Содержание

Выбор сечения кабеля по мощности и току

При проектировании электрической сети очень важно рассчитать максимальную мощность всех потребителей. Грубо говоря, это суммарная мощность всех приборов в доме. 

Для этого вам необходимо найти на каждом приборе табличку с указанием его мощности. Также определить мощность прибора можно по его инструкции. Для приборов производства России, Белоруссии и Украины мощность на приборах обозначается как Вт (ватты) или кВт (киловатты). 1 киловатт = 1000 ватт. Для приборов зарубежного производства мощность указывается буквой W. На приборах указание максимальной мощности обозначается префиксом TOT или TOT.MAX, например TOT.MAX 2200W обозначает, что максимальная мощность прибора 2200 Вт = 2,2 кВт.

Основными потребителями электроэнергии являются: электрические обогреватели всех конструкций, электрические плиты, плитки, духовки, электрочайники, кондиционеры, стиральные машины, водонагреватели, теплые полы. Именно мощность этих приборов учитывайте в первую очередь.

Итак, вы определили мощность всех основных приборов и просуммировали ее. Получилось, например, 8 кВт. Добавим примерно 30% запаса, получится 10,4 кВт. По таблице, приведенной ниже мы можем увидеть, что для мощности 11,0 кВт необходим кабель с сечением жилы не менее 10 мм

2. Это довольно толстый провод.

Также необходимо учитывать, что при большой длине линии (более 10 метров) в кабеле будут дополнительные потери, связанные с его сопротивлением. Поэтому, чем длиннее линия, тем толще должен быть кабель, иначе на его конце вы получите заниженное напряжение.

сечение кабеля, мм2

медный провод алюминиевый провод
ток, А мощность, кВт ток, А мощность, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
1,5153,35,7102,23,8
2,0194,27,2143,15,3
2,5214,68,0
16
3,56,1
4,0275,910,3214,68,0
6,0347,512,9265,79,9
10,05011,019,0388,414,4
16,08017,630,45512,120,9
25,010022,038,06514,324,7

Дополнительные формулы для вычисления тока, напряжения, сопротивления и мощности:


Расчет сечения кабеля по мощности: таблицы и формулы | Стройка/Ремонт (своими руками)

Электросети являются потенциальным источником пожарной опасности. Чтобы свести к минимуму возможность аварии, монтаж внутридомовой проводки осуществляется в строгом соответствии с установленными техническими нормативами. Рассмотрим правила правильного выбора необходимого материала, таблицу сечения кабелей по мощности, нюансы расчета нагрузки на электросети.

Для чего нужен расчёт сечения кабеля

Основное требование, предъявляемое к линиям электропередач – безопасность их эксплуатации. Поэтому, с особой внимательностью следует подходить к выбору сечения кабеля по току. Если оно окажется чересчур маленьким, проводка будет греться из-за большой нагрузки. Это, в свою очередь, способно привести к расплавлению изоляционной оплётки, короткому замыканию с последующим пожаром.

Основное требование, предъявляемое к линиям электропередач – безопасность их эксплуатации. Поэтому, с особой внимательностью следует подходить к выбору сечения кабеля по току. Если оно окажется чересчур маленьким, проводка будет греться из-за большой нагрузки. Это, в свою очередь, способно привести к расплавлению изоляционной оплётки, короткому замыканию с последующим пожаром.

Использование проводов слишком большого сечения обезопасит дом от возгорания, но приведёт к неоправданному перерасходу денежных средств. Самый рациональный вариант при прокладке проводки – подобрать кабеля с оптимальным сечением жилы. Точные рекомендации по правильному подбору проводки даны в гл. №1.3 «Правил установки электрооборудования».

Выбор площади поперечного сечения проводника производится в соответствии со следующими параметрами:

  • Сила тока (А).
  • Мощность тока (кВт).
  • Материал изготовления проводки (медь или алюминий).
  • Количество фаз (1 или 3).

Выбираем сечение по мощности

Выбор сечения провода в зависимости от мощности тока начинается с проведения небольших расчётов. Для этого следует сложить общую мощность электрических устройств, которые будут одновременно включаться в квартире. На каждом приборе обычно указывается его мощность в ваттах или киловаттах. В будущем возможно приобретение новых бытовых электроприборов, поэтому к полученной суммарной мощности нужно прибавить ещё 1-2 киловатта.

Выбор сечения провода в зависимости от мощности тока начинается с проведения небольших расчётов. Для этого следует сложить общую мощность электрических устройств, которые будут одновременно включаться в квартире. На каждом приборе обычно указывается его мощность в ваттах или киловаттах. В будущем возможно приобретение новых бытовых электроприборов, поэтому к полученной суммарной мощности нужно прибавить ещё 1-2 киловатта.

Для устройства внутридомовой электропроводки рекомендуется использовать медные кабели. Они, хотя и стоят дороже алюминиевых, но обладают большей гибкостью, долговечностью и лучшей электропроводностью. Ниже представлены таблицы выбора сечения кабеля по мощности и силе тока для медной проводки.

Таблица 1. Вычисление мощности медной однофазной проводки напряжением в 220 вольт

Таблица 1. Вычисление мощности медной однофазной проводки напряжением в 220 вольт

Таблица 2. Подбор сечения кабеля для медной трёхфазной проводки напряжением в 380 вольт.

Таблица 2. Подбор сечения кабеля для медной трёхфазной проводки напряжением в 380 вольт.

Таблица сечения проводки в зависимости от силы и мощности тока для алюминиевых проводов выглядит иначе. В представленных выше таблицах приведены показатели соотношения сечение – ток, в зависимости от его мощности и силы.

Сила тока, проходящего по проводнику, не является постоянной величиной, и может изменяться в зависимости от следующих показателей:

  • Длина провода.
  • Размера сечения.
  • Показатель удельного сопротивления материала, из которого он сделан.
  • Температура проводника. С нагревом проводки сила тока падает.

Ниже показаны соотношения «сила тока – сечение провода» для различных вариантов прокладки. Основные цифры отдельно указаны для медных и алюминиевых проводов.

Таблица 3. Подбор сечения кабеля по мощности для алюминиевой однофазной проводки напряжением в 220 вольт.

Таблица 3. Подбор сечения кабеля по мощности для алюминиевой однофазной проводки напряжением в 220 вольт.

Таблица 4. Подбор сечения кабеля для алюминиевой трёхфазной проводки напряжением 380 вольт.

Таблица 4. Подбор сечения кабеля для алюминиевой трёхфазной проводки напряжением 380 вольт.

Как рассчитать по току

В представленных выше таблицах приведены показатели соотношения сечение – ток, в зависимости от его мощности и силы. Сила тока, проходящего по проводнику, не является постоянной величиной, и может изменяться в зависимости от следующих показателей:

  • Длина провода.
  • Размера сечения.
  • Показатель удельного сопротивления материала, из которого он сделан.
  • Температура проводника. С нагревом проводки сила тока падает.

В таблицах ниже приведены соотношения «сила тока – сечение провода» для различных вариантов прокладки. Основные цифры отдельно указаны для медных и алюминиевых проводов.

Таблица 5. Соотношение силы тока и сечение алюминиевой проводки.

Таблица 5. Соотношение силы тока и сечение алюминиевой проводки.

Таблица 6. Соотношение силы тока и сечение медной проводки.

Таблица 6. Соотношение силы тока и сечение медной проводки.

Расчёт сечения кабеля по мощности и длине

Из-за сопротивления материала происходит некоторая потеря напряжения при прохождении тока сквозь проводник. Чем длиннее проводка, тем большая величина этих потерь. Однако, ощутимые потери могут возникнуть на линиях электропередач протяжённостью, измеряемой километрами. Для бытовой проводки они столь несущественны, что ими можно вполне пренебречь.

Рассчитываются основные показатели электротока по следующим формулам:

  • Сила тока: I = Р / (U cos ф), где:
    I - искомая сила тока.
    Р - мощность.
    U - напряжение.
    cos ф - коэффициент, применяемый для бытовой проводки. Обычно принимается за единицу.
  • Сопротивление провода: Rо=р L / S, где:
    Rо - удельное сопротивление проводника.
    р - удельное сопротивление материала, из которого он изготовлен (медь или алюминий).
    L - длина проводки.
    S - площадь сечения провода.

Открытая и закрытая прокладка проводов

При расчёте нагрузки на кабель принимается во внимание и особенности прокладки электрической линии. Существует два способа её размещения - закрытый и открытый. В стенах, изготовленных из негорючих стройматериалов – бетона, кирпича, – применяют закрытую прокладку, в специально проделанных канавках-штробах.

В деревянных зданиях проводка прокладывается открытым способом, в защитных кабель-каналах или в гофрированных трубах. Для закрытого способа монтажа используют плоские провода, а для открытой-округлые.

Источник: https://vodatyt.ru/elektrika/raschet-secheniya-kabelya.html

Вам была полезна эта статья? Ставьте палец вверх! Подпишитесь на мой канал и давайте общаться в комментариях!
С уважением, Пётр Андреевич.

Таблица выбора сечения силового кабеля. Термины в электротехническом оборудовании. Информация. Shop220

 Выбор сечения силового кабеля по мощности.

При подборе электрического силового кабеля или провода очень важен правильный выбор и расчет его сечения. Прежде всего правильный выбор силового кабеля обеспечит безопасность вам, вашей семье и вашему имуществу, ведь значительная часть пожаров возникает именно из-за не правильно расчитанного и выбранного кабеля.
Первое на что необходимо обратить свое внимание при выборе электрического кабеля, это из какого материала выполнены его жилы. В настоящее время основными материалами изготовления кабельной продукции являются алюминий и медь. Алюминиевый кабель в отличии от медного имеет меньшую стоимость, однако он намного хуже по ряду параметров: обладает меньшей электропроводностью, прочностью, сроком службы. Срок службы алюминиевой проводки составляет около 10-15 лет, а срок службы медной около 20-25 лет. Но при этом следует учитывать условия эксплуатации проводов: возможные систематические перегрузки, воздействие агрессивных условий внешней среды. Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ).

Также при выборе электрического силового кабеля необходимо правильно подобрать его марку. Даже если в вашем доме нет заземляющего проводника, приобретайте трёхжильный кабель с заземляющим проводом. Он обязательно понадобится вам в будущем.

Таблица выбора сечения медного силового кабеля для электропроводки.
Таблица выбора сечения алюминиевого силового кабеля для электропроводки.

 

Силовой кабель ВВГ – это электрический кабель, который состоит из медных, однопроволочных жил и покрыт ПВХ-изоляцией черного цвета. Форма ВВГ бывает круглой или плоской. По сравнению с NYM (НУМ), более компактен, и поэтому его легко укладывать в штробы или каналы. Сильно выделяют негорючий его вид, имеющий маркировку нг (силовой кабель ВВГнг). В оболочке и изоляции ВВГнг имеются противопожарные добавки, которые делают его использование намного более электробезопасным. ВВГ (нг) можно использовать и во влажных, и в сухих помещениях. Кабель хорошо подходит для монтажа электропроводки жилых и не жилых помещений и имеет невысокую стоимость.

Силовой кабель NYM (НУМ)  - электрический кабель круглой формы, изготавливается медными однопроволочными жилами, имеющими ПВХ-изоляцию серого цвета, и двумя оболочками, делающими его еще более пожаробезопасным.  Используется для стационарной прокладки осветительных и силовых цепей номинальным напряжением до 660В и частотой 50 Гц.
Кабель силовой NYM близок по назначению и параметрам к кабелю ВВГ (нг) и отличается улучшенными эксплуатационными характеристиками: мелонаполненный резиновый заполнитель между жилами и оболочкой придаёт кабелю круглую форму, облегчающую герметизацию мест ввода в электротехнические устройства и упрощает разделку концов.

Провод ПВС - представляет собой гибкий электрический кабель, имеющий круглую форму, в состав которого входят скрученные многопроволочные медные жилы с ПВХ-изоляцией белого цвета. Хорошая гибкость делает этот провод отличным выбором для использования в качестве сетевого провода для подключения бытовых приборов, так же его еще называют - соединительный провод. Однако и для монтажа электропроводки ПВС вполне подходит: работу с ним необходимо проводить при температуре от -15°С до + 40°С.

Нажмите на логотип производителя, чтобы посмотреть все его товары в каталоге.

Таблица нагрузки проводов по сечению. Расчет сечения кабеля по току, мощности, длине

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

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

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

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

Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

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

Этап #1 - расчет реактивной и активной мощности

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

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

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

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

P = U * I ,

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

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

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

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

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

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

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

Для нахождения полной мощности применяют формулу:

P = P р / cosφ ,

Где P р – реактивная мощность в Вт.

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

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

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

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

Этап #2 - поиск коэффициентов одновременности и запаса

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

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

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

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

Этап #3 - выполнение расчета геометрическим методом

Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм 2 .

Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать проволоки проводника.

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

S = π*R 2 = π*D 2 /4 , или наоборот

D = √(4*S / π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h * m ,

  • S – площадь жилы в мм 2 ;
  • R – радиус жилы в мм;
  • D – диаметр жилы в мм;
  • h, m – ширина и высота соответственно в мм;
  • π — число пи, равное 3,14.

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

S = N*D 2 /1,27 ,

Где N – число проволочек в жиле.

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

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

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

Этап #4 -рассчитываем сечение по мощности на практике

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

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

Решение :

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

P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт

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

Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм 2 . Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм 2 .

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

Галерея изображений

Расчет сечения по току

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

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

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

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

Этап #1 - расчет силы тока по формулам

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

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

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

I = P/U л ,

  • I - cила тока, принимается в амперах;
  • P - мощность в ваттах;
  • U л - линейное напряжение в вольтах.

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

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

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

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

  1. U л = 220 В для однофазного напряжения.
  2. U л = 380 В для трехфазного напряжения.

I = (I1+I2+…IN)*K*J ,

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

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

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

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

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

Этап #2 - выбор подходящего сечения по таблицам

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

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

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

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

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

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

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

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

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

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

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет и выбор медных жил до 6 мм 2 или алюминиевых до 10 мм 2 ведется как для длительного тока.

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Т пв

где T пв - отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

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

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

Этап #3 - расчет сечения проводника по току на примере

Расчет падения напряжения

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

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

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S ,

U пад = I * R ,

U % = (U пад / U лин) * 100 ,

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

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Пример расчета переноски

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

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

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

U пад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

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

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

Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

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

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

Кабельная продукция сейчас представлена на рынке в широком ассортименте, поперечное сечение жил составляет от 0,35 мм.кв. и выше, в данной статье будет приведен пример расчета сечения кабеля .

