Расчет сечения кабеля
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.
В предыдущей статье я подробно показывал, как рассчитать основную характеристику автоматического выключателя — его номинальный ток, в этой статье мы подробно рассмотрим, как выполнить расчет сечения кабеля.
Итак, нам необходимо знать расчетный ток в линии.
Рабочий ток электропроводки ограничен максимально допустимой температурой нагрева провода при протекании по нему тока. При превышении этой температуры изоляция начинает перегреваться и плавиться, что приводит к разрушению кабеля. Для скрытой электропроводки теплопроводность провода меньше, чем для открытой проводки, провод хуже охлаждается и соответственно, меньше допустимый рабочий ток.
При продолжительной работе кабеля с температурой, превышающей допустимую, изоляция быстро теряет свои изоляционные и механические свойства. Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией составляет 70°С. А при токах короткого замыкания максимально допустимая температура 160°С, причем продолжительность такого воздействия не должна превышать 4с. Сечение провода необходимо выбирать таким, чтобы он не нагревался выше допустимой для его нормальной работы температуры.
Номинальный ток автоматического выключателя выбирается больше или равным расчетному току линии, и не должен превышать максимально допустимую нагрузку в электрической цепи или кабеле:
Iрасч<=Iн<=Iдоп
Для обеспечения защиты от перегрузки по току, номинальный ток срабатывания автоматического выключателя должен быть на 45% меньше, чем максимально допустимая нагрузка для электрической цепи или кабеля:
Максимальный ток, который выдерживает электропроводка, можно определить по таблице расчета сечения кабеля табл.1.3.4 Правил устройства электроустановок. Скрытая электропроводка, когда провод проложен в штробе под штукатуркой, приравнивается к прокладке в трубе.
Согласно норм, электропроводка в квартирах должна выполняться трехпроводной, и заземляющий проводник в расчет не принимается. Поэтому для домашней электропроводки пользуемся столбцом «один двухжильный провод, проложенный в трубе»:
Внутренняя электропроводка, согласно требованием ПУЭ п.7.1.34, должна выполняться только кабелями с медными жилами.
Если у вас старый дом, в котором электропроводка выполнена алюминиевым проводом, тогда для определения сечения кабеля необходимо пользоваться таблицей 1.3.5., в которой указан допустимый длительный ток для проводов с алюминиевыми жилами:
Выбирая сечение провода, необходимо учитывать требования к его механической прочности. Согласно ПУЭ табл.7.1.1, для внутренней электропроводки жилых зданий минимальное сечение проводников групповых линий должно быть 1,5 мм2. То есть, если в результате расчета получается, что необходим провод сечением 1 мм2, необходимо применять провод минимум 1,5 мм2.
Знакомясь с время-токовыми характеристиками автоматических выключателей, мы рассматривали, пороги срабатывания тепловых и электромагнитных расцепителей настраиваются на заводе по стандарту. Эти данные обычно приводятся в каталогах производителей.
Параметры срабатывания автоматических выключателей
Из таблицы (и из графика время-токовой характеристики) видно, что при токах до 1,13Iн автомат не сработает. При возникновении перегрузки цепи на 13% больше номинального тока (1,13Iн), автоматический выключатель отключиться не ранее, чем через час, а при перегрузке до 45% (1,45Iн), тепловой расцепитель автомата должен сработать в течение одного часа (т.е. может сработать и через час). Таким образом, в диапазоне токов 1,13-1,45 от номинального тока Iн тепловой расцепитель автомата сработает за время от нескольких минут, до нескольких часов.
Из всего этого видно, что номинальный ток выбранного автоматического выключателя, с учётом уставки теплового рацепителя, как минимум, не должен превышать допустимых токовых нагрузок электропроводки, находящейся в зоне действия автомата.
Для чего при выборе автоматического выключателя учитывать уставку теплового расцепителя? Для наглядности рассмотрим пример.
Возьмем автомат номиналом 16А, ток перегрузки при котором этот автомат сработает в течение часа будет равным не 16А, а 16·1,45= 23,2А (уставка теплового расцепителя — 1,45Iн). Соответственно, под этот ток необходимо подобрать сечение кабеля. Смотрим таблицу для меди: при скрытой электропроводке это минимум 2,5мм2 (длительно выдерживает ток в 25А).
Соответственно, для автомата номиналом 10А, ток при котором этот автоматический выключатель сработает в течение часа будет равным не 10А, а 10·1,45= 14,5А (уставка теплового расцепителя). По таблице: при скрытой проводке это минимум 1,5мм
Довольно часто встречается, что для защиты группы, выполненной проводом 2,5 мм2 устанавливают автомат защиты 25А (ведь по таблице мы видим, что он выдерживает длительный допустимый ток 25А). В этом случае получится, что ток при котором автомат отключится в течении часа составит не 25А, а 25·1,45=36,25А. За это время провод перегорит и возможен пожар.
