power-by-Wire в октябре прошлого года.24. С тех пор эффективность управления полетом была продемонстрирована во время сверхзвукового полета со скоростью 1,3 Маха. Самолет выполнял маневры летного качества на сверхзвуке, в том числе повороты на 5 g, «дуплеты» по тангажу, крену и рысканью, а также боковые скольжения. Испытания также включали ударные миссии на малой высоте и возможность для команды Lockheed Martin изучить термическое поведение подсистем исполнительного механизма и генератора.
В ходе интеграции и наземного тестирования «мы боролись в нескольких областях», – признает Эйке.«Но как только мы начали летные испытания, система привода, а также система выработки электроэнергии показали себя очень хорошо».
Между прочим, AFTI F-16, который продемонстрировал передовые технологии в 10 различных программах испытаний с момента своего первого полета в 1978 году, завершил свои последние испытания и был отправлен в музей ВВС в Дейтоне, штат Огайо.
Подразделение систем управления Parker Hannifin в Ирвине, Калифорния, и Hamilton Sundstrand Aerospace в Рокфорде, штат Иллинойс, являются двумя основными поставщиками, которые работали с Lockheed Martin над разработкой системы электропитания по проводам.Parker Hannifin поставляет систему управления полетом, а Hamilton Sundstrand – (двойную, электрически изолированную) систему выработки электроэнергии постоянного тока на 270 Вольт. В команду J / IST также входят компании Honeywell, Lucas Aerospace, Eagle-Picher и BAE Systems.
Эволюция программы
Разработка системы электропитания началась в исследовательских лабораториях ВВС в начале 1980-х годов. До 1995 года отраслевая группа работала с правительством над определением ключевых технологических элементов для программы JSF, которые необходимо было доработать для поддержки фазы EMD, на которой разрабатывается серийная версия самолета.
В 1995 году программный офис JSF заключил три контракта – один с Lockheed Martin, один с McDonnell Douglas (теперь входит в состав Boeing) и другой с Boeing, – на совместную работу над совершенствованием ключевых аспектов этой интегрированной технологии подсистем. Lockheed Martin работал над разработкой компонентов и системной интеграцией в течение пяти лет, готовясь продемонстрировать технологию Power-by-Wire в прошлом году, установив систему на AFTI F-16. «Если честно, большая часть работы была проделана нашими заменяющими Паркер Ханнифином и Хэмилтоном Сандстрандом», – признает он.«Мы интегрировали эти системы в AFTI F-16, который был системой управления полетом. Нам пришлось внести некоторые изменения в систему управления полетом, чтобы взаимодействовать с этой новой системой приведения в действие, изменить аварийную систему и электрическую архитектуру, чтобы включить новую систему питания, и обеспечить бесперебойное питание исполнительной системы. И мы провели демонстрационные летные испытания ».
Чем новая электрогидростатическая система отличается от обычной электродистанционной системы управления полетом, установленной на большинстве новых истребителей, на военном авиалайнере C-17, а также на коммерческих транспортных средствах Boeing 777 и Airbus?
Двойной уровень
Глядя на обычный F-16, можно сказать, что система управления полетом по проводам имеет два уровня, объясняет Эйке.Один из них – это верхний уровень, или «контрольный» уровень, который является тройным или четырехкратным резервированием. Он работает от 28 В постоянного тока и отправляет аналоговые командные сигналы на каждый из исполнительных механизмов управления полетом. Этот сигнал приводит в действие регулирующие клапаны (расположенные с исполнительными механизмами), которые распределяют жидкость из насоса высокого давления для позиционирования управляющей поверхности.
Другой уровень называется «стороной силы». На обычном F-16 гидравлические системы с двойным приводом от двигателя на 3000 фунтов на квадратный дюйм обеспечивают гидравлическую энергию для каждого привода первичной поверхности управления.Гидравлическая система обеспечивает силу, которая позволяет приводу приводить поверхность управления в желаемое положение.