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника .

Неправильный выбор сечения кабеля для бытовой проводки, может привести к таким результатам:

1. Погонный метр чересчур толстой жилы будет стоить дороже, что нанесет значительный "удар" по бюджету.

2. Жилы вскоре начнут нагреваться и будут плавить изоляцию, если будет выбран неподходящий диаметр проводника (меньший, чем необходимо) и это вскоре может привести к короткому замыканию или самовозгоранию электропроводки.

Чтобы не потратить средства впустую, необходимо перед началом монтажа электропроводки в квартире или доме, выполнить правильный расчет сечения кабеля в зависимости от силы тока, мощности и длины линии.

Расчет сечения кабеля по мощности электроприборов.

Каждый кабель имеет номинальную мощность, которую при работе электроприборов он способен выдержать. Когда мощность всех электроприборов в квартире будет превышать расчетный показатель проводника, то аварии в скором времени не избежать.

Рассчитать мощность электроприборов в квартире или доме можно самостоятельно, для этого необходимо выписать на лист бумаги характеристики каждого прибора отдельно (телевизора, пылесоса, плиты, светильников). Затем все полученные значения суммируются, а готовое число используется для выбора оптимального диаметра.

Формула расчета мощности имеет такой вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8 , где: P1..Pn-мощность каждого электроприбора, кВт

Стоит обратить внимание на то, что число, которое получилось нужно умножить на поправочный коэффициент - 0,8. Обозначает этот коэффициент то, что одновременно будет работать только 80% из всех электроприборов. Такой расчет будет более логичным, потому что, пылесос или фен, точно не будет находиться в использовании длительное время без перерыва.

Пример расчета сечения кабеля по мощности указан в таблицах:

Для проводника с алюминиевыми жилами.

Для проводника с медными жилами.

Как видно из таблиц, свои данные имеют значения для каждого определенного вида кабеля , потребуется лишь найти ближайшее из значений мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

На примере расчет сечения кабеля по мощности выглядит так:

Допустим, что в квартире суммарная мощность всех приборов составляет 13 кВт. Необходимо полученное значение умножить на коэффициент 0,8, в результате это даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Затем подходящее значение нужно найти в колонке таблицы. Ближайшая цифра 10,1 при однофазной сети (220В напряжение) и при трехфазной сети цифра 10,5. Значит останавливаем выбор сечения при однофазной сети на 6-милимметровом проводнике или при трехфазной на 1,5-милимметровом.

Расчет сечения кабеля по токовой нагрузке.

Более точный расчет сечения кабеля по току , поэтому пользоваться им лучше всего. Суть расчета аналогична, но в данном случает необходимо только определить какая будет токовая нагрузка на электропроводку. Сначала нужно рассчитать по формулам силу тока для каждого из электроприборов.

Средняя мощность бытовых электроприборов

Пример отображения мощности электроприбора (в данном случае ЖК телевизор)

Для расчета необходимо воспользоваться такой формулой, если в квартире однофазная сеть:

I=P/(U×cosφ)

Когда же сеть трехфазная, то формула будет иметь такой вид:

I=P/(1,73×U×cosφ) , где P - электрическая мощность нагрузки, Вт;

  • U - фактическое напряжение в сети, В;
  • cosφ - коэффициент мощности.

Следует учесть, что значения табличных величин будут зависеть от условий прокладки проводника. Мощность и токовые нагрузки будут значительно большими при монтаже открытой электропроводки, чем если прокладка проводки будет в трубе.

Полученное суммарное значение токов для запаса рекомендуется умножить в 1,5 раза, ведь со временем в квартиру могут приобретаться более мощные электроприборы.

Расчет сечения кабеля по длине.

Также можно по длине рассчитать сечение кабеля . Суть таких вычислений заключается в том, каждый из проводников имеет свое сопротивление, которое способствует потерям тока с увеличением протяженности линии. Необходимо выбирать проводник с жилами покрупнее, если величина потерь превысит 5%.

Вычисления происходят следующим образом:

  • Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов и сила тока.
  • Затем рассчитывается сопротивление электропроводки по формуле: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах).
  • Необходимо разделить получившееся значение на выбранное поперечное сечение кабеля:

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Следует обратить внимание на то, что должна длина прохождения тока умножаться в 2 раза, так как изначально ток идет по одной жиле, а назад возвращается по другой.

  • Производится расчет потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
  • Далее определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
  • Анализируется итоговое число. Если полученное значение меньше 5%, то выбранное сечение жилы можно оставить, но если больше, то необходимо выбрать проводник более "толстый".

Таблица удельных сопротивлений.

Обязательно нужно производить расчет с учетом потерь по длине, если протягивается линия на довольно протяженное расстояние, иначе существует высокая вероятность выбрать сечение кабеля неправильно.

Итак, известная мощность каждого электроприбора в доме, известное количество осветительных приборов и точек освещения позволяют посчитать суммарную употребляемую мощность. Это не точная сумма, так как большинство значений для мощностей различных приборов являются усредненными. Поэтому к этой цифре стоит сразу добавить 5 % от ее значения.

Усредненные показания мощностей для распространенных электроприборов

Потребитель Мощность, Вт
Телевизор300
Принтер500
Компьютер500
Фен для волос1200
Утюг1700
Электрочайник1200
Тостер800
Обогреватель1500
Микроволновая печь1400
Духовка2000
Холодильник600
Стиральная машина2500
Электроплита2000
Освещение2000
Проточный водонагреватель5000
Бойлер1500
Дрель800
Перфоратор1200
Сварочный аппарат2300
Газонокосилка1500
Насос водяной1000

И многие считают, что этого достаточно для подбора почти стандартных вариантов медного кабеля:

  • сечение 0,5 мм2 для проводов на освещения точечных светильников;
  • сечение 1,5 мм2 для проводов освещения для люстр;
  • сечение 2,5 мм2 для всех розеток.

На уровне бытового использования электричества такая схема смотрится вполне приемлемой. Пока на кухне одновременно не решил включиться холодильник и электрический чайник, в то время как вы там же смотрели телевизор. Такой же неприятный сюрприз настигает вас, когда вы включаете в одну розетку кофеварку, стиральную машинку и микроволновку.

Тепловой расчет с использованием поправочных коэффициентов

Для нескольких линий в одном кабель-канале табличные значения максимального тока следует умножить на соответствующий коэффициент:

  • 0.68 — для числа проводников от 2-х до 5 шт.
  • 0.63 — для проводников от 7 до 9 шт.
  • 0.6 — для проводников от 10 до 12 шт.

Коэффициент относится именно к проводам (жилам), а не к количеству проходящих линий. При расчете количества проложенных жил не берется во внимание нулевой рабочий провод или заземляющий провод. Согласно ПУЭ и ГОСТ 16442-80 они на нагрев проводов не влияют при прохождении нормальных токов.

Суммируя вышесказанное, получается, что для корректного и точного подбора сечения проводов необходимо знать:

  1. Сумму всех максимальных мощностей электроприборов.
  2. Характеристики сети: количество фаз и напряжение.
  3. Характеристики материала для кабеля.
  4. Табличные данные и коэффициенты.

При этом мощность не является основным показателем для отдельной линии кабеля или всей внутренней системы электроснабжения. При подборе сечения обязательно следует рассчитать максимальный ток нагрузки, а после сверить его с номинальным током автомата домашней сети.

Качество проведения электромонтажных работ оказывает воздействие на безопасность целого здания. Определяющим фактором при проведении таких работ является показатель сечения кабеля. Для осуществления расчета нужно выяснить характеристики всех подключенных потребителей электричества. Необходимо провести расчет сечения кабеля по мощности. Таблица нужна, чтобы посмотреть требуемые показатели.

Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети

Оптимальная площадь сечения кабеля позволяет протекать максимальному количеству тока и при этом не нагревается. Выполняя проект электропроводки, важно найти правильное значение для диаметра провода, который бы подходил под определенные условия потребляемой мощности. Чтобы выполнить вычисления, требуется определить показатель общего тока. При этом нужно выяснить мощность всего оборудования, которое подключено к кабелю.

Перед работой вычисляется сечение провода и нагрузка. Таблица поможет найти эти значения. Для стандартной сети 220 вольт, примерное значение тока рассчитывается так, I(ток)=(Р1+Р2+….+Рn)/220, Pn – мощность. Например, оптимальный ток для алюминиевого провода – 8 А/мм, а для медного – 10 А/мм.

В таблице показано, как проводить расчеты, зная технические характеристики

Расчет по нагрузке

Даже определив нужное значение, можно произвести определенные поправки по нагрузке. Ведь нечасто все приборы работают одновременно в сети. Чтобы данные были более точными, необходимо значение сечения умножить на Кс (поправочный коэффициент). В случае, если будет включаться всё оборудование в одно и то же время, то данный коэф-т не применяется.

Чтобы выполнить вычисления правильно применяют таблицу расчетов сечения кабеля по мощности. Нужно учитывать, что существует два типа данного параметра: реактивная и активная.

В электрических сетях протекает ток переменного типа, показатель которого может меняться. Активная мощность нужна, чтобы рассчитать среднее показатели. Активную мощность имеют электрические нагреватели и лампы накаливания. Если в сети присутствуют электромоторы и трансформаторы, то могут возникать некоторые отклонения. При этом и формируется реактивная мощность. При расчетах показатель реактивной нагрузки отражается в виде коэффициента (cosф).

Полезная информация! В быту среднее значение cosф равняется 0,8. А у компьютера такой показатель равен 0,6-0,7.

Расчет по длине

Вычисления параметров по длине необходимы при возведении производственных линий, когда кабель подвергается мощным нагрузкам. Для расчетов применяют таблицу сечения кабеля по мощности и току. При перемещении тока по магистралям проявляются потери мощности, которые зависят от сопротивления, появляющегося в цепи.

По техническим параметрам, самое большое значение падения напряжения не должно быть больше пяти процентов.

Использование таблицы сечения проводов по мощности

На практике для проведения подсчетов применяется таблица. Расчет сечения кабеля по мощности осуществляется с учетом показанной зависимости параметров тока и мощности от сечения. Существуют специальные стандарты возведения электроустановок, где можно посмотреть информацию по нужным измерениям. В таблице представлены распространенные значения.

Чтобы подобрать кабель под определенную нагрузку, необходимо провести некоторые расчеты:

  • рассчитать показатель силы тока;
  • округлить до наибольшего показателя, используя таблицу;
  • подобрать ближайший стандартный параметр.

Статья по теме:

Видео пошагового монтажа позволит всю работу произвести самостоятельно без обращения к специалистам. Что нужно подготовить для работы и как избежать ошибок мы и расскажем в статье.

Формула расчетов мощности по току и напряжению

Если уже имеются какие-то кабели в наличии, то чтобы узнать нужное значение, следует применить штангенциркуль. При этом измеряется сечение и рассчитывается площадь. Так как кабель имеет округлую форму, то расчет производится для площади окружности и выглядит так: S(площадь)= π(3,14)R(радиус)2. Можно правильно определить, используя таблицу, сечение медного провода по мощности.

Важная информация! Большинство производителей уменьшают размер сечения для экономии материала. Поэтому, совершая покупку, воспользуйтесь штангенциркулем и самостоятельно промеряйте провод, а затем рассчитайте площадь. Это позволит избежать проблем с превышением нагрузки. Если провод состоит из нескольких скрученных элементов, то нужно промерить сечение одного элемента и перемножить на их количество.

Какие есть примеры?

Определенная схема позволит вам сделать правильный выбор сечения кабеля для своей квартиры. Прежде всего, спланируйте места, в которых будут размещаться источники света и розетки. Также следует выяснить, какая техника будет подключаться к каждой группе. Это позволит составить план подсоединения всех элементов, а также рассчитать длину проводки. Не забывайте прибавлять по 2 см на стыки проводов.

Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки

Применяя полученные значения, по формулам вычисляется значение силы тока и по таблице определяется сечение. Например, требуется узнать сечение провода для бытового прибора, мощность которого 2400 Вт. Считаем: I = 2400/220 = 10,91 А. После округления остается 11 А.

Чтобы определить точный показатель площади сечения применяются разные коэффициенты. Особенно данные значения актуальны для сети 380 В. Для увеличения запаса прочности к полученному показателю стоит прибавить еще 5 А.

Стоит учитывать, что для квартир применяются трехжильные провода. Воспользовавшись таблицами, можно подобрать самое близкое значение тока и соответствующее сечение провода. Можно посмотреть какое нужно сечение провода для 3 кВт, а также для других значений.

У проводов разного типа предусмотрены свои тонкости расчетов. Трехфазный ток применяется там, где нужно оборудование значительной мощности. Например, такое используется в производственных целях.

Для выявления нужных параметров на производствах важно точно рассчитать все коэффициенты, а также учесть потери мощности при колебаниях в напряжении. Выполняя электромонтажные работы дома, не нужно проводить сложные расчеты.

Следует знать о различиях алюминиевого и медного провода. Медный вариант отличается более высокой ценой, но при этом превосходит аналог по техническим характеристикам. Алюминиевые изделия могут крошиться на сгибах, а также окисляются и имеют более низкий показатель теплопроводности. По технике безопасности в жилых зданиях используется только продукция из меди.

Основные материалы для кабелей

Так как переменный ток передвигается по трем каналам, то для монтажных работ используется трехжильный кабель. При установке акустических приборов применяются кабели, имеющие минимальное значение сопротивления. Это поможет улучшить качество сигнала и устранить возможные помехи. Для подключения подобных конструкций применяются провода, размер которых 2*15 или 2*25.

Подобрать оптимальный показатель сечения для применения в быту помогут некоторые средние значения. Для розеток стоит приобрести кабель 2,5 мм2, а для оформления освещения – 1,5 мм2. Оборудование с более высокой мощностью требует сечения размером 4-6 мм2.

Специальная таблица окажет помощь, если возникают сомнения при расчетах. Для определения точных показателей нужно учитывать все факторы, которые оказывают влияние на ток в цепи. Это длина отдельных участков, метод укладки, тип изоляции и допустимое значение перегрева. Все данные помогают увеличить производительность в производственных масштабах и более эффективно применять электрическую энергию.

Расчет сечения кабеля и провода по мощности и току, для подключения частного дома (видео)

Возможно Вам также будет интересно:

Светильники светодиодные для внутреннего освещения: преимущества, особенности работы и разновидности

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.

