Условия теплоотдачи
Важным условием тепловой отдачи считается влажная среда, в которой находится кабель. При размещении провода в грунте теплоотвод напрямую связан со структурой и его составом, а также уровнем влажности.
Для получения наиболее точных величин придется проанализировать состав почвы, в зависимости от которого будет разным сопротивление. При помощи таблицы ищут удельное сопротивление. Благодаря качественной утрамбовке данная характеристика может быть уменьшена. Песок и гравий обладают меньшей теплопроводностью по сравнению с глиной, поэтому в идеале провода засыпают последней. Вместо глины можно использовать суглинок без примесей шлака, камней и мусора.
Важно помнить о разных условиях охлаждения кабеля с изоляцией и без нее. В первом случае тепловые потоки, исходящие при нагреве жил, вынуждены преодолевать дополнительный барьер в виде изоляционного слоя
Расположение кабеля в траншее
При подземной укладке кабеля, когда в одной траншее расположено сразу два проводника, процесс охлаждения существенно замедлится, что приведет к снижению допустимые токовых нагрузок.
С точки зрения электрической и пожарной безопасности, определение правильных длительно допустимого тока и сечения кабеля — важное условие, позволяющее исключить перегревы, нарушение изоляции и воспламенение кабельной линии. При расчетах следует быть внимательными и учесть множество дополнительных условий
Определенные корректировки нужны даже для табличных значений.
Расчет сечения провода электропроводки по мощности подключаемых электроприборов
Для выбора сечения жил провода кабеля при прокладке электропроводки в квартире или доме нужно проанализировать парк имеющихся электробытовых приборов с точки зрения одновременного их использования. В таблице представлен перечень популярных бытовых электроприборов с указанием потребляемого тока в зависимости от мощности.
Вы можете узнать потребляемую мощность своих моделей самостоятельно из этикеток на самих изделиях или паспортам, часто параметры указывают на упаковке. В случае если сила потребляемого тока электроприбором не известна, то ее можно измерять с помощью амперметра.
Обычно мощность потребления электроприборов указывается на корпусе в ваттах (Вт или VA) или киловаттах (кВт или kVA). 1 кВт=1000 Вт.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
Ток потребляют еще холодильник, осветительные приборы, радиотелефон, зарядные устройства, телевизор в дежурном состоянии. Но в сумме эта мощность составляет не более 100 Вт и при расчетах ее можно не учитывать.
Если Вы включите все имеющиеся в доме электроприборы одновременно, то необходимо будет выбрать сечение провода, способное пропустить ток 160 А. Провод понадобится толщиной в палец! Но такой случай маловероятен. Трудно представить, что кто-то способен одновременно молоть мясо, гладить утюгом, пылесосить и сушить волосы.
Пример расчета. Вы встали утром, включили электрочайник, 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 в дополнение, например, телевизора, потребляемый ток может достигнуть 25 А.
Выбор сечения провода для подключения электроприборов к трехфазной сети 380 В
При работе электроприборов, например, электродвигателя, подключенных к трехфазной сети, потребляемый ток протекает уже не по двум проводам, а по трем и, следовательно, величина протекающего тока в каждом отдельном проводе несколько меньше. Это позволяет использовать для подключения электроприборов к трехфазной сети провод меньшего сечения.
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 учесть, что на шильдике электродвигателя указывается максимальная механическая мощность, которую двигатель может создать на валу, а не потребляемая электрическая мощность
Например, нужно подключить электродвигатель потребляющий 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 мм2, с учетом вышеизложенного 1,0 / 1,75 = 0,5 мм2. Следовательно, для подключения электродвигателя мощностью 2,0 кВт к трехфазной сети 380 В понадобится медный трехжильный кабель с сечением каждой жилы 0,5 мм2.
Гораздо проще выбрать сечение провода для подключения трехфазного двигателя, исходя из величины тока его потребления, который всегда указывается на шильдике. Например, ток потребления двигателя мощностью 0,25 кВт по каждой фазе 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 «звезда») всего 0,7 А.
Взяв силу тока, указанную на шильдике, по таблице для выбора сечения провода для квартирной электропроводки выбираем провод сечением 0,35 мм2 при подключении обмоток электродвигателя по схеме «треугольник» или 0,15 мм2 при подключении по схеме «звезда».