В новой электрогидростатической конструкции для JSF: «Мы сохранили (электрическую) систему управления относительно прежней … У нас есть компьютер управления полетом, который взаимодействует с новой системой приведения в действие. Мы выдернули гидравлическую систему, и установить новую систему электропитания постоянного тока на 270 В. У нас есть два канала питания, которые обеспечивают мощность для каждого исполнительного механизма », – объясняет Эйке.
Новая электрическая система обеспечивает питание пяти двойных блоков силовой электроники, по одному на каждый привод. Блок силовой электроники регулирует мощность для привода сдвоенных двигателей / насосов, по сути, двух независимых гидравлических систем, автономных в каждом приводе. Отдельный уровень управления подает сигнал силовой электронике исполнительного механизма, чтобы «сказать» исполнительному механизму, в какую сторону двигаться. Двойной двигатель / насосы преобразуют электрическую мощность постоянного напряжения в гидравлическую энергию, позволяя поршню на приводе перемещать поверхность управления.
Принимая тепло
В PWSC Lockheed Martin для JSF новая интегрированная электрическая система также обеспечивает электроэнергией авионику и другие системы. Переход к системе распределения электроэнергии и электрического привода упрощает вторичные системы энергоснабжения и управления температурой, «и именно здесь мы действительно получаем экономию, – утверждает Эйке, – поскольку мы получаем некоторое повышение избыточности и эффективности за счет минимизации или уменьшения тепловыделения в самолет.«
В современных системах терморегулирования высокоскоростных истребителей, таких как F-16, энергия, генерируемая двумя гидравлическими системами, рассеивается в топливной системе. В то время как приводы F-16 работают при давлении 3000 фунтов на квадратный дюйм, новый электрический привод работает от 300 до 3000 фунтов на квадратный дюйм, обеспечивая питание по запросу.
«При прямом и горизонтальном полете вы действительно не генерируете столько энергии», – отмечает Эйке. «Требуемая электрическая мощность невелика. В наших демонстрациях мы работали с мощностью около 500 Вт на привод.
«В предыдущей гидравлической системе питания вы передавали мощность в привод, независимо от того, использовали вы его или нет», – продолжает он. «Вся эта энергия превращается в тепло – тысячи БТЕ – и сбрасывается в топливную систему.
«С новыми (электрогидростатическими) исполнительными системами, если вы не выделяете тепло, вам не нужно его рассеивать. Это гораздо более чистая вторичная система питания. Нам не нужно обеспечивать вторичную и аварийную источник гидравлической энергии », – говорит Эйке.
Это освобождает нас – дает нам больше теплового запаса, который мы можем применить к другим системам на самолете, или мы можем уменьшить вес и объем нашей системы регулирования температуры, чтобы компенсировать это, делая наш самолет меньше, легче и дешевле ».
Система Боинга
Компания Boeing не использовала электрогидростатические приводы (EHA) на своем демонстрационном самолете X-32 Joint Strike Fighter (JSF) и не включила их в свое предложение по концепции предпочтительной системы вооружения (PWSC).В системе управления полетом Boeing основные поверхности управления полетом приводятся в действие гидравлическими приводами, приводимыми в действие резервными централизованными гидравлическими системами на 5000 фунтов на квадратный дюйм. Компания утверждает, что исследования показали, что современные гидравлические системы на 5000 фунтов на квадратный дюйм лучше, чем EHA, с точки зрения стоимости, веса и удобства обслуживания.
Boeing поделился результатами исследований J / IST и «широко использовал методологии J / IST для разработки архитектуры подсистем для предлагаемой концепции JSF», по словам представителя Boeing.«Компания J / IST добивалась преимуществ на уровне транспортных средств за счет логической интеграции подсистем самолета. Этот подход был применен к предлагаемой нами концепции и использован для разработки нашей усовершенствованной архитектуры пневматически интегрированной вторичной системы питания».
Boeing считает, что «очень маловероятно», что министерство обороны США будет диктовать использование системы электрогидростатического привода, «поскольку они тесно сотрудничали с нами по мере развития нашей концепции привода». Офис программы JSF не стал комментировать предлагаемые системы управления полетом Boeing или Lockheed Martin, потому что следующий этап программы в настоящее время находится на этапе выбора источника.