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.

Собираем данные

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

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

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

Суть метода

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

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

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 мм20,80 мм6 А1,3 кВт2,3 кВт
0,75 мм20,98 мм10 А2,2 кВт3,8 кВт
1,0 мм21,13 мм14 А3,1 кВт5,3 кВт
1,5 мм21,38 мм15 А3,3 кВт5,7 кВт10 А2,2 кВт3,8 кВт
2,0 мм21,60 мм19 А4,2 кВт7,2 кВт14 А3,1 кВт5,3 кВт
2,5 мм21,78 мм21 А4,6 кВт8,0 кВт16 А3,5 кВт6,1 кВт
4,0 мм22,26 мм27 А5,9 кВт10,3 кВт21 А4,6 кВт8,0 кВт
6,0 мм22,76 мм34 А7,5 кВт12,9 кВт26 А5,7 кВт9,9 кВт
10,0 мм23,57 мм50 А11,0 кВт19,0 кВт38 А8,4 кВт14,4 кВт
16,0 мм24,51 мм80 А17,6 кВт30,4 кВт55 А12,1 кВт20,9 кВт
25,0 мм25,64 мм100 А22,0 кВт38,0 кВт65 А14,3 кВт24,7 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 , 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 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 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

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

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать , 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 . 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.

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

Открытая и закрытая прокладка проводов

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

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

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

Текущее сечение кабеля. Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки

Таблица мощности провода требуется правильно рассчитать сечение провода, если мощность оборудования большая, а сечение провода маленький, то он нагреется, что приведет к разрушению утеплителя и потере его свойств.

Для передачи и распределения электрического тока основным средством являются провода, они обеспечивают нормальную работу всего, что связано с электрическим током и насколько качественной будет эта работа, зависит от правильного выбора сечение провода по мощности .Удобная таблица поможет сделать необходимый выбор:

Текущий раздел
ведущий
жил. мм

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Текущий. НО

Мощность. кВт

Текущий.НО

Мощность, кВт

Раздел

Токо-
ведение
проживало.мм

Кабели и провода с алюминиевыми жилами

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Текущий. НО

Мощность. кВт

Текущий. НО

Мощность, кВт

Но для того, чтобы пользоваться таблицей, необходимо рассчитать общую потребляемую мощность устройств и оборудования, которые используются в доме, квартире или другом месте, куда будет протягиваться провод.

Пример расчета мощности.

Предположим, что в доме установлена ​​замкнутая разводка взрывоопасных проводов. На бумажке нужно переписать список используемого оборудования.

А как теперь узнать мощность ? Вы можете найти его на самом оборудовании, где обычно есть бирка с записанными основными характеристиками.

Измеренная мощность в ваттах (Вт, Вт) или киловаттах (кВт, кВт). Теперь вам нужно записать данные, а затем добавить их.

В результате получится, например, 20 000 Вт, это будет 20 кВт. На этом рисунке показано, сколько электроэнергии потребляют вместе все потребители. Далее следует учесть, сколько устройств будет использоваться одновременно в течение длительного периода времени. Допустим, получилось 80%, в этом случае коэффициент одновременности будет равен 0,8. Рассчитываем сечение провода по мощности:

20 х 0,8 = 16 (кВт)

Для выбора сечения понадобится таблица силовых проводов:

Текущий раздел
ведущий
жил.мм

Медные жилы кабелей и проводов

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Текущий. НО

Мощность. кВт

Текущий. НО

Мощность, кВт

10

15.4

Если в трехфазной цепи 380 вольт, то таблица будет выглядеть так:

Текущий раздел
ведущий
жил.мм

Медные жилы кабелей и проводов

Напряжение 220В

Напряжение 380В

Текущий. НО

Мощность. кВт

Текущий. НО

Мощность, кВт

16.5

10

15,4

Эти расчеты не представляют особой сложности, но рекомендуется выбирать провод или кабель с наибольшим сечением жил, так как может возникнуть необходимость в подключении какого-либо другого устройства.

Дополнительный стол силовых проводов.

Правильный выбор кабеля для восстановления или разводки обеспечивает безупречную работу системы. Устройства получат питание в полном объеме. Не будет перегрева изоляции с последующими разрушительными последствиями. Разумный расчет сечения провода по мощности избавит как от угрозы возгорания, так и от лишних затрат на покупку дорогостоящего провода. Посмотрим на алгоритм расчета.

Упрощенный кабель можно сравнить с трубопроводом, транспортирующим газ или воду. Точно так же по его ядру движется поток, параметры которого ограничены размером этого токоведущего канала. Следствием неправильного выбора его сечения являются два распространенных ошибочных варианта:

  • Слишком узкий токопроводящий канал, из-за чего плотность тока значительно увеличивается. Увеличение плотности тока влечет за собой перегрев изоляции, а затем ее плавление.В результате оплавления до минимума появятся «слабые» места для регулярных протечек, а до максимума - возгорание.
  • Чрезмерно широкая вена, что, по сути, совсем неплохо. Кроме того, наличие места для транспортировки электрического тока очень положительно сказывается на функциональности и сроках эксплуатации проводки. Однако карман владельца будет облегчен примерно на вдвое больше, чем реальная требуемая сумма денег.

Первый из ошибочных вариантов - открытая опасность, в лучшем случае повлечет увеличение платы за электроэнергию.Второй вариант не опасен, но крайне нежелателен.

"Следуя" путем вычислений

Все существующие методы расчета основываются на законе Ома, согласно которому сила тока, умноженная на напряжение, равна мощности. Бытовое напряжение - величина постоянная, равная в однофазной сети стандартному 220 В. Поэтому в легендарной формуле всего две переменные: это ток с мощностью. «Танцы» в расчетах можно и нужно от одного из них.Через рассчитанные значения тока и расчетную нагрузку в таблицах ПУЭ находим необходимый размер сечения.

Обратите внимание, что сечение кабеля рассчитано для линий электропередач, т.е. для проводов к розеткам. Линии освещения априори прокладываются кабелем с традиционным сечением 1,5 мм².

Если в оборудованном помещении нет мощного диско-проектора или люстры, требующей мощности 3,3 кВт и более, то увеличивать площадь сечения жилы осветительного кабеля нет смысла.Но вопрос о розетке - дело сугубо индивидуальное, ведь в одну линию можно подключать такие тандемы, как фен с водонагревателем или электрочайник с микроволновкой.

Тем, кто планирует загрузить в ЛЭП электрическую плиту, бойлер, стиральную машину и подобное «прожорливое» оборудование, желательно всю нагрузку распределить по нескольким группам розеток.

Если нет технической возможности разбить нагрузку на группы, опытные электрики рекомендуют прокладывать кабель с сечением медной жилы 4-6 мм² бесплатно.Почему с медным токопроводящим сердечником? Потому что строгим ПУЭ запрещена прокладка кабеля с алюминиевой «начинкой» в жилых помещениях и в активно используемых бытовых помещениях. Сопротивление электротехнической меди намного меньше, она пропускает больше тока и не нагревается, как алюминий. Алюминиевые провода используются при прокладке наружных воздушных сетей, кое-где еще остались в старых домах.

Примечание! Площадь поперечного сечения и диаметр жилы кабеля - разные вещи.Первый указан в квадратных миллиметрах, второй - просто в миллиметрах. Главное не перепутать!

Оба индикатора можно использовать для поиска табличных значений мощности и допустимой силы тока. Если в таблице указан размер площади поперечного сечения в мм², а нам известен только диаметр в мм, площадь должна быть найдена по следующей формуле:

Расчет размера сечения под нагрузку

Самый простой способ выбрать кабель нужного размера - это рассчитать поперечное сечение провода в соответствии с общей мощностью всех блоков, подключенных к линии.

Алгоритм расчета следующий:

  • для начала определим единицы, которые якобы мы можем использовать одновременно. Например, во время работы бойлера нам вдруг захотелось включить кофемолку, фен и стиральную машину;
  • то в соответствии с таблицей данных или приблизительной информацией из приведенной ниже таблицы мы тривиально суммируем мощность бытовых единиц, работающих одновременно в соответствии с нашими планами;
  • предположим, что всего мы получили 9.2 кВт, но конкретно этого значения нет в таблицах PUE. Итак, вам нужно округлить в большую сторону - т.е. взять ближайшее значение с некоторой избыточной мощностью. Это будет 10,1 кВт и соответствующее значение поперечного сечения 6 мм².

Все округление «направлено» вверх. В принципе, сила тока, указанная в технических паспортах, также может быть суммирована. Расчет и округление тока выполняются аналогично.

Как рассчитать текущее сечение?

Таблица значений не может учитывать индивидуальные характеристики устройства и работу сети.Специфика таблиц средняя. Параметры предельно допустимых токов для конкретного кабеля в них не приводятся, но они различаются для изделий разных марок. Тип прокладки в таблицах очень поверхностно затронут. Для дотошных мастеров, отвергающих простой способ поиска по таблицам, лучше воспользоваться методом расчета размера текущего сечения провода. Точнее по плотности.

Допустимая и рабочая плотность тока

Начнем с освоения основ: запоминаем на практике выведенный интервал от 6 до 10.Это значения, полученные электриками за долгие годы «экспериментального пути». В указанных пределах сила тока, протекающего через 1 мм² медной жилы, варьируется. Те. кабель с медной жилой сечением 1 мм² без перегрева и оплавления изоляции позволяет току от 6 до 10 А спокойно доходить до ожидающего его потребителя. Разберемся, откуда он взялся и что означает обозначенная интервальная вилка.

Согласно ПУЭ 40% отводится кабелю на предмет перегрева, не опасного для его оболочки, что означает:

  • 6 А, распределенные на 1 мм² токоведущей жилы, являются нормальной рабочей плотностью тока.В этих условиях кондуктор может работать неограниченно долго без каких-либо ограничений по времени;
  • 10 А, распределенный по медному сердечнику 1 мм², может протекать через проводник в течение короткого времени. Например, при включении устройства.

Поток энергии 12 А в медном миллиметровом канале изначально будет «забит». Из-за скопления и сжатия электронов плотность тока будет увеличиваться. Далее температура медного компонента повысится, что неизменно скажется на состоянии изоляционной оболочки.

Обратите внимание, что для кабеля с алюминиевым проводящим сердечником плотность тока отображается в интервале 4–6 ампер на 1 мм² проводника.

Мы выяснили, что предельное значение плотности тока для проводника из электротехнической меди составляет 10 А на площадь поперечного сечения 1 мм², а нормальное 6 А. Следовательно:

  • кабель с поперечным сечением 2,5 мм² может передавать ток 25 А всего за несколько десятых секунды при включенном оборудовании;
  • он сможет бесконечно передавать ток 15А.

Приведенные выше значения плотности тока действительны для открытой проводки. Если кабель проложен в стене, в металлической гильзе или, указанное значение плотности тока необходимо умножить на поправочный коэффициент 0,8. Запомните еще одну тонкость при организации разводки открытого типа. Из соображений механической прочности кабель сечением менее 4 мм² не используется в открытых цепях.

Исследование расчетной схемы

Суперкомплексных расчетов опять же не будет, расчет провода на предстоящую нагрузку предельно прост.

  • Сначала находим максимально допустимую нагрузку. Для этого суммируем мощности устройств, которые мы намерены одновременно подключать к линии. Добавим, например, стиральную машину мощностью 2000 Вт, фен на 1000 Вт и любой обогреватель на 1500 Вт наугад. У нас получилось 4500 Вт или 4,5 кВт.
  • Затем делим наш результат на стандартное значение напряжения бытовой сети 220 В. У нас получилось 20,45 ... А, округляем до целого числа, как положено, в большую сторону.
  • Далее при необходимости вводим поправочный коэффициент. Значение с коэффициентом будет 16,8, округленное 17 А, без коэффициента 21 А.
  • Напомним, что мы рассчитали рабочие параметры мощности, но нам еще нужно учитывать предельно допустимое значение. Для этого мы умножаем рассчитанную силу тока на 1,4, поскольку поправка на тепловой эффект составляет 40%. Получено: 23,8 А и 29,4 А соответственно.
  • Так, в нашем примере для безопасной эксплуатации открытой проводки потребуется кабель сечением более 3 мм², а для скрытого - 2.5 мм².

Не забывайте, что в силу различных обстоятельств мы иногда включаем больше устройств одновременно, чем мы ожидали. Что еще есть лампочки и другие устройства, потребляющие мало энергии. Запасаемся какой-то резервной секцией на случай увеличения парка бытовой техники и, просчитав, отправимся на важную покупку.

Видео-инструкция по точным вычислениям

Какой кабель лучше купить?

Следуя строгим рекомендациям ПУЭ, мы будем покупать кабельную продукцию с маркировкой NYM и VVG в маркировке для обустройства личного имущества.Они не вызывают нареканий и придирок со стороны электриков и пожарных. Вариант NYM - аналог отечественной продукции ВВГ.

Лучше всего, если бытовой кабель будет сопровождаться индексом NG, это означает, что проводка будет пожаробезопасной. Если вы планируете прокладывать линию за перегородкой, между лагами или над натяжным потолком, покупайте изделия с низким дымовыделением. У них будет индекс LS.

Вот простой способ рассчитать поперечное сечение токопроводящей жилы кабеля.Информация о принципах вычислений поможет рационально выбрать этот важный элемент электросети. Необходимый и достаточный размер токоведущей жилы обеспечит питание бытовой техники и не вызовет возгорания проводки.

Когда в доме или квартире планируется ремонт, замена проводки - одна из самых ответственных работ. Именно от правильного выбора сечения провода зависит не только долговечность проводки, но и ее функциональность.Правильный расчет сечения кабеля по мощности может провести квалифицированный электрик, который сможет не только правильно подобрать кабель, но и произвести монтаж. Если провода подобраны неправильно, они будут нагреваться, а при больших нагрузках могут привести к негативным последствиям.

Как известно, при перегреве провода уменьшается его проводимость, что в результате приводит к еще большему перегреву. При перегреве провода его изоляция может быть повреждена и стать причиной возгорания. Чтобы не переживать за свое жилье после установки новой электропроводки, следует изначально произвести правильный расчет мощности кабеля и уделить этому вопросу особое внимание, а также внимание.

Почему кабели рассчитывают ток нагрузки?

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются неотъемлемой частью электропроводки. Затем необходимо произвести расчет сечения провода, чтобы убедиться, что выбранный провод соответствует всем требованиям к надежности и безопасной эксплуатации проводки.