Для чего нужен расчет сечения кабеля
При покупке кабеля вы можете увидеть различные обозначения. К примеру, провод 3×5 содержит три токоведущие жилы, каждая из которых имеет сечение по 5 кв. мм. Зная это, достаточно заглянуть в таблицу напряжения и мощности.
Только правильно рассчитанное сечение гарантирует отсутствие участков с перегревами кабеля. При этом провод должен выдерживать временные нагрузки, когда величина тока в 2-3 раза больше номинального значения
Вы получите запас по току, что важно, поскольку в любой момент нагрузка на сеть может возрасти из-за новых бытовых приборов. Отсутствие нагрева исключит самовозгорание и пожары на объектах
Этот момент нужно продумать заранее, поскольку в большинстве случаев используется скрытый метод монтажа электропроводки, и малейшее повреждение может привести к необходимости замены целой линии.
Электрическая мощность бытовых приборов
Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16
Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.
Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.
Принципы выбора кабеля по току: какие процессы учитываются
Провода и кабели для домашней проводки выпускаются большим ассортиментом с разным сечением жил из меди или алюминия. Их поперечное сечение вычисляется по формуле площади круга через диаметр, который легко определить измерительными инструментами, например, микрометром.
Поскольку они предназначены для работы в разных условиях эксплуатации, то обладают различной конструкцией, каждая из которых имеет свое название, например, NYM, ПУНП, ПУНГП, ВВГ, ВВГнг, ПВС и другие обозначения.
Внутренняя конструкция любого из них состоит из металлических жил и изоляции. В качестве примера показываю картинкой кабель ВВГнг.
Любая жила обладает электрическим сопротивлением. При прохождении тока по ней выделяется тепло, описываемое законом Джоуля-Ленца. Оно зависит от величины нагрузки, времени ее протекания и сопротивления проводника.
При этом происходит нагрев:
- металла жилы;
- слоя изоляции;
- окружающей кабель среды.
С третьим вопросом предлагаю разобраться поподробнее.
Открытая и закрытая прокладка проводов
Электрическая проводка может быть двух типов:
- закрытая;
- открытая.
В большинстве случаев для квартир применяют скрытый монтаж. При помощи перфоратора или штробореза в стене или на потолке создают специальные углубления, в которые укладывается кабель. Дополнительно он может быть помещен в гофрированные трубки или рукава. Спрятав кабель, углубления следует заделать при помощи штукатурки. Единственным допустимым вариантом для современной скрытой проводки являются медные проводники. При этом следует заранее продумать потенциальное наращивание сети или процесс частичной замены ее компонентов. В идеале нужно применять провода плоской формы.
Укладка скрытой проводки в штробах
Влияние рабочих параметров на расчет
Чтобы определить, какой толщины должен быть кабель для прокладывания функциональной и безопасной проводки, можно ориентироваться на основные рабочие показатели электрической сети (напряжение, сила тока, потребляемая мощность). Однако каждый из этих способов имеет небольшие особенности, которые необходимо учитывать. Рассмотрим их по отдельности.
Напряжение
При расчете сечения кабеля по напряжению ключевое значение имеет тип сети по количеству фаз. Как мы знаем, стандартная бытовая сеть имеет 1 силовую фазу с напряжением 220 вольт, а в производственной деятельности и на высоконагруженных объектах применяется трехфазная сеть – с напряжением 380 вольт. Отличается и строение силового кабеля:
- в однофазном – 3 жилы: фаза, ноль, заземление;
- в трехфазном – 5 жил: 3 фазы, ноль, заземление.
Это накладывает определенные особенности на монтаж электросети, связанные с разводкой питания на автоматы и выделенные линии. К примеру, от силового щитка частного дома идет одна ветка для освещения и подачи электроэнергии в гараж, потребляемая мощность которого составляет 18 киловатт. И именно здесь возникает различие:
- В однофазной сети кабель будет принимать на себя всю нагрузку ветви, равную 18 кВт. То есть при использовании медного провода его сечение должно быть равно 16 или 25 мм2 (для скрытой и отрытой проводки).
- В трехфазной сети кабель будет состоять из трех питающих жил, каждая их которых будет находиться под нагрузкой в 6,6 кВт. То есть площадь сечения каждой из них может составлять 1 мм2, а суммарная – 3мм2.