Силовой провод: OFC против CCA
Когда дело доходит до сильноточной проводки в автомобиле, доступны два типа многожильных силовых проводов: сплошная медь и алюминий с медным покрытием. В этой статье рассматриваются различия между каждым типом проводов и объясняются проблемы, связанные с обеспечением того, чтобы ваше сильноточное устройство получало мощность, необходимую для выполнения той работы, которую вы хотите.
Провод питания автомобильной аудиосистемы: общие сведения
В мобильных приложениях или в любом месте, где проводник может подвергаться движению или вибрации, рекомендуется использовать только многожильные проводники.Сплошные проводники (например, однопроволочная домашняя проводка) могут иметь немного большую площадь проводника для данного диаметра провода, но со временем сплошной провод может затвердеть, стать хрупким и в конечном итоге сломаться от повторяющихся возвратно-поступательных движений. Представьте, что вы используете сплошные медные провода большого сечения в кабельном кожухе в дверном косяке или в багажнике или крышке люка. Это рецепт катастрофы.
Термин OFC (бескислородная медь) стал использоваться в качестве синонима для одножильных или полностью медных проводников.На самом деле OFC – это сплошная медь. Когда расплавленная медь отливается и втягивается в проводник, процесс изготовления проводника из бескислородной меди снижает содержание кислорода в проводе. Если все сделано идеально, содержание меди и кислорода составляет около 42 частей на миллион (PPM) по сравнению с обычной медью с содержанием, которое примерно в шесть раз больше.
В индустрии мобильной электроники невозможно узнать, является ли приобретаемый вами сплошной медный проводник бескислородным или нет, если вы не можете лично наблюдать за процессом литья.Каждый в отрасли использует «OFC» для отрезка провода, не покрытого медью из алюминия (CCA).
Если посмотреть на альтернативу, у нас есть проводники CCA. В этих проводниках сердечник провода представляет собой цилиндр из алюминия, а вокруг него – слой меди. Сбоку он выглядит как медь, но если отрезать кусок и посмотреть на его конец, можно увидеть содержание серого алюминия.
Возможны и другие варианты. Некоторые компании производят полностью медные многожильные провода, но для предотвращения коррозии внешнюю сторону каждой жилы покрывают тонким слоем олова.
Провод питания автомобильной аудиосистемы: размер
Когда дело доходит до протекающего электричества или, точнее, протекающих электронов, самое важное, что нужно учитывать, – это размер провода. В индустрии мобильной электроники мы используем стандарт American Wire Gauge (AWG). Это устанавливает определенный диаметр для проводника. Это не спорная цифра – дирижер либо соответствует стандарту, либо нет.
Здесь начинаются игры. В нашей отрасли используется второй термин: калибр. В производстве стального листа калибр является важным инструментом для определения толщины материала.В автомобильной аудиосистеме это ничего не значит. Если вы какое-то время были в отрасли, вы видели провода, которые, как утверждается, имеют нулевой калибр, но имеют площадь проводника, эквивалентную 6 AWG. Если на проводе указан калибр 4, то, к сожалению, у вас нет другого способа узнать его размер, кроме как попытаться измерить его.
Перерезание провода и осмотр местности тоже не всегда рассказывают историю. Некоторые провода намотаны довольно слабо. Это делает проволоку очень гибкой, но делает это потому, что вокруг жил остается пространство.Вы жертвуете эффективной площадью поперечного сечения проводника ради гибкости.
Провод питания автомобильной аудиосистемы: материалы
В сплошном медном многожильном проводе мы в идеале хотим, чтобы все было чистой медью. Тем не менее, чистая медь довольно дорога, хотя стоимость чистой меди за последние несколько лет снизилась; в настоящее время на товарном рынке он составляет около 2–2,25 доллара за фунт. Когда производитель хочет приобрести проволоку, существует множество вариантов: количество прядей, способ плетения прядей и пучков, степень их плотности и т. Д.Производители также могут выбирать «вид» меди, из которой они делают проводники. Это может быть чистая медь, переработанная медь или медный сплав. Опять же, у вас нет возможности узнать, если вы не являетесь свидетелем процесса.