Неправильно подобранное сечение кабеля приведет к перегреву провода и, как следствие, через короткое время придется вызывать мастера по устранению неисправностей проводки.Вызов специалиста сегодня дорогого стоит, поэтому для экономии изначально нужно все сделать правильно, в этом случае удастся не только сэкономить, но и спасти свое жилище.

Важно помнить, что электрическая и пожарная безопасность помещения и проживающих в нем людей зависит от правильного выбора сечения кабеля.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если выбрать сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, это приведет к чрезмерному перегреву провода, оплавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию.

Поэтому к вопросу выбора сечения провода нужно отнестись очень серьезно.

Что влияет на расчет сечения провода или кабеля

Есть много влияющих факторов, которые полностью описаны в пункте 1.3 ПУОС. В этом пункте предусмотрен расчет сечения для всех типов проводников.

В этой статье, уважаемые читатели сайта «Электрик в доме», мы рассмотрим расчет сечения провода по потребляемой мощности для медных жил в ПВХ и резиновой изоляции.Сегодня в основном такие провода используются в домах и квартирах для электромонтажа.

Основным фактором для сечения кабеля учитывается нагрузка, используемая в сети, или ток. Зная мощность электрооборудования, номинальный ток получаем в результате несложного расчета, используя приведенные ниже формулы. Исходя из этого получается, что сечение проводов напрямую связано с расчетной мощностью электроустановки.

Важным при расчете сечения кабеля является выбор материала жилы.Пожалуй, каждый знает из школьных уроков физики, что медь имеет гораздо более высокую проводимость, чем такой же провод из алюминия. Если мы сравним медные и алюминиевые провода одинакового сечения, у первого будут более высокие показатели.

Также при расчете сечения кабеля важно количество жил в проводе. Большое количество жил нагревается намного выше, чем однопроволочный кабель.

Большое значение при выборе сечения имеет способ прокладки проводов.Как известно, земля в отличие от воздуха считается хорошим проводником тепла. Исходя из этого, кажется, что кабель, проложенный ниже поверхности земли, может выдерживать большую электрическую нагрузку, в отличие от тех, которые находятся в воздухе.

Не забывайте при расчете сечения еще и тот момент, когда провода находятся в жгуте и уложены в специальные лотки, они могут нагреваться друг относительно друга. Поэтому важно учитывать этот момент при проведении расчетов и, при необходимости, вносить соответствующие корректировки.Если в коробке или лотке больше четырех кабелей, то при расчете сечения провода важно ввести поправочный коэффициент.

Как правило, на правильный выбор сечения провода влияет еще и температура, при которой он будет эксплуатироваться. В большинстве случаев расчет производится от средней температуры окружающей среды + 25 градусов Цельсия. Если температурный режим не соответствует вашим требованиям, то в таблице 1.3.3 ПУО есть поправочные коэффициенты, которые необходимо учитывать.

Падение напряжения также влияет на расчет сечения кабеля. Если в протяженной кабельной линии предполагается падение напряжения более 5%, то эти показатели необходимо учитывать при расчетах.

Расчет сечения провода по потребляемой мощности

Каждый кабель имеет свою номинальную мощность, которую он может выдержать при подключении прибора.

В том случае, когда мощность бытовой техники в доме превышает нагрузочную способность провода, то в этом случае не избежать аварийной ситуации и рано или поздно проблема с электропроводкой даст о себе знать.

Для проведения самостоятельного расчета потребляемой мощности устройств необходимо записать на листе бумаги мощность всех имеющихся электроприборов, которые могут быть подключены одновременно (электрочайник, телевизор, пылесос, варочная панель, компьютер). , так далее.).

После того, как мощность каждого устройства известна, все значения должны быть суммированы, чтобы понять общее потребление.

Где К о - коэффициент одновременности.

Рассмотрим пример. Расчет сечения провода на обычную однокомнатную квартиру. Список необходимых устройств и их примерная мощность приведены в таблице.

Исходя из полученного значения, можно продолжить расчеты с выбором сечения провода.

Если в доме есть мощные электроприборы, нагрузка которых составляет 1,5 кВт и более, для их подключения желательно использовать отдельную линию. Делая самостоятельный расчет, важно не забыть учесть мощность осветительного оборудования, подключенного к сети.

При правильном изготовлении примерно на каждую комнату будет выходить около 3 кВт, но бояться этих цифр не стоит, так как все устройства не будут использоваться одновременно, а потому у этого значения есть определенный запас.

При подсчете общей потребляемой мощности в квартире получился результат 15,39 кВт, теперь этот показатель надо умножить на 0,8, что в итоге даст фактическую нагрузку 12,31 кВт. На основании полученного показателя мощности можно рассчитать силу тока по простой формуле.

Расчет сечения кабеля на ток

Основным показателем, по которому рассчитывается провод, является его большая продолжительность. Проще говоря, это количество тока, которое он способен пропускать в течение длительного времени.

Зная текущую нагрузку, можно получить более точные расчеты сечения кабеля. Кроме того, все таблицы выбора разделов в ГОСТ и нормативных документах построены на текущих значениях.

Смысл расчета аналогичен силовому, но только в этом случае необходимо рассчитать текущую нагрузку.Чтобы рассчитать сечение кабеля по току, необходимо выполнить следующие шаги:

  • - выбираем мощность всех устройств;
  • - рассчитать ток, который проходит по проводнику;
  • - выберите из таблицы наиболее подходящее сечение кабеля.

Чтобы узнать значение номинального тока, необходимо рассчитать мощность всех подключенных электроприборов в доме. То, что мы, друзья, уже делали в предыдущем разделе.

После того, как мощность станет известна, расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основе этой мощности. Найдите силу тока по формуле:

1) Формула для расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

  • - П - суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
  • - U - напряжение сети, В;
  • - для бытовых электроприборов cos (φ) = 1.

2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:

Зная величину тока, сечение провода находится в таблице. Если выясняется, что расчетные и табличные значения токов не совпадают, то в этом случае выбирайте ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока 23 А, по таблице выбираем ближайший больше 27 А - сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного провода, проложенного по воздуху).

Представляю вам таблицы допустимых токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридной пластмассы.

Все данные взяты не из головки, а из нормативного документа ГОСТ 31996-2012 «КАБЕЛИ СИЛОВЫЕ С ПЛАСТИКОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ».

Например, у вас трехфазная нагрузка мощностью P = 15 кВ. Необходимо выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как рассчитать сечение ? Сначала необходимо рассчитать токовую нагрузку исходя из этой мощности, для этого воспользуемся формулой для трехфазной сети: I = P / √3 · 380 = 22,8 ≈ 23 А.

По таблице токовых нагрузок выбираем сечение 2,5 мм2 (для него допустимый ток 27А). Но поскольку у вас четырехжильный кабель (или пятижильный, особой разницы уже нет) по инструкции ГОСТ 31996-2012, выбранное значение тока нужно умножить на коэффициент 0.93. I = 0,93 * 27 = 25 А. Что допустимо для нашей нагрузки (номинальный ток).

Хотя, учитывая то, что многие производители выпускают кабели с меньшим сечением, в данном случае я бы посоветовал брать кабель с запасом, сечением на порядок выше - 4 мм2.

Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?

Сегодня для прокладки как открытой проводки, так и скрытой, конечно же, очень популярны медные провода. Медь, по сравнению с алюминием, эффективнее:

1) он прочнее, мягче и не ломается в местах перегиба по сравнению с алюминием;

2) менее подвержен коррозии и окислению.При подключении алюминия в распределительной коробке места скручивания со временем окисляются, это приводит к потере контакта;

3) проводимость меди выше, чем у алюминия, при том же сечении медный провод способен выдерживать большую токовую нагрузку, чем алюминий.

Что касается материала жилы, то в данной статье рассматривается только медный провод, так как в большинстве случаев он используется в качестве электропроводки в домах и квартирах. Среди преимуществ этого материала следует выделить долговечность, простоту монтажа и возможность использовать меньшее поперечное сечение, чем у алюминия, при том же токе.Если сечение провода достаточно велико, то его стоимость превосходит все преимущества и лучшим вариантом будет использование алюминиевого кабеля, а не медного.

Так например, если нагрузка больше 50 А, то в целях экономии желательно использовать кабели с алюминиевой жилой. Обычно это участки у входа электричества в дом, где расстояние превышает несколько десятков метров.

Пример расчета сечения кабеля для квартиры

После расчета нагрузки и определения материала (медь) рассмотрим пример расчета сечения провода для отдельных групп потребителей на примере двухкомнатной квартиры.

Как известно, вся нагрузка делится на две группы: силовая и осветительная.

В нашем случае основной силовой нагрузкой будет розеточная группа, установленная на кухне, в жилых комнатах и ​​в ванной. Так как там установлено самое мощное оборудование (электрочайник, микроволновка, холодильник, бойлер, стиральная машина и т. Д.).

1. Водяной кабель

Сечение кабеля ввода (участок от распределительного щита на участке до распределительного щита квартиры) выбирается исходя из суммарной мощности всей квартиры, которую мы получили в таблице.

Сначала находим номинальный ток в этом разделе относительно этой нагрузки:

Ток 56 ампер. По таблице находим сечение, соответствующее заданной токовой нагрузке. Выбираем ближайшее большее значение - 63 А, что соответствует сечению 10 мм2.

2. Комната № 1

Здесь основной нагрузкой на розеточную группу будет такая техника как телевизор, компьютер, утюг, пылесос. Нагрузка на участок проводки от квартирного щита до распределительной коробки в этом помещении составляет 2990 Вт (округленно до 3000 Вт).Номинальный ток находим по формуле:

По таблице находим сечение, соответствующее 1,5 мм2 и допустимый ток 21 Ампер. Этот кабель, конечно, можно взять, но розеточную группу рекомендуется прокладывать кабелем сечением НЕ МЕНЕЕ 2,5 мм2. Это также связано с номиналом автоматического выключателя, который защищает этот кабель. Вряд ли вы запитаете эту зону от автомата на 10 А? И, скорее всего, выставил автомат на 16 А.Поэтому лучше брать с запасом.

Друзья, как я уже сказал, группа розеток запитывается кабелем сечением 2,5 мм2, поэтому для разводки напрямую от коробки к розеткам подбираем именно его.

3. Комната № 2

Здесь к розеткам будет подключено такое оборудование, как компьютер, пылесос, утюг и, возможно, фен.

Нагрузка 4050 Вт. По формуле находим ток:

Для данной токовой нагрузки провод сечением 1.Нам подходит 5 мм2, но здесь, как и в предыдущем случае, берем с запасом и принимаем 2,5 мм2. Подключаем к ним розетки.

4. Кухня

На кухне группа розеток питает электрочайник, холодильник, микроволновую печь, электрическую духовку, электроплиту и другое оборудование. Возможно, сюда будет подключен пылесос.

Суммарная мощность потребителей на кухне 6850 Вт при токе:

Для такой нагрузки по таблице выберите ближайшее большее сечение кабеля - 4 мм2 с допустимым током 36 А.

Друзья выше упоминали, что мощных потребителей желательно подключать отдельной независимой линией (своей). Электроплита именно такая, для нее расчет сечения кабеля выполняется отдельно. При установке электропроводки для таких потребителей от распределительного щита до точки подключения прокладывают самостоятельную линию. Но наша статья о том, как правильно рассчитать сечение и на фото я специально этого не делал для лучшего усвоения материала.

5. Ванна

Основными потребителями электроэнергии в этом помещении являются ст. автомат, водонагреватель, фен, пылесос. Мощность этих устройств составляет 6350 Вт.

По формуле находим ток:

По таблице выбираем ближайшее большее значение тока - 36 А, что соответствует сечению кабеля 4 мм2. Вот опять друзья по-хорошему, желательно отдельной линией запитать мощных потребителей.

6. Прихожая

В этом помещении обычно используется переносное оборудование, такое как фен, пылесос и т. Д. Поэтому особо мощных потребителей здесь не предвидится, но в розеточную группу можно подавать и провод сечением 2,5 мм2.

7. Освещение

По расчетам в таблице мы знаем, что общая мощность освещения в квартире составляет 500 Вт. Номинальный ток для такой нагрузки - 2,3 А.

В этом случае питание всей осветительной нагрузки можно выполнить проводом сечением 1.5 мм2.

Надо понимать, что мощность на разных участках разводки будет разной, соответственно, и сечение питающих проводов тоже разное. Наибольшее его значение будет у проема квартиры, так как через него проходит вся нагрузка. Сечение подводящего провода питания выбирается 6-10 мм2.

В настоящее время для устройства электропроводки предпочтительнее использовать кабели марок: ВВГНГ, ВВГ, NYM. Индикатор «нг» говорит о том, что утеплитель не подвержен горению - «негорючий».Такие марки проводов можно использовать как в помещении, так и на улице. Температурный диапазон этих проводов колеблется от «+/-» 50 градусов Цельсия. Гарантийный срок эксплуатации 30 лет, но срок использования может быть больше.

Если правильно рассчитать сечение токопровода, то без лишних проблем можно установить проводку в доме. При соблюдении всех требований гарантия безопасности вашего дома будет максимально высокой.Выбрав правильное сечение проводника, вы обезопасите свой дом от короткого замыкания и возгорания.

Типовая квартирная электропроводка рассчитана на максимальный ток потребления при продолжительной нагрузке 25 ампер (на эту силу тока подбирается и автоматический выключатель, который устанавливается на вводе проводов в квартиру) выполняется из меди 4,0 мм 2 проволока, что соответствует диаметру проволоки 2,26 мм и мощности нагрузки до 6 кВт.

Согласно требованиям п.7.1.35 ПУЭ сечение медной жилы для квартирной электропроводки должно быть не менее 2,5 мм 2, что соответствует диаметру жилы 1,8 мм и току нагрузки 16 А. Электроприборы суммарной мощностью до 3,5 кВт. можно подключать к такой проводке.

Какое сечение провода и как его определить

Чтобы увидеть сечение провода, достаточно разрезать его поперек и посмотреть на разрез с конца. Площадь среза - это поперечное сечение провода.Чем он больше, тем большую силу тока может передавать провод.

Как видно из формулы, сечение провода легкое по диаметру. Достаточно диаметр жилы провода умножить на себя и на 0,785. Для сечения многожильного провода нужно рассчитать сечение одной жилы и умножить на их количество.