Например, мы прокладываем электрическую сеть в квартире, подключенной к однофазной сети с напряжением 220В. Для питания электроплиты с номинальной мощностью в 5 кВт от распределительного щитка будет проведена отдельная ветка с автоматикой. Согласно таблице для этого нужно использовать медный кабель с площадью сечения в 2,5 мм2. Алюминиевые провода для питания таких устройств лучше не использовать совсем – их свойства могут изменить в худшую сторону под воздействием сильной нагрузки.
Сила тока
Чтобы узнать, какие провода подойдут для использования на определенном участке цепи, можно провести расчеты по силе тока. Некоторые электрики в данной ситуации производят примерный расчет, считая, что на один квадратный миллиметр сечения должно приходиться 10А тока, однако такой способ не слишком точен, поскольку подходит только для однофазных сетей и кабелей с площадью сечения до 6 мм2. Поэтому мы рассмотрим, как правильно и точно выбрать кабель исходя из величины номинального тока.
Чаще всего на корпусе электроприборов или в технической документации указывается их номинальная мощность, с помощью которой мы можем вычислить мощность и, следовательно, нагрузку. Сложив токовые нагрузки всех электроприборов, получим суммарную мощность. Исходя из этой величины, надо будет выбирать провод. Например, в участок сети включены две ламы мощностью по 100Вт и четыре – по 40Вт, а также 1200Вт микроволновка и 2200Вт электрический чайник. Суммарная мощность нагрузки в такой цепи составит 3760Вт или 3,76 кВт. Для расчета сечения кабеля понадобится стандартная формула нахождения силы тока.
I= P/U
P – сопротивление (общая мощность); U – напряжение сети; I – сила тока
I= 3760Вт/220В= 17,09 А
Токовая нагрузка на нашем участке сети составляет 17,09А. В выборе подходящего кабеля нам поможет таблица нагрузок, использовавшаяся в способах выше. Обращаемся к ней и видим, что в однофазной сети с напряжением в 220В можно использовать медный кабель с сечением 1,5 мм2 или алюминиевый с сечением 2,5 мм2. Для сети с напряжением 380В эти показатели аналогичны – существенная разница в требуемой толщине кабелей между трех- и двухфазными сетями становится заметной только при нагрузке выше 25А.
Не забывайте, что выбор проводников по длительно допустимому току необходимо производить с округлением в большую сторону. Если, например, суммарная нагрузка составляет 22,5 А, следует брать кабель с сечением не ниже этого значения. Согласно таблице это будет 2,5 мм2 для медных проводов и 4 мм2 – для алюминиевых. Такое соотношение закономерно для двух этих материалов, так как медь обладает более высокой пропускной способностью.
1.3.20
Допустимые длительные токи для кабелей,
прокладываемых в блоках, следует определять по эмпирической формуле
,
где – допустимый длительный ток для
трехжильного кабеля напряжением 10 кВ с медными или алюминиевыми жилами,
определяемый по табл. 1.3.27; – коэффициент, выбираемый по табл. 1.3.28 в
зависимости от сечения и расположения кабеля в блоке; – коэффициент, выбираемый в
зависимости от напряжения кабеля:
| Номинальное напряжение кабеля, кВ | До 3 | 6 | 10 |
Коэффициент | 1,09 | 1,05 | 1,0 |
– коэффициент, выбираемый в зависимости от среднесуточной
загрузки всего блока:
Среднесуточная загрузка . | 1 | 0,85 | 0,7 |
Коэффициент | 1 | 1,07 | 1,16 |
Таблица 1.3.25. Допустимый длительный ток для одножильных кабелей с
алюминиевой жилой с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами
изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, небронированных, прокладываемых
в воздухе
Сечение | Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ | ||
| до 3 | 20 | 35 | |
| 10 | 65/- | – | – |
| 16 | 90/- | – | – |
| 25 | 110/- | 80/85 | – |
| 35 | 130/- | 95/105 | – |
| 50 | 165/- | 120/130 | – |
| 70 | 200/- | 140/160 | – |
| 95 | 235/- | 170/195 | – |
| 120 | 255/- | 190/225 | 185/205 |
| 150 | 275/- | 210/255 | 205/230 |
| 185 | 295/- | 225/275 | 220/255 |
| 240 | 335/- | 245/305 | 245/290 |
| 300 | 355/- | 270/330 | 260/330 |
| 400 | 375/- | 285/350 | – |
| 500 | 390/- | – | – |
| 625 | 405/- | – | – |
| 800 | 425/- | – | – |
_______________
* В числителе указаны токи для кабелей, расположенных в
одной плоскости с расстоянием в свету 35-125 мм, в знаменателе – для кабелей,
расположенных вплотную треугольником.