Пусть вас не пугают вариации цвета меди. Сплошной медный проводник всегда превосходит проводник CCA. Самая большая проблема с автомобильной аудиосистемой CCA заключается в том, что в ней не указывается и не будет указываться соотношение меди и алюминия. Существуют публично выставленные измерения различных образцов проводов CCA, в которых провод меньшего диаметра превосходит провод немного большего размера, поскольку в нем меньше алюминия и больше меди.Если вы не измеряете это самостоятельно, вы просто не знаете.
Сам по себе, фунт за фунтом, алюминий имеет примерно на 60% большее сопротивление потоку электричества. Когда мы говорим о проводе CCA, там есть немного меди; в большинстве случаев разница уменьшается до 30-40%.
Провод питания автомобильной аудиосистемы: вызов
Этот комплект питания Audison Connection Power Kit оснащен медным проводом OFC.Когда вы смотрите на проводку автомобильной аудиосистемы, нет никакого способа узнать, что вы получаете с комплектом усилителя CCA или рулоном проводов.Некоторые производители делают провода CCA, которые работают почти так же хорошо, как сплошная медь. Фактически, одна компания выпускает КСА увеличенного размера, который имеет меньшее сопротивление на фут, чем сплошная медь. Обратной стороной является то, что провод не подходит ко многим разъемам или клеммным колодкам. В целом, если вы не хотите тратить время на измерение свойств приобретаемого вами комплекта, лучше придерживаться твердой меди.
С точки зрения долгосрочных преимуществ, сплошная медная проволока намного лучше сопротивляется коррозии, чем проводка CCA.В климате, где зимой используется дорожная соль или рассол для защиты поверхностей от льда, мы видели случаи, когда незащищенные силовые провода CCA полностью выходили из строя менее чем за два года. Зачем рисковать производительностью аудиосистемы, если можно просто выбрать сплошной медный провод?
Как узнать, что вы получаете что-то хорошее? Ассоциация потребительских технологий (ранее Ассоциация бытовой электроники) разработала стандарт для электропроводки. Она называется спецификацией CTA-2015 (ранее CEA-2015).В нем описаны минимальные стандарты электропроводки для использования в мобильных электронных устройствах. Стандарты включают в себя то, что провод должен быть многопроволочным из твердой меди, минимальное количество жил для данного размера провода AWG, а также площадь провода и его максимальное сопротивление. Если вы будете придерживаться брендов, поддерживающих стандарт CTA-2015, у вас никогда не должно возникнуть проблем.
Чтобы распечатать эту статью в формате PDF, щелкните здесь. Спасибо нашему читателю Чаку Уайту за предоставленный нам PDF-файл.
Сопутствующие4 варианта технологии плоских проводов для увеличения доступа к электроэнергии
Доступ к гибким вариантам электропитания становится ключевой проблемой на рабочем месте сегодня.Будь то простая реконфигурация пространства или необходимость увеличения доступа к электроэнергии в более старом помещении, есть несколько решений для достижения гибкой, реконфигурируемой мощности. Технология плоского провода позволяет питанию беспрепятственно проходить под ковровой плиткой, что упрощает маскировку, но есть также варианты кабельных каналов, которые очень функциональны и гарантируют, что ваше силовое решение не будет угрозой безопасности. Вот 4 технологических варианта, которые улучшат ваш доступ к электроэнергии без затрат и жесткости колонкового бурения, рытья траншей или напольных ящиков.
1. Кабельные каналы Connectrac
Сверхнизкопрофильные кабельные каналы Connectrac обеспечивают возможность подключения и доступа к электропитанию двумя способами: «на ковре» или «на полу».
Кабельные каналы Connectrac для ковровых покрытий обеспечивают скрытую мощность и технологические возможности подключения, объединяя центральный кабельный канал из экструдированного алюминия, окруженный сверхнизкими наклонными переходными пандусами в полу, создавая тонкое решение для кабельных каналов.