Диаметр жилы можно определить штангенциркулем с точностью до 0,1 мм или микрометром с точностью до 0.01 мм. Если под рукой нет приспособлений, то в этом случае выручит обычная линейка.

Выбор сечения


А, медный провод

Величина электрического тока обозначается буквой « А » и измеряется в Амперах. При выборе применяется простое правило, чем больше сечение провода, тем лучше, это округляет результат в большую сторону.

Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода в зависимости от силы тока
Максимальный ток, А 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 10,0 16,0 20,0 25,0 32,0 40,0 50,0 63,0
Стандартное поперечное сечение, мм 2 0,35 0,35 0,50 0,75 1,0 1,2 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0
Диаметр мм 0,67 0,67 0,80 0,98 1,1 1,2 1,6 1,8 2,0 2,3 2,5 2,7 3,2 3,6

Приведенные в таблице данные основаны на личном опыте и гарантируют надежную работу электропроводки в самых неблагоприятных условиях ее монтажа и эксплуатации.При выборе сечения провода по величине тока не имеет значения, переменный он ток или постоянный. Величина и частота напряжения в электропроводке тоже значения не имеет, это может быть бортовая сеть автомобиля постоянного тока на 12 В или 24 В, самолета на 115 В при частоте 400 Гц, электропроводка на 220 В или 380 В при частоте 50 Гц, высоковольтная линия электропередачи на 10 000 В.

Если ток, потребляемый прибором, неизвестен, но известны напряжение питания и мощность, то вы можете рассчитать ток с помощью онлайн-калькулятора, расположенного ниже.

Следует отметить, что на частотах более 100 Гц при протекании электрического тока в проводах начинает проявляться скин-эффект, а именно, с увеличением частоты ток начинает «давить» на внешнюю поверхность провода и фактическое сечение провода уменьшается. Поэтому выбор сечения провода для высокочастотных цепей осуществляется по другим законам.

Определение несущей способности электропроводки 220 В


из алюминиевой проволоки

В длинных домах электропроводка обычно выполняется из алюминиевых проводов.При правильном выполнении соединений в распределительных коробках срок службы алюминиевой проводки может достигать ста лет. Ведь алюминий практически не окисляется, а срок службы проводки будет определяться только сроком службы пластиковой изоляции и надежностью контактов в точках подключения.

В случае подключения дополнительных энергоемких электроприборов в квартире алюминиевой проводкой необходимо определять способность выдерживать дополнительную мощность по сечению или диаметру проводов.Приведенную ниже таблицу сделать несложно.

Если у вас в квартире разводка алюминиевых проводов и есть необходимость подключить только что установленную розетку в распределительной коробке медными проводами, то такое подключение производится в соответствии с рекомендациями статьи Подключение алюминиевых проводов.

Расчет сечения провода


по мощности подключенных электроприборов

Для выбора сечения жил кабельного провода при прокладке проводки в квартире или доме необходимо провести анализ парка существующей бытовой техники с точки зрения их одновременного использования.В таблице представлен список популярных бытовых электроприборов с указанием потребления тока в зависимости от мощности. Узнать энергопотребление ваших моделей можно самостоятельно по этикеткам на самих изделиях или паспортам, часто параметры указываются на упаковке.

Если сила тока, потребляемого электрическим устройством, неизвестна, ее можно измерить с помощью амперметра.

Таблица потребляемой мощности и силы тока бытовой техники


на напряжение 220 В

Обычно потребляемая мощность электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или ВА) или киловаттах (кВт или кВА).1 кВт = 1000 Вт.

Таблица энергопотребления и силы тока бытовой техники
Бытовая техника Потребляемая мощность, кВт (кБа) Потребляемая мощность, А Режим потребления тока
Лампочка 0,06 - 0,25 0,3 - 1,2 Постоянно
Электрочайник 1,0 - 2,0 5–9 До 5 минут
Плита электрическая 1,0 - 6,0 5–60 Зависит от режима работы
Микроволновая печь 1,5 - 2,2 7–10 Периодически
Мясорубка 1,5 - 2,2 7–10 Зависит от режима работы
Тостер 0,5 - 1,5 2–7 Постоянно
Решетка 1,2 - 2,0 7–9 Постоянно
Кофемолка 0,5 - 1,5 2–8 Зависит от режима работы
Кофеварка 0,5 - 1,5 2–8 Постоянно
Электрический духовой шкаф 1,0 - 2,0 5–9 Зависит от режима работы
Посудомоечная машина 1,0 - 2,0 5–9
Шайба 1,2 - 2,0 6–9 Максимум с момента включения на подогрев воды
Сушилка для белья 2,0 - 3,0 9–13 Постоянно
Железо 1,2 - 2,0 6–9 Периодически
Пылесос 0,8 - 2,0 4–9 Зависит от режима работы
Нагреватель 0,5 - 3,0 2–13 Зависит от режима работы
Фен 0,5 - 1,5 2–8 Зависит от режима работы
Кондиционер 1,0 - 3,0 5–13 Зависит от режима работы
Настольный компьютер 0,3 - 0,8 1–3 Зависит от режима работы
Электроинструмент (дрель, лобзик и др.)) 0,5 - 2,5 2–13 Зависит от режима работы

Ток потребляют холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в режиме ожидания. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и ее можно не учитывать в расчетах.

Если вы включите все электроприборы в доме одновременно, вам нужно будет выбрать сечение провода, который может пропускать ток 160 А. Для пальца потребуется провод! Но такой случай маловероятен.Трудно представить, что кто-то способен одновременно измельчать мясо, гладить, пылесосить и сушить волосы.

Пример расчета. Вы встали утром, включили электрический чайник, микроволновую печь, тостер и кофеварку. Потребляемый ток соответственно составит 7 А + 8 А + 3 А + 4 А = 22 А. С учетом включенного освещения, холодильника и дополнительно, например, телевизора, потребляемый ток может достигать 25 А.


для сети 220 В

Подобрать сечение провода можно не только по силе тока, но и по величине потребляемой мощности.Для этого необходимо составить список всех электроприборов, планируемых к подключению к этому участку проводки, определить, какую мощность потребляет каждый из них в отдельности. Затем сложите данные и используйте приведенную ниже таблицу.


для сети 220 В
Мощность прибора, кВт (кБа) 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 1,2 1,5 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0
Стандартное поперечное сечение, мм 2 0,35 0,35 0,35 0,5 0,75 0,75 1,0 1,2 1,5 1,5 2,0 2,5 2,5 3,0 4,0 4,0 5,0
Диаметр мм 0,67 0,67 0,67 0,5 0,98 0,98 1,13 1,24 1,38 1,38 1,6 1,78 1,78 1,95 2,26 2,26 2,52

Если имеется несколько электроприборов и для одних известен потребляемый ток, а для других мощность, то необходимо определить сечение провода для каждого из них по таблицам, а затем сложить результаты.

Выбор сечения медного провода по мощности


для бортовой сети автомобиля 12В

Если при подключении дополнительного оборудования к бортовой сети автомобиля известна только его потребляемая мощность, то сечение дополнительной электропроводки можно определить по таблице ниже.

Таблица для выбора сечения и диаметра медного провода по мощности
для бортовой сети автомобиля 12В
Мощность прибора, Вт (ВА) 10 30 50 80 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Стандартное поперечное сечение, мм 2 0,35 0,5 0,75 1,2 1,5 3,0 4,0 6,0 8,0 8,0 10 10 10 16 16 16
Диаметр мм 0,67 0,5 0,8 1,24 1,38 1,95 2,26 2,76 3,19 3,19 3,57 3,57 3,57 4,51 4,51 4,51

Выбор сечения провода для подключения электроприборов


к трехфазной сети 380 В

При работе электроприборов, например электродвигателя, подключенного к трехфазной сети, потребляемый ток протекает не по двум проводам, а по трем, и поэтому величина протекающего в каждом отдельном проводе тока незначительно меньше.Это позволяет использовать провод меньшего размера для подключения электроприборов к трехфазной сети.

Для подключения электроприборов к трехфазной сети напряжением 380 В, например электродвигателя, сечение провода для каждой фазы берется в 1,75 раза меньше, чем для подключения к однофазной сети 220 В.

Внимание , при выборе сечения провода для подключения электродвигателя по мощности следует учитывать, что максимальная механическая мощность, которую электродвигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность, составляет указано на паспортной табличке электродвигателя.Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем с учетом КПД и cos φ, примерно в два раза больше, чем создаваемая на валу, что необходимо учитывать при выборе сечения провода исходя из мощности двигателя, указанной на паспортную табличку.

Например, вам необходимо подключить электродвигатель потребляющей мощность от сети 2,0 кВт. Суммарный ток потребления электродвигателем такой мощности по трем фазам составляет 5,2 А. По таблице получается, что нужен провод сечением 1.0 мм 2 с учетом вышеуказанного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм 2. Поэтому для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В необходим трехжильный медный кабель с сечением каждой жилы. 0,5 мм 2.


Подобрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя намного проще, исходя из величины его потребляемого тока, которая всегда указывается на шильдике. Например, на шильдике, показанном на фото, ток потребления двигателя мощностью 0.25 кВт на каждую фазу при напряжении питания 220 В (обмотки двигателя подключены по схеме «треугольник») составляет 1,2 А, а при напряжении 380 В (обмотки двигателя подключены по схеме звезды) всего 0,7 А. .По току, указанному на паспортной табличке, по таблице выбора сечения провода для квартирной проводки выбрать провод сечением 0,35 мм 2 при соединении обмоток двигателя по треугольнику или 0,15 мм контур 2 при подключении по «звездной» схеме.

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Изготовление квартирной электропроводки из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем значительно превысят стоимость проводки из меди. Электропроводку рекомендую делать исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной проводки, так как они легкие, дешевые и при правильном подключении надежно служат долгое время.

А какой провод лучше использовать при прокладке электропроводки, одножильный или многожильный? По способности проводить ток на единицу секции и установки лучше одножильная.Так что для домашней разводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает множественные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем гибче и прочнее. Поэтому многожильный провод используется для подключения нестационарных электроприборов, таких как электрические фены, электробритвы, электрические утюги и все остальные.

После принятия решения о сечении провода возникает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Здесь выбор невелик и представлен сразу несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГНГ и NYM.

Кабель

ПУНП с 1990 г. в соответствии с постановлением Главгосэнергонадзора «О запрете использования проводов типа АПВН, ППБН, ПЭН, ПУНП и др., Изготовленных по ТУ 16-505. 610-74 взамен проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79 * »использовать запрещено.

Кабель ВВГ и ВВГНГ - провода медные в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50 ° С до + 50 ° С, для прокладки проводов внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в трубках.Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки указывают на негорючесть изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм 2. Если перед ВВГ (АВВГ) стоит буква А в обозначении кабеля, то провода в проводе алюминиевые.

Кабель

NYM (российский аналог - кабель ВВГ) с круглыми медными жилами, негорючая изоляция, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и объем практически идентичны кабелю ВВГ.Выпускается в двух-, трех- и четырехжильном исполнении с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм 2.

Как видите, выбор для разводки невелик и определяется в зависимости от того, какая форма кабеля больше подходит для прокладки, круглая или плоская. Круглый кабель удобнее прокладывать через стены, особенно если ввод с улицы в комнату делается. Вам нужно будет просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стенки это становится актуальным.Для внутренней разводки удобнее использовать плоский кабель ВВГ.

Параллельное соединение проводов

Бывают безвыходные ситуации, когда нужно срочно проложить проводку, но провода необходимого сечения отсутствуют. В этом случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно сделать проводку из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.

Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм 2, а для расчетов нужно 10 мм 2. Соедините их все параллельно, и проводка выдержит ток до 50 ампер. Да, вы сами неоднократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А, а для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужна гибкая проволока. Он состоит из сотен параллельно соединенных тонких медных проводов.В автомобиле аккумулятор также подключается к бортовой сети с помощью того же гибкого многожильного провода, так как при запуске двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора - провода необходимо отвести в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.

Метод увеличения сечения электрического провода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра может применяться только в крайнем случае.При прокладке домашней электропроводки допустимо параллельно подключать только провода одинакового сечения, взятые из одной ячейки.

Онлайн-калькуляторы для расчета сечения и диаметра провода

Воспользовавшись представленным ниже онлайн-калькулятором, вы можете решить обратную задачу - определить диаметр проводника по сечению.

Как рассчитать сечение многожильного провода

Многожильный провод, или, как его еще называют, многопроволочный или гибкий, представляет собой одножильный провод, скрученный вместе.Чтобы рассчитать сечение многожильного провода, необходимо сначала рассчитать сечение одного провода, а затем результат умножить на их количество.


Рассмотрим пример. Имеется многожильный гибкий провод, в котором 15 жил диаметром 0,5 мм. Сечение одной жилы 0,5 мм × 0,5 мм × 0,785 = 0,19625 мм 2, после округления получаем 0,2 мм 2. Так как у нас в проводе 15 проводов, нам нужно эти числа умножить, чтобы определить сечение кабеля. . 0,2 мм 2 × 15 = 3 мм 2.Осталось определить по таблице, что такой многожильный провод выдерживает ток 20 А.

Вы можете оценить нагрузочную способность многожильного провода, не измеряя диаметр отдельного проводника, путем измерения общего диаметра всех витых проводов. Но поскольку провода круглые, между ними есть воздушные зазоры. Чтобы исключить площадь зазора, нужно результат сечения провода умножить на коэффициент 0,91. При измерении диаметра убедитесь, что многожильный провод не сплющивается.

Рассмотрим пример. По результатам измерений диаметр многожильного провода 2,0 мм. Рассчитываем его сечение: 2,0 мм × 2,0 мм × 0,785 × 0,91 = 2,9 мм 2. По таблице (см. Ниже) определяем, что этот многожильный провод выдерживает токи до 20 А.

Правильный выбор электрического кабеля важен для обеспечения достаточного уровня безопасности, экономичного использования кабеля и полного использования всех его характеристик. Грамотно спроектированное сечение должно иметь возможность постоянно работать под полной нагрузкой, без повреждений, выдерживать короткие замыкания в сети, обеспечивать нагрузку соответствующим напряжением (без чрезмерного падения напряжения) и обеспечивать работоспособность защитных устройств при его отсутствии. заземления.Именно поэтому выполняется тщательный и точный расчет сечения кабеля по мощности, который сегодня можно сделать с помощью нашего онлайн-калькулятора достаточно быстро.