В настоящее время с большой вероятностью можно приобрести кабель с уменьшенным фактическим сечением (например, вместо сечения 2,5 мм2 окажется только 2,0 мм2).
В связи с этим, чтобы увеличить безопасность, надежность и долговечность электропроводки, для использование в быту оптимальны такие соотношения сечения применяемого провода и номинала, устанавливаемого в эту цепь автоматического выключателя:
1,5 мм2 — 10 А — нагрузка до 2,2 кВт
2,5 мм2 — 16 А — нагрузка до 3,5 кВт
4,0 мм2 — 25 А — нагрузка до 5,5 кВт
6,0 мм2 — 32 А — нагрузка до 7 кВт
10 мм2 — 50 А — нагрузка до 11 кВт
На срабатывание автоматических выключателей, помимо величины тока, протекающего в защищаемой цепи, влияет также нагрев от установленных рядом автоматов и температура окружающей среды.
Летом, когда жарко, а внутри электрического щита температура еще выше, вдобавок установлено несколько автоматов в ряд, номинальный ток автоматического выключателя снизится. Если в линии включено много потребителей (т.е. нагрузка близка к максимальной), возможны срабатывания теплового расцепителя. Это необходимо учитывать при выборе автомата. Подробно влияние температуры на работу автоматического выключателя я уже рассматривал в статье Почему в жару срабатывает автоматический выключатель.
После того, как выбрали сечения провода, проводят проверку на допустимую потерю напряжения. При большой протяженности проводов напряжение к потребителям может доходить существенно ниже номинального.
Допустимая потеря напряжения в проводах не должна превышать 5% номинального напряжения. Если она окажется больше допустимой, то необходимо выбрать провод большего сечения. В рамках этой статьи мы проверку по потере напряжения рассматривать не будем.
Подробное видео
Рекомендую материалы по теме:
Расчет сечения кабеля. Ошибки.
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.
Автоматические выключатели технические характеристики.
Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?
Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?
Конструкция (устройство) УЗО.
Устройство УЗО и принцип действия.
Работа УЗО при обрыве нуля.
Как проверить тип УЗО?
Почему УЗО выбирают на ступень выше?
elektrik-sam.info
применение, схема подключения, мощность и сечение кабеля
Содержание статьи:
Автомат С32 – это автоматический выключатель, который защищает сеть от перегрузок и коротких замыканий. Также предназначен для включения и отключения вручную токов нагрузки. Автомат является модульным, т.к. состоят из отдельных однополюсных блоков, которые можно использовать как однофазные или объединять несколько в двух- или трехфазные. Такая конструкция позволяет легко собрать требуемый аппарат необходимой конфигурации. В случае поломки можно заменить отдельный поврежденный элемент.
Общие характеристики и маркировка автоматических выключателей С32
Однополюсный автоматический выключатель С32
Многие характеристики выключателя указываются на его корпусе. Основная из них – номинальный ток. Это максимальный ток, который пропускает аппарат в нормальном режиме и длительное время. Для автомата С32 он составляет 32 Ампера.
Еще одна важная характеристика – способность защитного устройства отключать токи короткого замыкания определенного значения (коммутационная). После срабатывания аппарат должен оставаться полностью работоспособным. Сила тока короткого замыкания обычно указывается в прямоугольной рамочке. Для автомата 32 Ампера она составляет 4500 А, или 6500 А.
В промышленных аппаратах используются дополнительные характеристики:
- предельная отключающая способность Icu – ток двукратного срабатывания, не выводящий из строя прибор;
- рабочая отключающая способность Ics – ток трехкратного срабатывания.
Чем выше отключающая способность, тем надежнее и долговечнее аппарат.
В процессе отключения короткого замыкания между контактами выключателя вспыхивает электрическая дуга. Она обладает высокой температурой и способна разрушить аппарат. Гаснет с помощью дугогасительных камер. Чем быстрее это произойдет, тем выше класс токоограничения аппарата:
- для первого класса – выше 10 миллисекунд;
- для второго – менее 10 миллисекунд;
- для третьего класса – от 3 до 6 миллисекунд.
Данная характеристика маркируется цифрами 2 или 3 в квадратной рамке. Если такой маркировки нет, это автомат 1 класса.
Во время работы в электрической сети могут появляться кратковременные всплески тока или нагрузки. Связано это, например, с включением или отключением мощных электроприемников. Может привести к ложным срабатываниям защиты. Чтобы избежать такой ситуации, используются времятоковые характеристики: отношение тока срабатывания ко времени отключения.
В любом автомате существуют два автоматических отключающих элемента.
- Электромагнитный расцепитель. Предназначен для срабатывания при появлении токов короткого замыкания. Приводится в действие токовым реле.
- Тепловой расцепитель. Срабатывает при нагреве из-за перегрузки защищаемого участка. Основан на работе биметаллического контакта.
Времятоковые характеристики рассчитываются для каждого отдельно. Обозначаются латинскими буквами A, B, C, D и указываются вместе с номинальным током. У автомата С32 это характеристика «С».
С целью защиты от токов перегрузки тепловой расцепитель настраивается на определенные величины. Для автоматического выключателя С32 времятоковая характеристика составляет 1,13-1,45 от номинального тока. Это значит, что аппарат с номиналом 32 Ампера отключится через час при токе 1,13×32A=36,2 Ампера. При протекании 1,45×32=46 Ампер, отключится менее чем через час. С увеличением перегрузки скорость отключения будет уменьшаться, пока не начнет срабатывать электромагнитный расцепитель.
Электромагнитный расцепитель С32 будет срабатывать при увеличении тока выше номинального в 5 раз – через 0,1 секунды; если ток превысит номинальный в 10 раз, быстрее чем 0,1 секунды.
Сечение проводов и кабелей
Сечение проводов для автомата на 32а также выбирается по времятоковым характеристикам. Медная жила сечением 6 мм и алюминиевая 10 мм длительно выдерживает перегрузки до 42 Ампер. При увеличении нагрузки проводники будут нагреваться, но здесь запускаются защиты автоматов, поэтому такие режимы непродолжительны и их можно не учитывать.
Номинальное напряжение и мощность нагрузки
Благодаря модульному исполнению автомат на 32 ампера может собираться в блоки различных конфигураций. В однофазной схеме может быть одно- или двухполюсным. В трехфазной на 380 Вольт – трехполюсным и четырехполюсными. Двухполюсные могут применяться и в двухфазной схеме, но такие сети нечасто используются. Защита обычно устанавливается на фазные провода. При установке на фазные с нулем (2-х и 4-х полюсные) переключатели механически соединяются для одновременного отключения.
Автомат 32 А рассчитан на напряжение переменного тока ∼230/400 V. Аппарат способен длительно работать при заданном уровне. При использовании одного полюса номинальное напряжение 230 Вольт. При использовании в двух- или трехфазной схеме, когда модули объединяются в многополюсные аппараты – 400 Вольт.
Мощность нагрузки рассчитывается по формуле P=U×I, где P – мощность, U – напряжение сети, I – номинальный ток. Для однофазной сети 230 Вольт × 32 Ампера, получаем 7360 Ватт.
Трехполюсный автомат 32 А рассчитывается для трехфазной сети: 400 Вольт × 32 Ампера = 12800 Ватт. Так как значения напряжения усредненные, выбирать нагрузку нужно на 10% меньше расчетов: 7 кВт для одной фазы, 12 кВт для трех.
Применение автоматов С32
Автомат 32 ампера устанавливается в жилых и административных зданиях. Смешанная нагрузка, нагревательные и осветительные приборы, бытовая техника и электроника – основная сфера их применения. С защитой бытовой техники и электроники справляются отлично. Используются в качестве вводных – устанавливаться до счетчиков, либо как защита отдельных потребителей.
Через аппараты С32 не рекомендуется включать мощные электродвигатели, даже если они подходят по нагрузке. Времятоковая характеристика «С» указывает на то, что от пусковых токов может ложно сработать защита.
Схема подключения
Схема подключения
Провод, питающий выключатель, подсоединяется на неподвижный контакт, который обычно находится сверху. Провод к приемнику электроэнергии присоединяется внизу. Чтобы не было путаницы, на корпусе нарисована элементарная схема с обозначением контактов. Подписаны они цифрами 1-вход, 2-выход. При трехфазном исполнении аналогично: четные – питающие контакты, нечетные – выходы.
В современных электроустановках совместно с автоматами используются дополнительные устройства: УЗО (устройство защитного отключения), дополнительные контакты, выключатели нагрузки, устройства автоматического включения. Для надежной работы рекомендуется устанавливать аппараты одинаковой серии одного производителя.
Выбор производителей защитных аппаратов огромен. Отечественные предприятия могут предложить надежное оборудование, но ассортимент крайне узок. Производство дополнительных устройств – большая редкость. Среди зарубежных компаний выделяется АВВ, имеющая серьезную научную и техническую базу. Также заслуживают внимания такие бренды, как Legrand, Siemens, GE, Schneider, Electric, Hager. Выбор оборудования следует проводить под конкретный проект, глядя на ассортимент, который часто бывает ограничен.
strojdvor.ru
Расчет сечения кабеля метод выбора сечения кабеля по току
Простая методика расчета и выбора сечения кабеля.
Часто встает вопрос, а как выбрать кабель для монтажа электропроводки. Сразу вспоминается, что существуют какие-то таблицы, какие-то хитрые методики расчета сечения жил кабелей и проводов, также есть справочники электриков. А где все это взять. И как в этих таблицах и формулах не запутаться.
Мы же с вами воспользуемся простой и практичной методикой.
Для начала следует оговориться, если вы делаете монтаж по схеме, то у вас не должно возникать подобных вопросов. Так как в схеме, проекте должны быть указаны сечения кабелей. Как говориться – «Чтоб обошлось без пиз…жу, делай все по чертежу.
Собственно говоря, перейдем к самой методики выбора сечения жил кабелей. Как известно кабель подключается к автомата, то есть ток через кабель будет ограничен током автомата. Кабель мог бы выдержать и больший ток только автомат сработает раньше и отключит кабель от напряжения. Поэтому будем отталкиваться от тока автомата.
А теперь посмотрим, какие существуют стандартные сечения кабелей: 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25 все это миллиметров в квадрате.
А теперь посмотрим, на какие токи рассчитаны стандартные автоматы: 10А 16А 25А 40А 63А 100А 160А 250А.
Видите, какую ни будь закономерность. Правильно токи автоматов и сечения кабелей соответствуют. И действительно промышленности целесообразно выпускать кабеля подходящие по сечению под определенные автоматы, и наоборот.
Приведем свою таблицу выбора сечения кабелей и автоматов.
Таблица зависимости кабеля и автомата.
| Мощность кВт | Автомат | Медь | Алюминий |
| 2,2 | 10 | 1,5 | 2,5 |
| 3,5 | 16 | 2,5 | 4 |
| 5,5 | 25 | 4 | 6 |
| 7 | 32 | 6 | 10 |
| 8,8 | 40 | 10 | 16 |
| 13,8 | 63 | 16 | 25 |
| 17,6 | 80 | 25 | |
| 22 | 100 |
Это минимально возможные значения сечений кабелей, в зависимости от автоматов.
В зависимости от условий может потребоваться увеличить сечение кабелей.
По стандартным таблицам из правил можно определить что медный кабель с жилами сечением 1,5 мм. кв. выдержит 19А, а где вы возьмете такой автомат? На 25А будет многовато, придется брать на 16А, а еще лучше взять на 10А с запасом как в таблице приведенной выше.
Так как сопротивление алюминия больше чем у меди, берем больший размер сечения кабеля. Как это видно из таблицы.
Мощность
Для вашего удобства я в таблице рассчитал мощность. Это активная мощность при напряжении 220В на одной фазе. Так проще подбирать жилы кабелей не только по току, но и по мощности. Заодно и автоматы подобрать по мощности.
Еще одно маленькое замечание – сечение кабеля зависит от его длинны и напряжения. При большой длине кабеля и низком напряжении (12-42В) будет сильное падение напряжения, поэтому сечение кабеля стоит увеличить.
Ниже приведена таблица Из ПУЭ
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
|
Сечение |
Ток, А, для проводов, проложенных |
|||||
|
открыто |
в одной трубе |
|||||
|
жилы, мм2 |
двух одно- жильных |
трех одно- жильных |
четырех одно- жильных |
одного двух- жильного |
одного трех- жильного |
|
|
0,5 |
11 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
0,75 |
15 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
1 |
17 |
16 |
15 |
14 |
15 |
14 |
|
1,2 |
20 |
18 |
16 |
15 |
16 |
14,5 |
|
1,5 |
23 |
19 |
17 |
16 |
18 |
15 |
|
2 |
26 |
24 |
22 |
20 |
23 |
19 |
|
2,5 |
30 |
27 |
25 |
25 |
25 |
21 |
|
3 |
34 |
32 |
28 |
26 |
28 |
24 |
|
4 |
41 |
38 |
35 |
30 |
32 |
27 |
|
5 |
46 |
42 |
39 |
34 |
37 |
31 |
|
6 |
50 |
46 |
42 |
40 |
40 |
34 |
|
8 |
62 |
54 |
51 |
46 |
48 |
43 |
|
10 |
80 |
70 |
60 |
50 |
55 |
50 |
|
16 |
100 |
85 |
80 |
75 |
80 |
70 |
|
25 |
140 |
115 |
100 |
90 |
100 |
85 |
|
35 |
170 |
135 |
125 |
115 |
125 |
100 |
|
50 |
215 |
185 |
170 |
150 |
160 |
135 |
|
70 |
270 |
225 |
210 |
185 |
195 |
175 |
|
95 |
330 |
275 |
255 |
225 |
245 |
215 |
|
120 |
385 |
315 |
290 |
260 |
295 |
250 |
|
150 |
440 |
360 |
330 |
– |
– |
– |
|
185 |
510 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
240 |
605 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
300 |
695 |
– |
– |
– |
– |
– |
|
400 |
830 |
– |
– |
– |
– |
– |
www.elektroceh.ru