Решение Connectrac для установки на полу: Изображение предоставлено ConnectracСистема проводных каналов Connectrac для установки на полу устанавливается непосредственно на пол любого типа.Чрезвычайно прочный и низкопрофильный кабельный канал предлагает широкий спектр возможностей подключения.
Конструктивные факторы:
+ открытые каналы для прокладки любых кабелей
+ опция «лежачий полицейский» с алюминиевым каналом, доступным в нескольких вариантах отделки
+ резка в полевых условиях с пластиковыми и деревянными фланцами
+ может выполнять розетки на конце или на основании
+ несколько цепей
Распределение для:
АВ, электрические, данные
Тип пола:
+ Ковер, под или над ковровой плиткой или ткацким станком
+ Монтаж на поверхность по дереву, бетону
Приложения:
Зоны минимальной реконфигурируемости (конференц-залы, рабочие станции, частные офисы)
Дополнительная информация:
Веб-сайт Connectrac
Видео о продукте
2.Плоский кабель Commscope
Ранее Tyco Amp Netconnect, это решение предполагает использование полностью плоского медного кабельного канала, который разрезается в полевых условиях и может использоваться под ковровой плиткой.
Расчетные факторы:
+ полностью плоское решение для резки в полевых условиях
+ тонкая пленка с ковровым покрытием
+ пластиковая коробка со скошенной кромкой в точке подключения
+ несколько цепей
+ не может монтироваться на поверхность, должен проходить под ковровой плиткой ( не ткацкий)
Распределение для:
Электрооборудование, данные, AV (только CAT-6)
Тип пола:
Ковровая плитка
Приложения:
Зоны минимальной реконфигурируемости (конференц-залы, рабочие станции, частные офисы)
Дополнительная информация:
Сайт компании
3.Wiremold Over Floor Raceway (OFR)
Wiremold OFR Series Overfloor Raceway System обеспечивает четыре канала емкости и доступ к широкому спектру возможностей подключения питания, связи и аудио / видео в самом маленьком, самом низком, самом узком, совместимом с ADA профиле, доступном в системах напольных каналов. Эта система устанавливается поверх существующих напольных покрытий и одновременно устойчива к взлому и удобна для установщика, что делает ее идеальным решением для перемещаемых или постоянных установок, когда доступ через полы и потолки невозможен.
Изображение предоставлено Legrand Расчетные факторы:
+ открытые каналы для прокладки любых кабелей
+ стальной канал, шириной 6 дюймов и высотой 7/16 дюймов
+ полевой разрез
+ Канал можно прокладывать вертикально, конечная точка не видна
Распределение для:
АВ, электрические, данные
Тип пола:
Дерево, бетон, ковровая плитка или ткацкий станок
Приложения:
Зоны без возможности перенастройки (конференц-залы, рабочие станции, частные офисы)
Дополнительная информация:
Веб-сайт компании
Видео о продукте
4.Резьба Steelcase
Thread – это ультратонкое решение для рабочего места, которое удобно ложится под ковер. На высоте всего 3/16 дюйма гусеница Thread легко интегрируется в пространство, обеспечивая питание мебели и пользователей, не влияя на пешеходное движение. Установить Thread так же просто, как укладывать ковер, благодаря модульности, позволяющей легко перенастроить. Электроэнергия может быть легко добавлена к новому строительству или переоборудована в существующие помещения.
Изображение предоставлено Steelcase Изображение предоставлено Steelcase Конструктивные факторы:
+ стандартное приращение длины
+ плоская модульная силовая дорожка, 3/16 ″ высотой
+ стоячие башни, которые можно перемещать, где бы ни потребовалась энергия
Распределение для:
Только электрические
Тип пола:
Ковровая плитка
Приложения:
Области, которые часто настраиваются (классы, места общего пользования)
Дополнительная информация:
Веб-сайт компании
Видео о продукте
И, наконец, вот краткое изложение всех четырех вариантов! Нужна помощь? Наша техническая команда может ответить на любые ваши вопросы.