Расчеты производятся индивидуально по формуле расчета сечения кабеля отдельно для каждого силового кабеля, для которого необходимо выбрать конкретное сечение, или для группы кабелей со схожими характеристиками. Все методы определения размеров кабеля в той или иной степени следуют основным 6 пунктам:

  • Сбор данных о кабеле, условиях его прокладки, нагрузке, которую он будет нести и т. Д.
  • Определение минимального сечения кабеля на основе текущего расчета
  • Определение минимального сечения кабеля с учетом падения напряжения
  • Определение минимального сечения кабеля в зависимости от повышения температуры короткого замыкания
  • Определение минимального сечения кабеля на основе полного сопротивления контура при недостаточном заземлении
  • Выбор наибольшего сечения кабеля на основе расчетов точек 2, 3, 4 и 5

Онлайн-калькулятор сечения силового кабеля

Чтобы использовать онлайн-калькулятор сечения кабеля, вам необходимо собрать информацию, необходимую для расчета размера.Как правило, вам необходимо получить следующие данные:

  • Подробные характеристики нагрузки, которую обеспечивает кабель
  • Назначение кабеля: для трехфазного, однофазного или постоянного тока
  • Напряжение системы и (или) источника
  • Полный ток нагрузки в кВт
  • Общий коэффициент мощности нагрузки
  • Пусковой коэффициент мощности
  • Длина кабеля от источника до нагрузки
  • Конструкция кабеля
  • Метод прокладки кабеля

Таблицы сечений медных и алюминиевых кабелей


Таблица сечений медного кабеля
Таблица сечений алюминиевого кабеля

При определении большинства параметров расчета пригодится таблица расчета сечения кабеля, представленная на нашем сайте.Поскольку основные параметры рассчитываются исходя из потребностей текущего потребителя, все начальные параметры можно легко рассчитать. Однако марка кабеля и провода, а также понимание конструкции кабеля также играют важную роль.

Основные характеристики конструкции кабеля:

  • Материал проводника
  • Форма проводника
  • Тип проводника
  • Покрытие поверхности проводника
  • Тип изоляции
  • Количество ядер

Ток, протекающий по кабелю, выделяет тепло из-за потерь в проводниках, потерь в диэлектрике из-за теплоизоляции и резистивных потерь тока.Именно поэтому самым основным является расчет нагрузки, который учитывает все особенности силового кабеля, в том числе тепловые. Детали, из которых состоит кабель (например, проводники, изоляция, оболочка, броня и т. Д.), Должны выдерживать повышение температуры и тепло, исходящее от кабеля.

Пропускная способность кабеля - это максимальный ток, который может непрерывно протекать по кабелю без повреждения изоляции кабеля и других компонентов. Именно этот параметр является результатом расчета нагрузки для определения общего сечения.

Кабели с большим поперечным сечением проводов имеют меньшие потери сопротивления и могут лучше рассеивать тепло, чем более тонкие кабели. Следовательно, кабель с поперечным сечением 16 мм2 будет иметь большую пропускную способность по току, чем кабель сечением 4 мм2.

Однако такая разница в сечении - это огромная разница в стоимости, особенно если речь идет о медной разводке. Именно поэтому необходимо произвести очень точный расчет сечения провода по мощности, чтобы его подача была экономически целесообразной.

Для систем переменного тока обычно используется метод расчета падений напряжения на основе коэффициента мощности нагрузки. Обычно используются токи полной нагрузки, но если нагрузка была высокой при запуске (например, двигатель), то падение напряжения на основе пускового тока (мощность и коэффициент мощности, если применимо) также следует рассчитать и принять во внимание. , т.к. низкое напряжение также является причиной выхода из строя дорогостоящего оборудования, несмотря на существующие уровни защиты.

Видеообзоры по выбору сечения кабеля

Воспользуйтесь другими онлайн-калькуляторами.

Провода и кабели

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

-Электричество в длинных проводах, используемых для передачи, ведет себя совсем иначе , чем в коротких провода, используемые в конструкции устройств
-Использование проводов в цепях переменного тока вызывает множество проблем , таких как скин-эффект и эффекты близости.

1. Сопротивление / импеданс
2. Скин-эффект
3. Типы конструкций проводов

4. Подробнее о материалах проводов
5. Изоляция проводов

1.) Поведение электричества в проводах: сопротивление и импеданс


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

Питание переменного тока:
В 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 постоянного тока Томас Эдисон не мог послать свою энергию на большие расстояния без 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 вольфрамовый 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 на 10 тесла.Вместо меди используются ниобий и олово. поскольку материалы работают по-разному при разных температурах.

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

Магнитные поля (индуктивность и импеданс):

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

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

2.) Кожный 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 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 »

Инженеры и затраты Сберегательный дизайн:

Инженеры используют математику чтобы вычислить «глубину скин-фактора», чтобы узнать, сколько проволоки используется для проведения электричества.Это важная часть инженеров-электриков работают над проектированием энергосистем. Этот работа также связана с экономией средств, как могут понять инженеры какой калибр и какой тип провода использовать и сравнить с другие материалы и конфигурации. Старый электрический двигатели и генераторы из начало 20 века, как известно, длилось долгое время, потому что в то время инженеры могли спроектировать обмотки и тип провода для лучшей производительности, так как затраты на оборудование и машины были выше.Сегодня многие двигатели перегорают, потому что инженеры вынуждены использовать самый дешевый вариант - наименьшее количество материала который может выдерживать ток, однако, когда двигатель начинает при перегреве более тонкие провода из более дешевого материала быстрее сгорят. Балласты (трансформаторы) в современных системах освещения имеют общеизвестную короткий срок службы в целях снижения стоимости единицы продукции.

Практическое упражнение: Как затраты влияют на дизайн

Вы можете увидеть и почувствуйте работу инженеров по проектированию проводов вокруг вашего дома.Просто найдите старые блоки питания или профессиональные блоки питания используется с дорогостоящими машинами или инструментами. Почувствуйте вес этих стеновые блоки или блоки питания. Теперь найдите детскую игрушку или мобильный телефон зарядное устройство. Почувствуйте, насколько легкими кажутся трансформаторы по сравнению с ними.
Если вам повезет, вы можете найти два трансформатора, преобразующие мощность. от стены (120 или 220 В) на такое же напряжение постоянного тока для устройства. Если открыть корпус, можно увидеть разницу в размерах. калибра обмоток, а также от того, используют ли они медь или алюминий.Вы четко увидите, как влияет на дизайн общий предмет.


3.) Типы проводов:


Ниже: типов провода, используемого коммунальными предприятиями при передаче электроэнергии:

Ниже: фиксированная проводка, используемая в домах, а также шнуры, используемые в динамиках, бытовая техника и телефонные системы.На рисунке ниже показаны старые провода, которые когда-то использовались в домах (кабель SJTWA и тип SE), и современные стандартный ромекс.

ЭЛЕКТРОПРОВОДКА с 1880-х до наших дней:

Вверху: 3 проводника подземный медный провод (сейчас редко)

Внизу: плоская лента провод, используемый в сверхпроводящих магнитах

Лучший провод для вакансия:

Все инженеры-электрики должны знать о проводах и думать об использовании правильной конструкции и материал для поставленной задачи.Вот факторы для определения конструкция проволоки:

-Прочность (способность многократно сгибаться или сдавливаться веса)
-Уровень напряжения и тока
-Прочность подвески (способность долго удерживать собственный вес пролеты между опорами)
- Под землей или под водой
- Температура эксплуатации (например, сверхпроводящие проволока)
-Стоимость

Сплошная проволока:

Преимущества:
Меньшая площадь поверхности, подверженной коррозии
Может быть жесткой и прочной
Недостатки:
Плохо при многократном сгибании, может сломаться при сгибании пятно
Непрактично для высокого напряжения

Многожильный провод:

Вверху: многожильный динамик провод, который есть в каждом доме
Ниже: Специализированный многожильный медный провод сверхтолстой толщины

-Скрученный провод - много меньших проводов параллельно, можно скручивать вместе
Преимущества:
Отличный проводник для своего размера
Недостатки:
Вы можете подумать, что это будет хорошо для высокочастотного использования, потому что у него есть большая площадь поверхности на всех маленьких жилках проволоки, однако это хуже, чем сплошная проволока, потому что пряди соприкасаются друг друга, закорачивая, и поэтому провод действует как один больший проволока, и в ней много воздушных пространств, что обеспечивает большее сопротивление для типоразмера

Плетеный провод:

Преимущества:
-Большая долговечность по сравнению с сплошным проводом
-Лучшая проводимость, чем сплошной провод (большая площадь поверхности)
-Может действовать как электромагнитный экран в шумоподавляющих проводах
-Чем больше жил в проволоке, тем она гибче и прочнее есть, но он стоит дороже

Спец. провода:

Сплошной с оплеткой снаружи или в некоторой их комбинации, эти провода используются для всех видов специальных применений.

Коаксиальный кабель используется для передачи радио или кабельного телевидения. потому что по своей конструкции проводники с оплеткой и фольгой снаружи держать частоты в ловушке внутри. Экранирование предотвращает паразитная электромагнитная энергия от заражения области вокруг чувствительной приемники.

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

Практическое упражнение: Игра в угадывание проводов

Соберите куски металлолома провода вокруг вашего дома или школьной мастерской, соберите короткие образцы разных типов.Теперь используйте приведенные выше диаграммы, чтобы выяснить, что вид проволоки, из чего она сделана, и перечислите ее применение каждый. Покажите это своему учителю и посмотрите, правильно ли вы угадали. Провод бывает так много экзотических видов, что вы можете оказаться с настоящей загадкой в ​​твоих руках. Используйте поиск в Интернете, чтобы попробовать чтобы идентифицировать все ваши образцы.


4.) Материалы провода:

Наиболее распространенный материал для электрического провода - медь и алюминий , это не самые лучшие проводники, но они многочисленны и дешевы. Золото также используется в различных областях, 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

4.) ПРОВОДНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ:

Слева: Для эффективного обмотки двигателя или генератора должны быть плотно упакованы вместе, минимизация воздушных пространств. Провода, используемые в двигателях и генераторах, обычно покрыты эмалью, чтобы обмотки плотно прилегали друг к другу. Традиционная резиновая или полимерная изоляция сделает провод диаметром толще, это одна из причин, почему старые электродвигатели были больше и тяжелее современных моторов такой же мощности.

Смотрите, как провод двигателя упакован и намотан в современный асинхронные двигатели в нашем видео здесь.

Подробнее о вся область электроизоляция на нашей странице здесь.


Практическое упражнение: Сжечь мотор!

Вы заметили что когда моторчик игрушки сильно нагревается, он пахнет? Это испарение изоляции.Тепло разрушает все виды изоляции в конечном итоге, и в обмотке двигателя, когда изоляция становится слабой. Достаточно двух проводов, расположенных рядом, будет коротко, это приведет к возникновению дуги. и устройство сгорает.

Если взять маленький двигатель, о котором вы не заботитесь, вы можете намеренно сжечь его посмотреть, что происходит с обмотками. Вы можете сделать это, поставив напряжение, превышающее рекомендованное, через устройство или при работе мотор горячий в течение длительного периода времени.Проконсультируйтесь с электриком или инженер, чтобы безопасно выполнить это упражнение.


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

Выбор ширины кабельного лотка для установки с одножильными кабелями на 600 В

Раздел 318-11 (b) (4) гласит, что если одиночные проводники установлены в треугольной или квадратной конфигурации в открытых кабельных лотках с сохраняемым зазором не менее чем в 2,15 раза больше диаметра кабеля между группами кабелей, допустимая нагрузка Кабели № 1/0 и более не должны превышать допустимую силу тока, указанную в Таблице B-310-2 в Приложении B NEC.

Раздел 318-11 (b) (4) определяет расположение кабелей в кабельном лотке для получения условий, позволяющих кабелям выдерживать более высокие значения тока. Таким образом, Раздел 318-11 (b) (4) содержит информацию о допустимой допустимой нагрузке, а также информацию, которая влияет на выбор ширины кабельного лотка.

Если ширина лестницы или вентилируемого желоба для кабельного лотка выбрана на основе требований Раздела 318-10 для установки, выполняемой в соответствии с Разделом 318-11 (b) (4), кабельный лоток будет недостаточной ширины для предполагаемая установка.Определить требуемую ширину лестничного лотка или лотка с вентилируемым желобом в соответствии с Разделом 318-11 (b) (4).

Общая ширина кабелей - 8 x 1,07 дюйма = 8,56 дюйма

Расстояние между кабелями должно быть равно 2,15 диаметра одного кабеля - 3 x 2,15 x 1,07 дюйма = 6,90 дюйма. Общая требуемая ширина кабельного лотка составляет 8,56 дюйма + 6,90 дюйма = 15,46 дюйма.

Необходимо использовать кабельный лоток шириной 18 дюймов.

Для установок, показанных на Рисунке 3, допустимая максимальная рабочая сила тока (Таблица B-310-2) для проводов 500кмил составляет 496 ампер на провод (без использования поправочного коэффициента максимальной рабочей температуры окружающей среды).

Установка кабелей в кабельный лоток, как показано на рисунке 3, очень желательна по причинам, указанным на рисунке 1A.

Этот тип установки может быть выполнен только там, где кабели могут быть заделаны без захода в кабельные каналы. Если кабели входят в кабелепровод, необходимо использовать значения силы тока, указанные в Таблице 310-16.

Лучше использовать значения допустимой нагрузки 75 градусов Цельсия, даже если установлен кабель с изоляцией 90 градусов Цельсия, если только не известно, что оборудование может выдерживать заделку проводов с более высокой температурой.Для установки, показанной на Рисунке 3, изолированный проводник 90 C, работающий при максимальной допустимой нагрузке, будет производить на 37 процентов больше тепла, чем изолированный провод 75 C. См. Раздел 110-14 (c) NEC. Ограничение температуры.

При использовании кабельного лотка для поддержки кабелей разработчик предлагает варианты компоновки кабелей, которые позволяют кабелям одного и того же размера работать при разной силе тока, если выбрана соответствующая ширина кабельного лотка.

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных в соответствии с рисунками 1A и 1B, составляет 403 ампера (кабельный лоток шириной 12 дюймов).

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных в соответствии с рисунком 2, составляет 620 ампер (кабельный лоток шириной 30 дюймов).

Максимально допустимая допустимая токовая нагрузка для кабелей 500 тыс. Мил, установленных в соответствии с рисунком 3, составляет 496 ампер (кабельный лоток шириной 18 дюймов).