Таблица 1.3.26. Поправочный коэффициент на количество работающих
кабелей, лежащих рядом в земле (в трубах или без труб)
Таблица 1.3.27. Допустимый длительный ток для кабелей, кВ с медными или
алюминиевыми жилами сечением 95 мм, прокладываемых в блоках
Таблица 1.3.28. Поправочный коэффициент на сечение кабеля
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Коэффициент для номера канала в блоке | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| 25 | 0,44 | 0,46 | 0,47 | 0,51 |
| 35 | 0,54 | 0,57 | 0,57 | 0,60 |
| 50 | 0,67 | 0,69 | 0,69 | 0,71 |
| 70 | 0,81 | 0,84 | 0,84 | 0,85 |
| 95 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| 120 | 1,14 | 1,13 | 1,13 | 1,12 |
| 150 | 1,33 | 1,30 | 1,29 | 1,26 |
| 185 | 1,50 | 1,46 | 1,45 | 1,38 |
| 240 | 1,78 | 1,70 | 1,68 | 1,55 |
Резервные кабели допускается прокладывать в
незанумерованных каналах блока, если они работают, когда рабочие кабели
отключены.
Алгоритм выбора электропроводки
- Определение системы электроснабжения — однофазной или трехфазной, соответственно, выбираются вводные и промежуточные кабели, трехжильные или пятижильные.
- Установление потребляемой мощности каждого отдельного направления схемы прокладки проводки, в соответствии с разработанным проектом.
- Вычисление максимально возможной силы тока в каждой линии электропитания.
- Выбор защитных устройств и автоматов, их номиналов для каждой группы. В соответствие с рассчитанным проектом, по принципу необходимости и достаточности вся разводка включает определенное количество групп (отдельных линий) для равномерного распределения потребляемой электроэнергии.
- Подбор кабелей групп, в каждой из которых определяется токовая нагрузка на провода по сечению (таблица 1).
Таблица 1 зависимость сечения кабеля от нагрузки
| Медные жилы проводов и кабелей | ||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Напряжение, 220 В | Напряжение, 380 В | ||
| ток, А | мощность, кВт | ток, А | мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33,0 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66,0 | 260 | 171,6 |
Похожее: Детектор скрытой проводки
Сечение кабеля для открытой электропроводки
Чтобы воспользоваться таблицами и правильно выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, нам необходимо знать силу тока, или знать мощность всех бытовых электроприемников.
Ток рассчитывается по следующим формулам:
– для однофазной сети напряжением 220 Вольт:
где Р – сумма всех мощностей бытовых электроприемников, Вт;
U – напряжение однофазной сети 220 В;
cos(фи) – коэффициент мощности, для жилых зданий равен 1, для производства будет 0.8, а в среднем 0,9.
– для трехфазной сети напряжением 380 Вольт:
в этой формуле все тоже самое, как и для однофазной сети, только в знаменатель, т.к. сеть трехфазная, добавляем корень 3 и напряжение будет равно 380 В.
Чтобы выбрать сечение кабеля для дома или квартиры, по вышеуказанным таблицам, достаточно знать сумму мощностей электроприемников данной кабельной линии (группы). Расчет тока все равно нам будет нужен при проектировании электрощита (выбор автоматов, УЗО или диф.автоматов).
Ниже приведены средние значения мощностей, наиболее распространенных бытовых электроприемников:
Зная мощность электроприемников, можно точно выбрать сечение кабеля для конкретной кабельной линии (группы) в доме или квартире, а значит и автомат (дифавтомат) для защиты этой линии, у которого номинальный ток должен быть ниже длительно-допустимого тока кабеля, определенного сечения. Если мы выбираем сечение кабеля из меди 2,5 кв.мм., который проводит сколько угодно долго ток до 21 А (скрытый способ прокладки), то автомат (дифавтомат) в электрощите для этого кабеля должен быть с номинальным током на 20 А, чтобы автомат отключался до того, как кабель начнет перегреваться.
Типовые сечения кабелей для электромонтажа в быту:
- В квартирах, коттеджах или частных домах, на розеточные группы прокладывают медный кабель 2,5 кв.мм.;
- Для осветительной группы – сечение кабеля из меди 1,5 кв.мм;
- Для однофазной варочной поверхности (электроплиты) – сечение кабеля 3х6 кв.мм., для трехфазной электроплиты – 5х2,5 кв.мм. или 5х4 кв.мм. в зависимости от мощности;
- Для остальных групп (духовые шкафы, бойлеры и т.д.) – по их мощности. А также от способа подключения, через розетку или черех клеммы. Например, если мощность духового шкафа более 3,5 кВт, то прокладывают кабель 3х4 и подключают духовку через клеммы, если мощность духовки меньше 3,5 кВт, то достаточно кабеля сечением 3х2,5 и подключение через бытовую розетку.
Чтобы правильно выбрать сечение кабеля и номиналы автоматов для электрощита частного дома, квартиры, нужно знать важные моменты, не знание которых, может привести к печальным последствиям.
Например:
- На розеточные группы выбирают сечение кабеля 2,5 кв.мм, но автомат при этом выбирают, с номинальным током не 20А, а 16А, т.к. бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16 А.
- Для освещения использую кабель 1,5 кв.мм., но автомат не более 10А, т.к. выключатели рассчитаны на ток не более 10А.
- Необходимо знать, что автомат пропускает ток до 1,13 раза больше своего номинала, сколько угодно долго, а при превышении номинала до 1,45 раза может отключиться только через 1 час. И всё это время кабель будет греться.
- Сечение кабеля правильно выбирать по скрытому способу прокладки, чтобы был необходимый запас прочности.
- ПУЭ п.7.1.34. запрещает использовать алюминиевую проводку внутри зданий.
Спасибо за внимание
1.3.30
Сечение проводов ВЛ 35 кВ в сельской местности,
питающих понижающие подстанции 35/6 – 10 кВ с трансформаторами с регулированием
напряжения под нагрузкой, должно выбираться по экономической плотности тока.
Расчетную нагрузку при выборе сечений проводов рекомендуется принимать на
перспективу в 5 лет, считая от года ввода ВЛ в эксплуатацию. Для ВЛ 35 кВ,
предназначенных для резервирования в сетях 35 кВ в сельской местности, должны
применяться минимальные по длительно допустимому току сечения проводов, исходя
из обеспечения питания потребителей электроэнергии в послеаварийных и ремонтных
режимах.
Техническая информация
| Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) ПУЭ | |||
|---|---|---|---|
Сечение, шины мм | Кол-во шин на фазу | ||
1 | 2 | 3 | |
15х3 | 210 | ||
20х3 | 275 | ||
25х3 | 340 | ||
30х4 | 475 | ||
40х4 | 625 | ||
40х5 | 700 | ||
50х5 | 860 | ||
50х6 | 955 | ||
60х6 | 1125 | 1740 | 2240 |
80х6 | 1480 | 2110 | 2720 |
100х6 | 1810 | 2470 | 3170 |
60х8 | 1320 | 2160 | 2790 |
80х8 | 1690 | 2620 | 3370 |
100х8 | 2080 | 3060 | 3930 |
120х8 | 2400 | 3400 | 4340 |
60х10 | 1475 | 2560 | 3300 |
80х10 | 1900 | 3100 | 3990 |
100х10 | 2310 | 3610 | 4650 |
120х10 | 2650 | 4100 | 5200 |
| Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) Schneider Electric IP30 | |||
Сечение, шины мм | Кол-во шин на фазу | ||
1 | 2 | 3 | |
50х5 | 650 | 1150 | |
63х5 | 750 | 1350 | 1750 |
80х5 | 1000 | 1650 | 2150 |
100х5 | 1200 | 1900 | 2550 |
125х5 | 1350 | 2150 | 3200 |
| Допустимый длительный ток для медных шин прямоугольного сечения (А) Schneider Electric IP31 | |||
Сечение, шины мм | Кол-во шин на фазу | ||
1 | 2 | 3 | |
50х5 | 600 | 1000 | |
63х5 | 700 | 1150 | 1600 |
80х5 | 900 | 1450 | 1900 |
100х5 | 1050 | 1600 | 2200 |
125х5 | 1200 | 1950 | 2800 |
Основные понятия
Любое металлическое изделие состоит из кристаллической решетки. Через нее проходят электроны, подвижные частицы, из-за чего электричество трансформируется в тепловую энергию. Данное свойство с успехом используется производителями обогревателей и осветительных приборов. Однако в обычных электрических системах перегрев кабеля недопустим, поскольку он со временем приведет к нарушению изоляцию и воспламенению
Поэтому важно подобрать правильное сечение проводников, чтобы те выдерживали допустимые (потенциальные) токовые нагрузки сети
Для этого учитываются два термина:
- сечение провода;
- плотность тока.
Зависимость плотности тока от сечения
Даже если будет подобрано правильное сечение провода, он все равно может перегреться. Причин несколько: слабый контакт в местах соединения или окисления, связанные с недопустимой скруткой алюминиевой и медной жил.
Сечение провода
Для выбора сечения токоведущей жилы (проводника, а не всего кабеля с оболочкой и изоляцией) ориентируются по двум параметрам:
- нагрев в допустимых пределах;
- потеря напряжения.
Неверный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и возгоранию
Для расчета потенциального нагрева нужно учитывать длительно допустимую температуру. Величина напрямую зависит от возможной силы тока Iп. После использования формулы вы получите расчетный ток Iр, который должен отличаться от Iп и быть меньше его значения (ни в коем случае не больше!). При выборе сечения используют следующую формулу:
Iр = Pн/Uн,
где:
- Pн — номинальная мощность, Вт;
- Uн — номинальное напряжение, В.
Пользоваться данной формулой можно для расчета токов в проводниках с уже устоявшейся температурой при условии, что на кабель не влияют другие охлаждающие или согревающие факторы. Величина длительно допустимого тока Iп зависит от разных параметров: сечение, материал изготовления, изоляционная оболочка и способ монтажа.
Чтобы проверить падение напряжения на воздушной линии электропередач, пользуются следующей формулой:
Uп = (U — Uн) *100/ Uн,
где:
- U — напряжения от источника;
- Uн — напряжение в месте, где подключается приемник напряжения.
Максимально допустимое отклонение напряжения — 10%.
Плотность тока
Данная физическая величина является векторной. Для ее обозначения используют латинскую букву J. Формула расчета выглядит следующим образом:
J = I/S,
где:
- I — сила тока, А;
- S — площадь поперечного сечения, кв. мм.
Предельная плотность тока для алюминиевых и медных проводов
Плотностью тока называют объем тока, который проходит через проводник заданного сечения за определенный отрезок времени. Измеряется в А/кв. мм.
Расчет кабеля по мощности и длине
В случае, если вы прокладываете кабель на длинное расстояние (ну метров 15 и более), то Вам необходимо учитывать и падение напряжения, которое вызвано сопротивлением кабельной линии.
Чем же неблагоприятно для нас падение напряжения на конце кабельной линии? Для лампочки это ухудшение светового потока при снижении напряжения, или уменьшение срока службы при повышенном напряжении. Существуют допустимые величины отклонения напряжения. Но в основном для электроприборов это плюс минус пять процентов.
В этом случае требуется произвести расчет, и в случае, если напряжение будет ниже номинального на 5% и более, то придется увеличить сечение и заново произвести расчет. Или же воспользоваться очередной таблицей.
Сейчас немного углубимся в матчасть. Падение напряжения для трехфазной сети определяется по формуле:
Эта величина состоит из двух частей, активной(R) и индуктивной(X). Индуктивной частью можно пренебречь в следующих случаях:
- сеть постоянного тока
- сеть переменного тока, при cos=1
- сети, выполненные кабелями или изолированными проводами, проложенными в трубах, если их сечение не больше определенной величины, но не будем углубляться дальше.
В общем индуктивной составляющей пренебрегаем, косинус принимаем равным 1. Значение R определяется по формуле:
где р – удельное сопротивление (для меди – 0,0175, а для алюминия – 0,03)
Далее два варианта расчета:
а) по заданному значению падения напряжения находим допустимое сечение и выбираем следующее большее значение.
б) по заданному значению мощности или тока определяем падение напряжения на участке, и в случае, если оно будет больше 5%, выбираем другое сечение и повторяем расчет.
В вышеприведенных формулах длина в метрах, ток в амперах, напряжение в вольтах, площадь в мм2. Сама величина падения напряжения в относительных величинах, безразмерная. Формулы пригодны для расчетов при отсутствии индуктивной составляющей и косинусе равном 1. Ряд сечений кабелей стандартный. В принципе с полученным значением сечения можно идти на рынок и смотреть, что подойдет с округлением в большую сторону.
А можно воспользоваться таблицами в интернетах, но эти таблицы… Не понятно откуда и для какого случая они построены. Формулы – наше всё!