Расчет рейтинга неисправности кабеля

При выборе кабеля важно учитывать его характеристики в условиях неисправности. Важно провести расчеты, чтобы убедиться, что любой кабель способен выдержать воздействие любого потенциального повреждения или короткого замыкания.В этой заметке рассказывается, как это сделать.

Основная проблема с кабелями, находящимися в неисправном состоянии, - это выделяемое тепло и любое возможное отрицательное воздействие, которое оно может оказать на изоляцию кабеля.

Расчет рейтинга неисправности основан на том принципе, что защитное устройство изолирует неисправность в течение определенного времени, так что допустимое повышение температуры внутри кабеля не будет превышено.

Уравнение адиабаты

При расчете рейтингов неисправностей кабеля обычно предполагается, что продолжительность настолько мала, что кабель не отводит тепло в окружающую среду.Принятие этого подхода упрощает расчет и дает возможность ошибиться.

Обычно используемым уравнением является так называемое адиабатическое уравнение. Для данной неисправности I , которая длится t , минимальная требуемая площадь поперечного сечения кабеля определяется по формуле:

A = I2tk

A - номинальная площадь поперечного сечения, мм 2

I - ток короткого замыкания, А

t - длительность тока короткого замыкания, с

k - коэффициент, зависящий от типа кабеля (см. Ниже)

В качестве альтернативы, с учетом поперечного сечения кабеля и ток повреждения, максимальное время, допустимое для защитного устройства, можно найти из:

t = k2A2I2

Коэффициент k зависит от изоляции кабеля, допустимого повышения температуры в условиях повреждения, удельного сопротивления проводника и теплоемкости. .Типичные значения k :

52

Значение k
Температура Материал проводника
Начальная ° C] Конечная [° C] Медь Алюминий Сталь
Термопласт 70 ° C (ПВХ)

70

160/140

115/103

76/78

42/37

Термопласт 90 ° C (ПВХ)

90

160/140

100/86

66/57

36/31

Термореактивный, 90 ° C (XLPE, EDR)

90

250

143

94

Термореактивная, 60 ° C (резина)

60

200

141

93

51

Термореактивная, 85 ° )

85

220

134

89

48

Термореактивная, 185 ° C (силиконовая резина)

180

350

132

87

2 4725

* где два значения; меньшее значение применяется к проводнику CSA> 300 мм 2
* эти значения подходят для продолжительности до 5 секунд, источник: BS 7671, IEC 60364-5-54

Совет: для лучшего понимания изоляции кабеля и о том, как он классифицируется, см. нашу заметку о свойствах изоляции кабеля.

Пример

Рассмотрим максимальный ток короткого замыкания 13,6 кА, и защитное устройство сработает за 2,6 с. Минимальная безопасная площадь поперечного сечения медного термореактивного кабеля 90 ° C ( k = 143) составляет:

S = 136002 × 2,6143 = 154 мм2

Любой выбранный кабель большего размера выдержит отказ.

Вывод - адиабатическое уравнение и k

Термин адиабатический применяется к процессу, в котором отсутствует теплопередача.Что касается повреждений кабеля, мы предполагаем, что все тепло, генерируемое во время повреждения, содержится внутри кабеля (а не передается от него). Очевидно, что это не совсем так, но это на всякий случай.

Из физики теплота Q , необходимая для подъема материала ΔT , определяется по формуле:

Q = cmΔT

Q - добавленное тепло, Дж

c - удельная теплоемкость материала , Jg -1 .K -1

м - масса материала, г

ΔT - повышение температуры, К

Энергия в кабеле во время повреждения определяется выражением:

Q = I2Rt

R - сопротивление кабеля, Ом

Из физических свойств кабеля можно рассчитать м и R как:

м = ρcAl и R = ρrlA

ρ c - плотность материала в г.мм -3

ρ r - удельное сопротивление жилы, Ом.мм

l - длина кабеля, мм

Комбинируя и подставляя, получаем:

I2Rt = смΔT

I2tρrlA = cρcAlΔT

и перестановка для A дает:

S = I2tk, если принять k = cρcΔTρr

Примечание: ΔT - это максимально допустимое повышение температуры для кабеля:

Δ24 θθθ

θ f - конечная (максимальная) температура изоляции кабеля, ° C

θ i - начальная (рабочая) температура изоляции кабеля, ° C

Единицы: выражены в граммах (граммы) и 2 мм, в отличие от кг и м.Это широко используется разработчиками кабелей. При необходимости уравнения могут быть легко переделаны в килограммах и миллиметрах.

Получение значений k

Константу k можно вычислить с помощью приведенного выше уравнения.

Более распространенным подходом является использование табличных значений для k , например, из BS 7671 [1] .

IEC 60364-5-54 [2] также позволяет более прямой расчет k , используя:

k = Qc (β + 20) ρ20ln (β + θfβ + θi)

Q c - объемная теплоемкость проводника при 20 ° С, Дж.K -1 . Мм -3

β - величина, обратная температурному коэффициенту удельного сопротивления при 0 ° C, ° C

ρ 20 - удельное сопротивление проводника при 20 ° C, Ом.мм

θ i - начальная температура проводника, ° C

θ f - конечная температура проводника, ° C

61

61 c [J.K -1 мм -3 ]
β [° C] ρ 20 [Ом.мм]
Медь 234,5 3,45 x 10 -3
17,241 x 10 - 6
Алюминий 228 2,5 x 10 -3 28,267 x 10 -6
Сталь 202 3.8 x 10 -3 138 x 10 -6


Подставив приведенные выше значения и немного изменив уравнение IEC, получаем:

k = 226ln (1 + θf − θi234,5 + θi) - медные проводники

k = 148ln (1 + θf − θi228 + θi) - алюминиевые проводники

k = 78ln (1 + θf − θi202 + θi) - стальные

Неадиабатические эффекты Как уже упоминалось, адиабатическое уравнение предполагает, что во время короткого замыкания от кабеля не отводится тепло.В некоторых ситуациях, особенно при большей продолжительности короткого замыкания, есть вероятность, что можно обойтись меньшим поперечным сечением, хотя расчет будет безопасным. В этих случаях можно произвести более точный расчет.

Учет неадиабатических эффектов сложнее. Если нет какого-либо драйвера, использовать адиабатические уравнения просто проще. Доступно программное обеспечение для учета неадиабатических эффектов, однако с этим связаны затраты, время и сложность.

IEC также публикует стандарт, который касается неадиабатических уравнений:

  • IEC 60949 «Расчет термически допустимого тока короткого замыкания с учетом неадиабатических эффектов нагрева».

Метод, принятый в МЭК 60949, заключается в использовании адиабатического уравнения и применении коэффициента для учета неадиабатических эффектов:

I = εIAD

I - допустимый ток короткого замыкания, А (или кА)

I AD - адиабатический расчетный допустимый ток короткого замыкания, А (или кА)

ε - коэффициент, учитывающий отвод тепла от кабеля

Основная часть стандарта IEC 60949 касается расчет ε .

Другие проблемы с повреждениями кабеля

Помимо прямого нагрева от токов короткого замыкания, другие соображения включают:

  • электромеханическое напряжение и уровни повреждения, достаточно большие, чтобы вызвать отказ кабеля. условия

Хотя в большинстве случаев отсутствие нагрева не является серьезным, могут возникнуть ситуации, когда они могут представлять опасность для кабеля или оборудования / персонала в непосредственной близости.

Ссылки
  • [1]. BS 7671 - Требования к электроустановкам . 17-е изд. Соединенное Королевство: IEE; 2008.
  • [2] IEC 60364-5-54 Электроустановки низкого напряжения - Часть 5-54: Выбор и монтаж электрического оборудования - Устройства заземления и защитные проводники . 3-е изд. IEC; 2011.

Выбор проводника | IEWC.com

Даже при проектировании простого изолированного провода необходимо учитывать множество факторов: температуру, напряжение, сопротивление проводника постоянному току, изоляцию, О.Д., требуемая гибкость, физические свойства проводника (прочность на разрыв , падение напряжения, проводимость, вес ) и, при необходимости, конкретные электрические характеристики, такие как диэлектрические свойства изоляционного материала.

Прежде чем выбрать конкретный изолированный провод, следует учесть множество факторов. К проводнику относятся: размер, скрутка и материал.

Размер проводника

РАЗМЕР Определено с учетом требований к сопротивлению постоянному току, допустимой нагрузке по току и прочности на разрыв.

ИЗМЕРИТЕЛЬ Наиболее важным фактором при расчете индивидуального размера AWG является минимальная площадь CIRCULAR MIL, установленная ASTM (Американское общество по испытанию материалов) для соответствия требованиям UL, CSA и военным требованиям, а также SAE (Общество автомобильных инженеров) для большинства автомобильных товаров.

Калибр

обозначается как AWG (американский калибр проводов) в США и Канаде. Увеличение номера калибра приводит к уменьшению диаметра проволоки.

Размер также может быть выражен как CMA (Circular Mil Area). , термин, используемый для определения площадей поперечного сечения с использованием арифметического сокращения, в котором площадь круглой проволоки принимается как «диаметр в милах (.001 ") в квадрате.

MCM = 1000 круговых милов, например: 500 MCM - это 133 жилы отдельных проволок размером 0,0613, каждая из которых имеет 3757 круговых милов, что составляет примерно 500000 круглых милов или 500 x 1000, что равно 500MCM.

500 MCM = 133 нити из материала диаметром 3757 мил (примерно 14 AWG) или 499,681 всего круглого мил.

Метрический эквивалент AWG

AWG мм2
28 0.08
26 0,14
24 0,25
22 0,34
21 0,38
20 0,50
18 0,75
17 1.0
16 1.5
12 4,0
10 6,0
8 10
6 16
4 25
2 35
1 50
1/0 55
2/0 70
4/0 120
300MCM 150
350MCM 185
500MCM 240
600MCM 300
750MCM 400
1000MCM 500

Скрутка проводов

СТРУКТУРНЫЕ ПРОВОДНИКИ Многожильные проводники, разработанные как способ преодоления жесткости сплошных проводников, состоят из проводов меньшего сечения, связанных или скрученных вместе, чтобы образовать провод большего размера.Калибровочный размер многожильных проводников часто выражается как комбинация общего размера и размера отдельной жилы.

ПРИМЕР: 16 AWG 26/30 - 16 представляет собой общий калибр, 26 - количество жил, 30 - калибр каждого из 26 проводов. Это также можно выразить как 26 / 0,0100 с использованием десятичного размера.

Многожильные проводники предпочтительнее по нескольким причинам:

ГИБКОСТЬ ПРОВОДНИКА намного выше у многожильных проводов, что упрощает их установку.

FLEX LIFE длиннее, чем у одножильных проводов. Многожильные проводники могут выдерживать большую вибрацию и изгиб перед разрывом. Вообще говоря, чем тоньше скрутка, тем гибче будет проводник.

ПОВРЕЖДЕНИЕ многожильных проводов, например царапины или надрезы, будет менее серьезным, чем аналогичное повреждение сплошного провода.

STRAND COUNT влияет как на гибкость, так и на стоимость проводника. Для проводов любого размера, чем больше жил, тем гибче и дороже становится проводник.

Материал проводника

МЕДЬ Медь, голая или луженая, является наиболее часто используемым проводящим металлом.

Для приложений, в которых медь не подходит, доступно несколько вариантов:

АЛЮМИНИЙ Этот металл по многим свойствам похож на медь; пластичность, пластичность, теплопроводность и электрическая проводимость, а также способность покрывать (выдавливаться) практически любым материалом, подходящим для изоляции меди. В то время как стоимость проводов иногда может быть уменьшена за счет использования алюминия (особенно в больших диаметрах), экономия уменьшается по мере уменьшения размеров.Алюминий редко используется в OEM-приложениях.

К недостаткам алюминиевых проводников относятся:

  • Алюминий имеет только 61% проводимости меди, поэтому диаметр провода должен быть на 50% больше, чтобы обеспечить эквивалентную пропускную способность по току. Это может привести к значительному увеличению внешнего диаметра проволоки. Срок службы гибкого кабеля также составляет от 1/2 до 1/3 срока службы меди.
  • Основное преимущество использования алюминия - снижение веса; алюминий весит на 1/3 меньше меди.
  • Алюминий трудно паять с другими металлами.
  • Алюминий может вызвать коррозию при контакте с некоторыми металлами.
  • Алюминий требует очистки перед окончательной обработкой, что может занять много времени.
  • Алюминий меньшего размера обычно не вытягивают.

СТАЛЬ С БРОНЗОВЫМ ИЛИ МЕДНЫМ ПОКРЫТИЕМ Если требуется высокая прочность на разрыв, например, коаксиальные кабели или специальные шнуры, лучше всего подойдет сталь с бронзовым или медным покрытием.

СПЛАВЫ ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ Хотя эти проводники из медного сплава более дороги, чем стальная проволока с медным или бронзовым покрытием, они позволяют значительно уменьшить размер и / или вес. Высокопрочные сплавы обеспечивают высокую прочность на разрыв и больший срок службы при изгибе при небольшом увеличении сопротивления постоянному току. Чаще всего используются кадмиево-хромовая медь, кадмий-медь, хром-медь и цирконий.

Электрооборудование: Сборная шина - Таблица 3: Быстрый выбор шин

Быстрый селектор шин - Зная допустимую нагрузку, проектировщики и специалисты по оценке могут получить приблизительный размер шины.Затем необходимо проверить допустимую нагрузку выбранной шины, проверив таблицу 1.

Требуемая мощность, * (диапазон) А Размеры сборной шины, дюймы **
Повышение 30 ° C Повышение 50 ° C Повышение 65 ° C
100
(100-149)
1 / 16x1 / 2,1 / 16x3 / 4 1 / 16x1 / 2
150
(150–199)
1 / 16x1
1 / 8x1 / 2
3 / 16x1 / 2
1 / 16x3 / 4 1 / 16x1 / 2
200
(200-249)
1 / 8x3 / 4
1 / 4x1 / 2
1 / 8x1 / 2 1 / 16x3 / 4
1 / 8x1 / 2

250
(250-299)

1 / 16x1 1/2
1 / 8x1
3 / 16x3 / 4
1 / 16x1
1 / 8x3 / 4
3 / 16x1 / 2
1 / 16x1

300
(300-349)

1 / 16x2
3 / 16x1
1 / 4x3 / 4
1 / 4x1 / 2 1 / 8x3 / 4
3 / 16x1 / 2
350
(350-399)
1 / 8x1 1/2 1 / 16x1 1/2
1 / 8x1
3 / 16x3 / 4
1 / 4x1 / 2
400
(400-449)
1 / 4x3 / 4
3 / 8x3 / 4
1 / 4x3 / 4 1 / 4x1 / 2
400
(400-449)
1 / 4x1
3 / 8x3 / 4
1 / 4x3 / 4 1 / 16x1 1/2
1 / 8x1
3 / 16x3 / 4
450
(450-499)
1 / 8x2
3 / 16x1 / 2
1 / 16x2
3 / 16x1
1 / 4x3 / 4
500
(500-599)
1 / 4x1 1/2
3 / 8x1
1 / 8x1 1/2
1 / 4x1
3 / 8x3 / 4
1 / 16x2
1 / 8x1 1/2
3 / 16x1
600
(600-699)
1 / 8x2 1/2
3 / 16x2
1 / 2x1
1 / 2x1
1 / 8x2
3 / 16x1 1/2
1 / 4x1
1 / 4x1
3 / 8x3 / 4
700
(700-799)
1 / 8x3
3 / 16x2 1/2
1 / 4x2
3 / 8x1 1/2
1 / 4x1 1/2 1 / 8x2
3 / 16x1 1/2
3 / 8x1
800
(800-899)
1 / 8x3 1/2
3 / 16x3
1 / 4x2 1/2
3 / 8x2
1 / 8x2 1/2
3 / 16x2
1 / 2x1
1 / 4x1 1/2
900
(900-999)
1 / 8x4
3 / 16x3 1/2
1 / 4x3
1 / 8x3
3 / 16x2 1/2
1 / 4x2
3 / 8x1 1/2
1 / 8x2 1/2
1 / 2x1
1000
(1000-1249)
3 / 16x4 1 / 4x3 1/2
3 / 8x2 1/2, 3 / 8x3
1 / 2x2, 1 / 2x2 1/2
1 / 8x4
3 / 16x3
1 / 4x2 1/2
3 / 8x2
1 / 8x3
3 / 16x2 1/2
1 / 4x2
3 / 8x1 1/2
1250
(1250-1499)
1 / 4x4
3 / 8x3 1/2
1 / 2x3
3 / 16x3 1/2, 3 / 16x4
1 / 4x3
3 / 8x2 1/2
1 / 2x2
1 / 8x4
3 / 16x3
1 / 4x2 1/2
3 / 8x2
1500
(1500-1749)
1 / 4x5
3 / 8x4
1 / 2x3 1/2, 1 / 2x4
1 / 4x3 1/2, 1 / 4x4
3 / 8x3
1 / 2x2 1/2
3 / 16x3 1/2, 3 / 16x4
1 / 4x3
3 / 8x2 1/2
1 / 2x2
1750
(1750–1999)
1 / 4x6
3 / 8x5
3 / 8x3 1/2
1 / 2x3
1 / 4x3 1/2, 1 / 4x4
3 / 8x3
1 / 2x2 1/2
2000
(2000-2499)
1 / 4x8
3 / 8x6
1 / 2x5, 1 / 2x6
3 / 4x4, 3 / 4x5
1 / 4x6
3 / 8x5
1 / 2x4
1 / 4x5
3 / 8x4
1 / 2x3 1/2
2500
(2500-2999)
1 / 4x10
3 / 8x8
3 / 4x6
3 / 8x6
1 / 2x5
3 / 4x4
1 / 4x6
3 / 8x5
1 / 2x4
3000
(3000-3499)
1 / 4x12
3 / 8x10
1 / 2x8
1 / 4x8
1 / 2x6
3 / 4x5
1 / 4x8
3 / 8x6
1 / 2x5
3 / 4x4
3500
(3500-3999)
3 / 8x12
1 / 2x10
3 / 4x8
1 / 4x10
3 / 8x8
3 / 4x6
1 / 2x6
3 / 4x5
4000
(4000-4499)
1 / 2х12
3 / 4х10
1 / 4x12
3 / 8x10
1 / 2x8
1 / 4x10
3 / 8x8
3 / 4x6
4500
(4500-4999)
3 / 4x12 1 / 2х10 3 / 4х8 1 / 4x12
3 / 8x10
1 / 2x8
5000
(5000-5999)
3 / 8x12
1 / 2x12
3 / 4x10
3 / 8x12
1 / 2x10
3 / 4x8
* Для тока 60 Гц

** В таблице указаны поперечные сечения шин, которые, вероятно, будут достаточно большими для токов в каждом диапазоне.Зная требуемую допустимую нагрузку, определите возможные размеры шины по таблице. Затем проверьте Таблицу 1, чтобы убедиться, что выбранный размер имеет необходимую допустимую нагрузку.

Пример: Предположим, что требуемая допустимая нагрузка составляет 185 А при повышении температуры на 30 ° C. Таблица 3 показывает, что, вероятно, будет достаточно размера 1/16 x 1 дюйм. Это подтверждается таблицей 1, в которой указана допустимая токовая нагрузка шины 1/16 x 1 дюйм как 187 ампер.

Таблица размеров проводов для систем постоянного тока 12 В, 24 В и 48 В

Удобный инструмент для определения размеров проводов и кабелей для систем на 12, 24 и 48 В.

Провода правильного сечения могут иметь значение между недостаточной и полной зарядкой аккумуляторной системы, между тусклым и ярким светом, а также между слабой и полной работоспособностью инструментов и приспособлений. Разработчики силовых цепей низкого напряжения часто не знают о последствиях падения напряжения и размера проводов.

В обычных домашних электрических системах (120/240 В переменного тока) размер провода в первую очередь рассчитан на безопасную допустимую силу тока (токовую нагрузку). Главное внимание уделяется пожарной безопасности.В системах с низким напряжением (12, 24, 48 В постоянного тока) наиважнейшей проблемой является потеря мощности. Размер провода не должен определяться только по допустимой нагрузке, поскольку допуск на падение напряжения меньше (за исключением очень коротких участков). Например, падение на 1 В с 12 В приводит к 10-кратному падению мощности по сравнению с падением на 1 В с 120 В.

Используйте следующую таблицу в качестве основного инструмента при решении проблем с размером провода. Он заменяет многие страницы старых таблиц размеров. Вы можете применять его к любому рабочему напряжению, при любом процентном падении напряжения.

Универсальная таблица размеров проводов

Эта диаграмма работает для любого напряжения или падения напряжения, американского (AWG) или метрического (мм2) размера.Это применимо к типичным цепям постоянного тока и к некоторым простым цепям переменного тока (однофазный переменный ток с резистивными нагрузками, но не с нагрузками двигателя, коэффициент мощности = 1,0, реактивное сопротивление линии незначительно).

Шаг 1 - Рассчитайте следующее:

VDI = (АМПЕРЫ x ФУТЫ) / (% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ x НАПРЯЖЕНИЕ)
VDI = индекс падения напряжения (справочное число, основанное на сопротивлении провода)
FEET = одностороннее расстояние проводки (1 метр = 3.28 футов)
% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ = Допустимое падение напряжения на ваш выбор (пример: используйте 3 для 3%)

Шаг 2 - Определите подходящий размер провода по таблице ниже. Сравните свой вычисленный VDI с VDI в таблице, чтобы определить ближайший размер провода. Сила тока не должна превышать МАКСИМАЛЬНУЮ МОЩНОСТЬ, указанную для сечения провода.

Размер провода Площадь, мм 2 Медь Алюминий
AWG VDI Пропускная способность VDI Пропускная способность
16 1.31 1 10 Не рекомендуется
14 2,08 2 15
12 3,31 3 20
10 5,26 5 30
8 8,37 8 55
6 13,3 12 75
4 21.1 20 95
2 33,6 31 130 20 100
0 53,5 49 170 31 132
00 67,4 62 195 39 150
000 85,0 78 225 49 175
0000 107 99 260 62 205
Размер в метрической системе по площади поперечного сечения Медь
(VDI x 1.1 = мм 2 )
Алюминий
(VDI x 1,7 = мм 2 )
Доступные размеры: 1 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95120 мм 2
ПРИМЕР:
20-амперная нагрузка при 24 В на расстоянии 100 футов с максимальным падением напряжения 3%
VDI = (20 × 100) / (3 × 24) = 27,78 Для медного провода ближайший VDI = 31.
Это указывает на провод № 2 AWG или 35 мм 2

ПРИМЕЧАНИЯ: AWG = калибр проводов Amercan.Допустимая нагрузка основана на Национальных электротехнических правилах (США) для температуры окружающего воздуха 30 ° C (85 ° F) для не более трех изолированных проводов в кабельных каналах в открытом воздухе для кабелей типов AC, NM, NMC и SE; и типы изоляции проводов TA, TBS, SA, AVB, SIS, RHH, THHN и XHHW. Информацию о других условиях см. В Национальном электротехническом кодексе или в техническом справочнике.

Определение допустимого падения напряжения для различных электрических нагрузок

Общее правило - размер провода подбирать так, чтобы при типичной нагрузке падение составляло примерно 2-3%.Когда это окажется очень дорогим, примите во внимание следующие советы. Разные электрические цепи имеют разные допуски по падению напряжения.

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ЛАМПЫ И КВАРЦЕВЫЙ ГАЛОГ (QH) : Не обманывайте! Падение напряжения на 5% вызывает потерю светового потока примерно на 10%. Это связано с тем, что лампа не только получает меньше энергии, но и более холодная нить накаливания опускается от раскаленной добела к раскаленной докрасна, испуская гораздо меньше видимого света.

ЦЕПИ ОСВЕЩЕНИЯ, ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ : Падение напряжения вызывает почти пропорциональное падение светоотдачи.Флуоресцентные лампы используют от 1/2 до 1/3 тока ламп накаливания или ламп QH для того же светового потока, поэтому они могут использовать меньший провод. Мы выступаем за использование качественных люминесцентных ламп. Жужжание, мерцание и плохая цветопередача устранены в большинстве современных компактных флуоресцентных ламп, электронных балластов и ламп теплого или полного спектра.

ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА могут использоваться в системах возобновляемой энергии, особенно в водяных насосах. Они работают с КПД на 10-50% выше, чем двигатели переменного тока, и исключают затраты и потери, связанные с инверторами.Двигатели постоянного тока НЕ ​​требуют чрезмерных скачков напряжения при запуске, в отличие от асинхронных двигателей переменного тока. Падение напряжения во время пуска просто приводит к «плавному пуску».

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА обычно используются в крупных электроинструментах, приборах и скважинных насосах. Они предъявляют очень высокие требования к скачкам напряжения при запуске. Значительное падение напряжения в этих цепях может вызвать сбой при запуске и возможное повреждение двигателя. Соблюдайте Национальный электротехнический кодекс. В случае скважинного насоса следуйте инструкциям производителя.

PV-DIRECT SOLAR WATER PUMP Цепи должны быть рассчитаны не на номинальное напряжение (т.е. 24 В), а на фактическое рабочее напряжение (в этом случае приблизительно 34 В). Без батареи, удерживающей напряжение, рабочее напряжение будет примерно равным пиковому напряжению точки мощности фотоэлектрической батареи.

ЦЕПИ ЗАРЯДКИ БАТАРЕИ критически важны, потому что падение напряжения может вызвать непропорциональную потерю тока заряда. Чтобы зарядить батарею, генерирующее устройство должно подавать более высокое напряжение, чем уже существует внутри батареи.Вот почему большинство фотоэлектрических модулей рассчитаны на пиковую мощность 16-18 В. Падение напряжения более 5% уменьшит эту необходимую разницу напряжений и может уменьшить ток заряда аккумулятора на гораздо больший процент. Наша общая рекомендация - рассчитывать на падение напряжения на 2-3%. Если вы думаете, что фотоэлектрическая матрица может быть расширена в будущем, выберите размер провода для будущего расширения. Ваш клиент оценит это, когда придет время добавить в массив.

ЦЕПИ ВЕТРОВОГО ГЕНЕРАТОРА : В большинстве мест ветрогенератор вырабатывает полный номинальный ток только во время редких ураганов или порывов ветра.Если размер провода, рассчитанного на низкие потери, большой и очень дорогой, вы можете подумать о том, чтобы подобрать размер с учетом падения напряжения до 10% при номинальном токе. Эта потеря будет происходить только изредка, когда энергии наиболее много. Обратитесь к руководству по эксплуатации ветряной системы.

Дополнительные методы снижения затрат

АЛЮМИНИЕВЫЙ ПРОВОД может быть более экономичным, чем медный для некоторых основных линий. Энергетические компании используют его, потому что он дешевле меди и легче по весу, хотя необходимо использовать больший размер.Он безопасен при установке для кодирования с клеммами с рейтингом AL. Вы можете использовать его для длинных и дорогих серий №2 или больше. Разница в стоимости колеблется в зависимости от рынка металлов. Он жесткий и трудно изгибаемый, поэтому он не подходит для погружных насосов.

ФЭ МОДУЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ : рассмотрите возможность использования модулей более высокого напряжения (пиковая мощность 18+ В, например, наши BP-585 и BP-590) для компенсации чрезмерного падения напряжения. В некоторых случаях при больших расстояниях стоимость увеличенного модуля может быть ниже, чем стоимость провода большего размера.

СОЛНЕЧНОЕ ОТСЛЕЖИВАНИЕ : Используйте солнечный трекер (от Zomeworks), чтобы можно было использовать меньший массив, особенно в условиях интенсивного использования летом (отслеживание дает больше энергии летом, когда солнце проходит самую длинную дугу по небу). Для меньшего фотоэлектрического массива потребуется провод меньшего размера.

НАСОСЫ ДЛЯ ВОДНЫХ СКВАЖИН : Рассмотрим систему с медленной перекачкой и низким энергопотреблением с накопительным баком для накопления воды. Это уменьшает размеры как проволоки, так и труб, если речь идет о длинных подъемах или трассах.Система прямой накачки фотоэлектрической решетки может устранить длинную проводку, используя отдельную фотоэлектрическую решетку, расположенную рядом с насосом. Погружные насосы SunRise, Solar Slowpump, Booster Pump и Solar Force Piston Pump - это высокоэффективные насосы постоянного тока, рассчитанные на напряжение до 48 В. Мы также производим версии переменного тока и преобразователи, позволяющие использовать переменный ток, передаваемый на большие расстояния.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *