Расчет сечения кабеля по мощности формула: Страница не найдена – Совет Инженера

Содержание

Расчет сечения кабеля по мощности, формула и пример • Energy-Systems

 

Сечение кабеля по мощности

При ремонтных работах, в которых надо провести электромонтаж проводки или заменить отдельный ее участок, каждый из нас сталкивался с непростой задачей – какое сечение проводов выбрать. К вопросу о выборе сечения проводов необходимо подойти с полной ответственностью и понимаем дела. Правильный выбор сечения провода – это вопрос пожарной безопасности и безопасности в дальнейшей эксплуатации вашей проводки.

В случае выбора сечения меньше необходимого в проводнике возникает большая плотность тока, в результате чего происходит нагрев провода. Как следствие, в лучшем случае может произойти короткое замыкание, и проводка просто выйдет из строя, в худшем – возгорание. Если выбрать сечение провода больше положенного, это дополнительные проблемы при его монтаже, так как он толще. И цена на такой провод будет выше.

Требования к расчёту сечения кабеля по мощности

Чтобы рассчитать сечение кабеля по мощности, прежде всего, необходимо определить максимальную активную (потребляемую) мощность.

Для этого определитесь, какие электроприборы будут подключены в сеть. Так как расчет силового кабеля определяется с учетом максимальных нагрузок, возьмите во внимание и электроприборы, которые вы собираетесь приобрести в будущем. Технические данные любого электрооборудования вы можете узнать в паспорте от завода производителя или на бирке. Теперь сложите мощности всех этих приборов.

Выглядит это так:

  • чайник 2,0 кВ
  • телевизор 0,4 кВ
  • микроволновка 1,6 кВ
  • холодильник 0,5 кВ

2,0 + 0,4 + 1,6 + 0,5 = 4,5 кВ

Общая мощность потребления на кухне составила 4,5 кВ

Переводим в ватты:  4,5 кВ * 1000 = 4500 В

Еще одним пункт, с помощью которого обеспечивается безопасность электроснабжения дома, является расчет сечения кабеля по мощности.

Пример проекта электроснабжения дома

Назад

1из21

Вперед

Для этого необходимо вычислить силу тока. Далее приводится формула для самостоятельного расчета. Берете мощность, потребляемую электроприбором, и делите ее на напряжение сети (220 в).

Получившиеся ватты переведем в амперы: P (мощность) /U (напряжение) =I (сила тока)

4500 / 250 = 20,45 А

Определив силу тока, обратитесь с этими данными к таблицам, которые помогут вам подобрать необходимый материал кабеля и нужное выбрать нужное сечение. Таких таблиц сейчас большое множество в Интернете, так что с поиском у вас проблем не будет.

В случае несовпадения ваших данных с табличными величинами выбор делайте в сторону большего значения.

Пример таблицы:

Сечение провода в мм²

Максимально допустимая сила тока для меди (А)

Максимально допустимая сила тока для алюминия (А)

0,75

11

8

1,0

15

11

1,5

17

13

2,5

25

19

4,0

35

28

6,0

42

32

10,0

60

47

16,0

80

60

Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений

Благодаря описанным выше расчетам, вы легко сможете правильно подобрать материал и сечение кабельного ввода, несущего на себе максимальную нагрузку сети. Теперь перейдем к расчету сечения провода по каждому помещению и группам в отдельности. Для чего нужны расчеты по группам? Потребляемая мощность розеточных групп может бать не одинакова.

Так, розетка от которой запитаны стиральная машина и микроволновая печь нагружена намного больше, розетки с подключенными к ней светильником и телевизором. Следовательно, сечение проводов должно быть разным.

Существует два вида нагрузки – силовая и нагрузка освещения. С нагрузкой освещения все предельно ясно, здесь, по стандартам используется медный провод сечением 1,5 мм. кв. С розетками дела обстоят иначе. Наибольшую нагрузку несут розетки, расположенные на кухне и в ванной комнате, так как в них расположены самые энергоемкая техника (бойлер, стиральная машина, электрический чайник, микроволновая печь). Поэтому не рекомендуется использовать блок на несколько розеток, лучше распределить нагрузку по разным группам. Наиболее популярные марки провода ШВВП, АППВ И ПВС.

Выбор материала проводника

Рассмотрим все плюсы и минусы медных и алюминиевых проводников -

  • удельное сопротивление алюминиевого проводника выше, чем у медного в два раза. Это и не дает преимущества его легкости;
  • алюминий стойкий к коррозии металл;
  • медь более прочный и гибкий материал, чем алюминий;
  • медь окисляется меньше, чем алюминий;
  • проводимость меди выше, чем у алюминия в 1,7 раза;

Но при всех своих достоинствах, у меди есть большой недостаток, его стоимость. Медь дороже алюминия в три раза. Также не стоит забывать, что многие правила запрещают использования алюминиевого провода для бытовых помещений. Если взять все моменты во внимание, то для внутренних работ лучше выбрать медный провод, а алюминиевый обустройства ввода в здание.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Сечение провода что такое. Расчет сечения электропровода, расчет сечения проводов и кабелей

Вопрос выбора сечения проводов и кабелей для прокладки в часном доме, котежде, производственном помещении очень серьезный, т. к. при недостаточном сечении проводника он начнет греться, разрушая тем самым изоляцию провода, а при значительном превышении силы тока в проводнике он может перегореть и повлечь за собой печальные последствия. У каждого кабеля есть номинальная мощность, которую он способен выдержать при работе электроприборов. Если мощность всех электроприборов в здании будет превышать расчетный показатель проводника для конкретного провода (кабеля), то в скором времени аварии не избежать.

Что бы правильно рассчитать сечения проводников в доме необходимо сумировать мощность всех электроприборов которые будут нагружены на расчетный проводник и по полученному значению мощности выбрать из соответствующей таблицы (таблицы и примеры приведены ниже) сечение провода (кабеля). Если приборов много (более 4), то необходимо полученный результат умножить на коэффициент одновременной работы всех электроприборов (т.к. все приборы не будут использоваться одновременно), он выбирается в пределах 0,7-0,8.

Формула расчета имеет вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0. 8,

Где: P1..Pn–мощность каждого электроприбора, кВт

Таблицы выбора сечения кабеля по мощности:

Как видно из таблицы, для каждого определенного вида провода (кабеля) табличные значения имеют свои данные. И если в таблице нет того значения мощности, которое получилось у вас расчетным путем (по формуле выше) то выбирается ближайшее значение мощности, которое есть в таблице и выбирается соответствующий диаметр жил.

Пример расчета сичения кабеля по суммарной мощности

Мы подсчитали, что суммарная мощность всех электроприборов на кухне составляет 15 кВт. Данное значение необходимо умножить на коэффициент 0,8, что в результате даст 12 кВт действительной нагрузки.

Далее в таблице ищем подходящее значение в колонке. Для даного примера и однофазной сети (напряжение 220В) выбираем ближайшее большее значение "15,4" КВт из таблицы для медных проводов получаем сечение проводников 10 кв.мм.

Если предполается использовать алюминиевые провода, то выбираем ближайшее большее значение "13,2" КВт из таблицы для алюминиевых проводов, и получаем сечение проводников 16 кв. мм.

Как видно в расчетах по выбору сечения проводников нет ничего сложного!

Расчет сечения кабеля по току более точный, поэтому предпочтительнее пользоваться им. Принцип расчета аналогичен предыдущему, только в данном случае необходимо определить токовую нагрузку на электропроводку.

Первым делом по формулам ниже расчитываем силу тока по каждому из электроприборов или замеряем токовыми клещами.

Если в доме однофазная сеть, необходимо воспользоваться следующей формулой:

Для трехфазной сети формула будет иметь вид:

Где, P – мощность электроприбора, кВт

cos Фи- коэффициент мощности

Далее суммируем все токи и по табличным значениям выбраем сечение кабеля в зависимости от тока.

Обращаем Ваше внимание на то, что от условий прокладки проводника будут зависеть значения табличных величин. При монтаже открытой электропроводки токовые нагрузки и мощность будут большими, чем при прокладке в закрытым способом.
Следует отметить, что полученное суммарное значение токов рекомендуется округлить в большую сторону до табличного значения.

Заключительный этап определения диаметра кабеля – по длине. Суть следующих вычислений заключается в том, что каждый проводник имеет свое сопротивление, которое с увеличением протяженности линии способствует потерям тока (чем больше расстояние, тем больше и потери). В том случае, если величина потерь превысит отметку в 5%, необходимо выбрать проводник с жилами большего сечения.

Для вычислений используется следующая методика:

  • Рассчитывается суммарная мощность электроприборов и сила тока.
  • Рассчитывается сопротивление электропроводки. Формула имеет следующий вид: удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах). Получившееся значение необходимо разделить на выбранное поперечное сечение кабеля.

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Обращаем Ваше внимание на то, что длина прохождения тока должна умножаться в два раза, т. к. ток изначально идет по одной жиле, а потом возвращается назад по другой.

  • Рассчитываются потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
  • Определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
  • Итоговое число анализируется. Если значение меньше 5%, оставляем выбранный диаметр жилы. В противном случае подбираем более «толстый» проводник.

  • Как определить сечение провода (кабеля) для ввода в дом или квартиру?

    Самое первое, что нам нужно сделать, это рассчитать общую потребляемую мощность своей квартиры или дома. Как же это сделать? Да очень просто. Берем листок бумаги и пишем туда весь перечень электрических приборов, которые будут питаться от нашего кабеля.

    Например:

  • чайник
  • микроволновая печь
  • стиральная машина
  • электрическая плита
  • холодильник
  • компьютер
  • телевизор
  • светильники
  • утюг
  • кондиционер.
  • У каждого электрического прибора имеется своя установленная мощность и указывается она в паспорте или на стикере. Напротив каждого электрического прибора пишем его мощность. Единица измерения — Ватт (Вт) или килоВатт (КВт). И считаем путем сложения суммарную установленную мощность своей квартиры, дома, дачи. Заметим, что расчет будем вести для однофазной (220 В) системы электроснабжения. Предположим, что у Вас получилось 16000 Вт или 16 КВт. Полученную мощность умножаем на коэффициент одновременного использования электроприборов (0,7-0,8) — этот коэффициент показывает, что Вы можете включить одновременно 70%-80% всего вышеперечисленного электрооборудования.

    Для примера возьмем 0,8. 16000 х 0,8 = 12800 (Вт) = 12,8 (кВт) .

    В зависимости от вида электропроводки (в воздухе или земле), материала жил и напряжения выбираем сечение. В данном примере у нас вводной кабель в квартиру выполнен медным трехжильным кабелем марки ВВГнг и проложен открыто. Получаем сечение кабеля 10 кв. мм.

    Рассмотрим второй пример. Допустим, у нас в котедже имеется трехфазный асинхронный двигатель типа мощностью 550 (Вт), обмотки которого подключены звездой на напряжение 380 (В). Нам необходимо для него выбрать и определить сечение питающего кабеля. Смотрим номинальный ток двигателя при соединении звездой, указанный на бирке. Он составляет 1,6 (А) . Питающий кабель планируем приобрести медным, прокладывать будем по воздуху. Ищем соответствующие строки по таблице и находим необходимое сечение. Получаем 1,5 кв. мм. Сечение питающего кабеля для двигателя можно найти и по его мощности.

    Сечение провода рассчитывают по следующей формуле:

    S = π*r2 ,

    где S - сечение провода, мм2; π - число равное 3,14; r — радиус провода, мм, который равен половине диаметра.

    Диаметр провода токоведущей жилы без изоляции измеряют микрометром или штангенциркулем. Сечение жилы многопроволочных проводов и кабелей определяют по сумме сечений всех проволок.

    Пользуются также другой формулой: S = 0,78d², где d – диаметр провода.

Сечение кабеля от длины и мощности формула. Способ прокладки кабеля. Этапы расчёта сечения

Выбору площади поперечного сечения проводов (иначе говоря, толщины) уделяется большое внимание на практике и в теории.

В этой статье попробуем разобраться с понятием «площадь сечения» и проанализируем справочные данные.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие «толщина» для провода используется в разговорной речи, а более научные термины — диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.

S = π (D/2) 2 , где

  • S — площадь сечения провода, мм 2
  • π — 3,14
  • D — диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.

Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D² .

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 — округленный коэффициент. Более точная формула: π (1 /2) 2 = π / 4 = 0,785. Спасибо внимательным читателям 😉

Рассмотрим только медный провод , поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми — удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе). Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм 2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм 2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, — система AWG . На Самэлектрике есть и перевод из AWG в мм 2 .

По поводу подбора проводов — я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор, какой я встречал. Ещё хорошо, что всё подробно описывается — состав, применения, и т.д.

Рекомендую почитать также мою статью там много теоретических выкладок и рассуждений о падении напряжения, сопротивлении проводов для разных сечений, и какое сечение выбрать оптимальнее для разных допустимых падений напряжения.

В таблице одножильный провод — означает, что рядом (на расстоянии менее 5 диаметров провода) не проходит больше никаких проводов. Двужильный провод — два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции. Это более тяжелый тепловой режим, поэтому максимальный ток меньше. И чем больше проводов в кабеле или пучке, тем меньше должен быть максимальный ток для каждого проводника из-за возможного взаимного нагрева.

Эту таблицу я считаю не совсем удобной для практики. Ведь чаще всего исходный параметр — это мощность потребителя электроэнергии, а не ток, и исходя из этого нужно выбирать провод.

Как найти ток, зная мощность? Нужно мощность Р (Вт) поделить на напряжение (В), и получим ток (А):

Как найти мощность, зная ток? Нужно ток (А) умножить на напряжение (В), получим мощность (Вт):

Эти формулы — для случая активной нагрузки (потребители в жилах помещениях, типа лампочек и утюгов). Для реактивной нагрузки обычно используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (в промышленности, где работают мощные трансформаторы и электродвигатели).

Предлагаю вам вторую таблицу, в которой исходные параметры — потребляемый ток и мощность , а искомые величины — сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Выбор толщины провода и автоматического выключателя, исходя из потребляемой мощности и тока

Ниже — таблица выбора сечения провода, исходя из известной мощности или тока. А в правом столбце — выбор автоматического выключателя, который ставится в этот провод.

Таблица 2

Макс. мощность,
кВт
Макс. ток нагрузки,
А
Сечение
провода, мм 2
Ток автомата,
А
1 4.5 1 4-6
2 9.1 1.5 10
3 13.6 2.5 16
4 18.2 2.5 20
5 22.7 4 25
6 27.3 4 32
7 31.8 4 32
8 36.4 6 40
9 40.9 6 50
10 45.5 10 50
11 50.0 10 50
12 54.5 16 63
13 59. 1 16 63
14 63.6 16 80
15 68.2 25 80
16 72.7 25 80
17 77.3 25 80

Красным цветом выделены критические случаи, в которых лучше перестраховаться и не экономить на проводе, выбрав провод потолще, чем указано в таблице. А ток автомата — поменьше.

Глядя в табличку, можно легко выбрать сечение провода по току , либо сечение провода по мощности .

А также — выбрать автоматический выключатель под данную нагрузку.

В этой таблице данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды +30 0 С
  • Прокладка в воздухе или коробе (в закрытом пространстве)
  • Провод трехжильный, в общей изоляции (кабель)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
  • Достижение потребителем максимальной мощности — крайний, но возможный случай. При этом максимальный ток может действовать длительное время без отрицательных последствий.

Если температура окружающей среды будет на 20 0 С выше, или в жгуте будет несколько кабелей, то рекомендуется выбрать большее сечение (следующее из ряда). Особенно это касается тех случаев, когда значение рабочего тока близко к максимальному.

Вообще, при любых спорных и сомнительных моментах, например

  • возможное в будущем увеличение нагрузки
  • большие пусковые токи
  • большие перепады температур (электрический провод на солнце)
  • пожароопасные помещения

нужно либо увеличивать толщину проводов, либо более детально подойти к выбору — обратиться к формулам, справочникам. Но, как правило, табличные справочные данные вполне пригодны для практики.

Толщину провода можно узнать не только из справочных данных. Существует эмпирическое (полученное опытным путем) правило:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока

Подобрать нужную площадь сечения медного провода исходя из максимального тока можно, используя такое простое правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Это правило дается без запаса, впритык, поэтому полученный результат необходимо округлять в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, ток 32 Ампер. Нужен провод сечением 32/10 = 3,2 мм 2 . Выбираем ближайший (естественно, в бОльшую сторону) — 4 мм 2 . Как видно, это правило вполне укладывается в табличные данные.

Важное замечание. Это правило работает хорошо для токов до 40 Ампер . Если токи больше (это уже за пределами обычной квартиры или дома, такие токи на вводе) — надо выбирать провод с ещё большим запасом — делить не на 10, а на 8 (до 80 А)

То же правило можно озвучить для поиска максимального тока через медный провод при известной его площади:

Максимальный ток равен площади сечения умножить на 10.

И в заключение — опять про старый добрый алюминиевый провод.

Алюминий пропускает ток хуже, чем медь. Этого знать достаточно, но вот немного цифр. Для алюминия (того же сечения, что и медный провод) при токах до 32 А максимальный ток будет меньше, чем для меди всего на 20%. При токах до 80 А алюминий пропускает ток хуже на 30%.

Для алюминия эмпирическое правило будет таким:

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения умножить на 6.

Считаю, что знаний, приведенных в данной статье, вполне достаточно, чтобы выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура» и «толщина/максимальный ток и мощность».

Вот в принципе и всё что хотел рассказать про площадь сечения проводов . Если что-то не понятно или есть что добавить — спрашивайте и пишите в комментариях. Если интересно, что я буду публиковать на блоге СамЭлектрик дальше — Таблица выбора защитного автомата для разного сечения проводов

Как видно, немцы перестраховываются, и предусматривают большой запас по сравнению с нами.

Хотя, возможно, это от того, что таблица взята из инструкции из «стратегического» промышленного оборудования.

По поводу подбора проводов - я обычно пользуюсь каталогами интернет-магазинов, вот пример медного . Там самый большой выбор какой я встречал. Ещё хорошо, что все подробно описывается - состав, применения, и т.д.

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)

Вся жизнь современного общества построена на практически непрерывном потреблении электроэнергии. Промышленность и сельское хозяйство, транспорт и личное жилье постоянно нуждаются в электричестве. Для того, чтобы энергия поступала бесперебойно и безаварийно, необходимо правильно рассчитать сечение проводов .

Вся жизнь современного общества построена на практически непрерывном потреблении электроэнергии. Промышленность и сельское хозяйство, транспорт и личное жилье постоянно нуждаются в электричестве. Для того, чтобы энергия поступала бесперебойно и безаварийно, необходимо правильно рассчитать сечение проводов электропроводки.
Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм. Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Сечение провода для электропроводки рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Расчёт сечения провода, кабеля

Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi - число пи, равное 3,14, а D - диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели - основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:

Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
Рабочее напряжение, В
Потребляемая мощность, кВт и токовая нагрузка, А

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей

Так, говоря об или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» - силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп - с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току - 19 А), 2,5 мм2 - 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 - свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это - 22 А), для жил сечением 4 мм2 - не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей - рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В. Длину провода (кабеля) рассчитывают по монтажной схеме. Для этого на схеме измеряют расстояния между соседними местами расположения щитков, штеп-сельных розеток, выключателей, ответвительных коробок и т. п. Затем, пользуясь масштабом, в котором вы-ерчена схема, вычисляют длину отрезков проводов кабеля; к длине каждого отрезка прибавляют не менее 100 мм (учитывается необходимость присоединения жил).
Длину провода (кабеля) можно рассчитать также, измеряя непосредственно на щитках, панелях, стенах, потолках и т. п. отрезки линий, вдоль которых должны быть проложены провода (кабели).
Сечение провода (кабеля) рассчитывают по потере напряжения и допустимой длительной токовой нагрузке. При проектировании небольших электроустановок, например электроустановок отдельных помещений, самодельных приборов и т. п., потерей напряжения в проводах можно пренебречь, так как она очень мала.
Для расчета сечения проводов по допустимой длительной токовой нагрузке необходимо знать номинальный ток, который должен проходить по проектируемой электрической проводке. Зная номинальный ток, сечение провода находят по таблице. Пример: номинальный ток равен 50 а; сечение медной жилы провода должно быть 6 мм2,

Важной частью электроустановок является электрическая проводка (электропроводка). Она состоит из проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями.
Открытые электропроводки монтируют непосредственно на поверхностях конструктивных элементов зданий и помещений или прокладывают в трубах, предварительно укрепленных на этих поверхностях.
Скрытые электропроводки прокладывают в пустотах перекрытий, в специальных каналах, бороздах и канав-ках, вырубаемых предварительно в стенах, а также в изоляционных и стальных трубах, расположенных внутри конструктивных частей зданий.
Для монтажа электропроводок применяют установочные и монтажные провода и кабели.
Токоведущая часть провода называется жилой. Жилы делают из меди, алюминия или стали. Жила может быть однопроволочной или многопроволочной. Жилы имеют стандартные сечения, в мм2: 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2,5,; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400 и др.
Жилы покрыты изолирующей оболочкой из резины, полихлорвинила, поливинилхлорида.
Изолирующая оболочка у многих проводов защищена от внешних механических воздействий хлопчатобумажной оплеткой.

Для пересчёта сечения провода в значение диаметра могу рекомендовать программу: PL_SECH.exe для работы с программой распакуйте zip-архив и кликните на exe-файле мышкой. Программа работает в 32-бит Системах DOS & WINDOWS 97/XP/7 в сеансе командной строки. На этой странице есть эта и другие полезные программы.

Вам понадобится

Калькулятор, строительная рулетка, таблица расчета сечения провода

Рассчитайте общую длину электропроводки. Это можно сделать двумя способами: измерив расстояния между щитками, розетками, выключателями на монтажной схеме и умножив результат на масштаб схемы, или проведя измерения непосредственно на месте, где будет прокладываться электропроводка. Поскольку провода будут соединяться между собой, сделайте поправку на соединение и удлините каждый отрезок не менее чем на 100 мм.

Рассчитайте общую нагрузку потребляемой электроэнергии. Для этого суммируйте номинальные мощности всех электроприборов, которые сейчас находятся в эксплуатации, и подумайте, какие еще приборы, возможно, будут использоваться в будущем. Расчет нужно проводить с запасом прочности и надежности. Полученную сумму умножьте на коэффициент одновременности, равный 0,7.

Для предотвращения аварий на электрической линии на вводной кабель необходимо поставить автоматический выключатель. В жилых помещениях используется однофазный ток напряжением 220 В. Подсчитанную общую нагрузку разделите на величину напряжения (220 В) и получите ток, который будет проходить через вводной автомат. Если в продаже нет автомата с таким номиналом, покупайте с близкими параметрами, но с запасом по токовой нагрузке.

Сечение провода рассчитывается по двум параметрам: допустимой длительной токовой нагрузке и потере напряжения. Потеря напряжения происходит в проводах, соединяющих источник тока и потребителя. Если вы рассчитываете электропроводку для отдельного помещения и приборов небольшой мощности, этот показатель можете не учитывать, поскольку потери напряжения будут пренебрежимо малы.

Кабель должен быть трехжильным, поскольку один проводник используется для заземления. Лучше выбирать медный провод, поскольку электрические показатели меди лучше, чем алюминия. Определитесь, какой тип электромонтажа вы будете использовать - закрытый или открытый. Теперь, когда вы знаете расчетный ток, выбрали тип кабели и вариант проводки, в таблице найдите необходимое сечение провода.

Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока : Выбрать Переменный ток Постоянный ток

Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

Выбрать Медь (Cu) Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

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

Введите мощность нагрузки: кВт

Номинальное напряжение

Введите напряжение: В

Только для переменного тока

Система электроснабжения: Выбрать Однофазная Трехфазная

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

Коэффициент мощности cosφ:

Способ прокладки кабеля

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

Выберите способ прокладки:

Выбрать Открытая проводка Скрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного - фазный и нулевой, для переменного трехфазного - только фазные.0

Рассчитанное значение представляет собой минимально допустимое значение фактического сечения кабеля. Значительная часть реализуемой в магазинах кабельной продукции не соответствует маркировке и имеет заниженное сечение проводника. Проверяйте фактическое сечение проводников кабеля перед применением!

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

В теории и практике, выбору площади поперечного сечения провода по току (толщине) уделяется особое внимание. В данной статье, анализируя справочные данные, познакомимся с понятием «площадь сечения».

Расчет сечения проводов.

В науке не используется понятие «толщина» провода. В литературных источниках используется терминология - диаметр и площадь сечения. Применимо к практике, толщина провода характеризуется площадью сечения .

Довольно легко рассчитывается на практике сечение провода . Площадь сечения вычисляется с помощью формулы, предварительно измерив его диаметр (можно измерить с помощью штангенциркуля):

S = π (D/2)2 ,

  • S - площадь сечения провода, мм
  • D- диаметр токопроводящей жилы провода. Измерить его можно с помощью штангенциркуля.

Более удобный вид формулы площади сечения провода:

S=0,8D.

Небольшая поправка - является округленным коэффициентом. Точная расчетная формула:

В электропроводке и электромонтаже в 90 % случаях применяется медный провод. Медный провод по сравнению с алюминиевым проводом, имеет ряд преимуществ. Он более удобен в монтаже, при такой же силе токе имеет меньшую толщину, более долговечен. Но чем больше диаметр (площадь сечения ), тем выше цена медного провода. Поэтому, несмотря на все преимущества, если сила тока превышает значение 50 Ампер, чаще всего используют алюминиевый провод. В конкретном случае используется провод, имеющий алюминиевую жилу 10 мм и более.

В квадратных миллиметрах измеряют площадь сечения проводов . Наиболее чаще всего на практике (в бытовой электрике), встречаются такие площади сечения: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.

Существует иная система измерения площади сечения (толщины провода) - система AWG, которая используется, в основном в США. Ниже приведена таблица сечений проводов по системе AWG, а так же перевод из AWG в мм.

Рекомендовано прочитать статью про выбор сечения провода для постоянного тока. В статье приведены теоретические данные и рассуждения о падении напряжения, о сопротивлении проводов для разных сечений. Теоретические данные сориентируют, какое сечение провода по току наиболее оптимально, для разных допустимых падений напряжения. Также на реальном примере объекта, в статье о падении напряжения на трехфазных кабельных линиях большой длины, приведены формулы, а также рекомендации о том, как уменьшить потери. Потери на проводе прямо пропорциональны току и длине провода. И являются обратно пропорциональными сопротивлению.

Выделяют, три основные принципа, при выборе сечения провода .

1. Для прохождения электрического тока, площадь сечения провода (толщина провода), должна быть достаточной. Понятие достаточно означает, что когда проходит максимально возможный, в данном случае, электрический ток, нагрев провода будет допустимый (не более 600С).

2. Достаточное сечение провода, что бы падение напряжения не превышало допустимого значения. В основном это относится к длинным кабельным линиям (десятки, сотни метров) и токам большой величины.

3. Поперечное сечение провода, а также его защитная изоляция, должна обеспечивать механическую прочность и надежность.

Для питания, например люстры, используют в основном лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А).

Выбирая толщину провода, необходимо ориентироваться на максимальную рабочую температуру. Если температура будет превышена, провод и изоляция на нем будут плавиться и соответственно это приведет к разрушению самого провода. Максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимально его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Далее приведена таблица сечения проводов, при помощи которой в зависимости от силы тока , можно подобрать площадь сечения медных проводов. Исходные данные - площадь сечения проводника.

Максимальный ток для разной толщины медных проводов. Таблица 1.

Сечение токопроводящей жилы, мм 2

Ток, А, для проводов, проложенных

открыто

в одной трубе

одного двух жильного

одного трех жильного

Выделены номиналы проводов, которые используются в электрике. «Один двужильный» - провод, имеющий два провода. Один Фаза, второй - Ноль - это считается однофазное питание нагрузки. «Один трехжильный» - используется при трехфазном питании нагрузки.

Таблица помогает определиться, при каких токах, а также в каких условиях эксплуатируется провод данного сечения .

Например, если на розетке написано «Мах 16А», то к одной розетке можно проложить провод сечением 1,5мм. Необходимо защитить розетку выключателем на ток не более чем 16А, лучше даже 13А, или 10 А. Эту тему раскрывает статья «Про замену и выбор защитного автомата».

Из данных таблицы видно, что одножильный провод - означает, что вблизи (на расстоянии менее 5 диаметров провода), не проходит более никаких проводов. Когда два провода рядом, как правило, в одной общей изоляции - провод двужильный. Здесь более тяжелый тепловой режим, поэтому меньше максимальный ток. Чем больше собрано в проводе или пучке проводов, тем меньше должен быть максимальный ток отдельно для каждого проводника, из-за возможности перегрева.

Однако, эта таблица не совсем удобна с практической стороны. Зачастую исходный параметр - это мощность потребителя электроэнергии, а не электрический ток. Следовательно, нужно выбирать провод.

Определяем ток, имея значение мощности. Для этого, мощность Р (Вт) делим на напряжение (В) - получаем ток (А):

I=P/U.

Для определения мощности, имея показатель тока, необходимо ток (А) умножить на напряжение (В):

P=IU

Данные формулы используют в случаях активной нагрузки (потребители в жилых помещениях, лампочки, утюги). Для реактивной нагрузки в основном используется коэффициент от 0,7 до 0,9 (для работы мощных трансформаторов, электродвигателей, обычно в промышленности).

В следующей таблице предложены исходные параметры - потребляемый ток и мощность, а определяемые величины - сечение провода и ток отключения защитного автоматического выключателя.

Исходя из потребляемой мощности и тока - выбор площади поперечного сечения провода и автоматического выключателя.

Зная мощность и ток, в нижеприведенной таблице можно выбрать сечение провода .

Таблица 2.

Макс. мощность,
кВт

Макс. ток нагрузки,
А

Сечение
провода, мм 2

Ток автомата,
А

Критические случаи в таблице выделены красным цветом, в этих случаях лучше перестраховаться, не экономя на проводе, выбрав более толстый провод, нежели указано в таблице. А ток автомата наоборот поменьше.

По таблице можно без труда выбрать сечение провода по току , или сечение провода по мощности . Под заданную нагрузку выбрать автоматический выключатель.

В данной таблице все данные приведены для следующего случая.

  • Одна фаза, напряжение 220 В
  • Температура окружающей среды +300С
  • Прокладка в воздухе либо коробе (находится в закрытом пространстве)
  • Провод трехжильный, в общей изоляции (провод)
  • Используется наиболее распространенная система TN-S с отдельным проводом заземления
  • В очень редких случаях потребитель достигает максимальную мощность. В таких случаях, максимальный ток может действовать длительно без отрицательных последствий.

Рекомендовано выбирать большее сечение (следующее из ряда), в случаях, когда температура окружающей среды будет на 200С выше, либо в жгуте будет несколько проводов. Это особо важно в тех случаях, если значение рабочего тока, приближено к максимальному.

В сомнительных и спорных моментах, таких как:

большие пусковые токи; возможное в будущем увеличение нагрузки; пожароопасные помещения; большие перепады температур (например, провод находится на солнце), необходимо увеличить толщину проводов. Либо же для достоверной информации, обратиться к формулам и справочникам. Но в основном, табличные справочные данные применимы для практики.

Также толщину провода можно узнать эмпирическим (полученным опытным путем) правилом:

Правило выбора площади сечения провода для максимального тока.

Нужную площадь сечения для медного провода , исходя из максимального тока, можно подобрать применяя правило:

Необходимая площадь сечения провода равна максимальному току, деленному на 10.

Расчеты по этому правилу без запаса, поэтому полученный результат нужно округлить в большую сторону до ближайшего типоразмера. Например, нужен провод сечением мм , а ток 32 Ампер. Необходимо брать ближайший, конечно, в большую сторону - 4 мм. Видно, что данное правило вполне укладывается в табличные данные.

Следует заметить, что данное правило хорошо работает для токов до 40 Ампер. Если же токи больше (за пределами жилого помещения, такие токи на вводе) - нужно выбирать провод с еще большим запасом, и делить уже не на 10, а на 8 (до 80 А).

Это же правило и для поиска максимального тока через медный провод , если известна его площадь:

Максимальный ток равен площади сечения, умножить на 10.

Про алюминиевый провод.

В отличие от меди, алюминий хуже пропускает электрический ток. Для алюминия (провод такого же сечения , что и медный), при токах до 32 А, максимальный ток будет меньше, чем для меди на 20 %. При токах до 80 А алюминий пропускает хуже ток на 30%.

Эмпирическое правило для алюминия :

Максимальный ток алюминиевого провода равен площади сечения , умножить на 6.

Имея знания, полученные в данной статье, можно выбрать провод по соотношениям «цена/толщина», «толщина/рабочая температура», а также «толщина/максимальный ток и мощность».

Основные моменты про площадь сечения проводов освещены, если же что-то не понятно, либо есть, что добавить - пишите и спрашивайте в комментариях. Подписывайтесь в блоге СамЭлектрик, для получения новых статей.

К максимально току в зависимости от площади сечения провода, немцы относятся несколько иначе. Рекомендация по выбору автоматического (защитного) выключателя, расположена в правом столбце.

Таблица зависимости электрического тока защитного автомата (предохранителя) от сечения. Таблица 3.


Данная таблица взята из «стратегического» промышленного оборудования, возможно поэтому может создаться впечатление, что немцы перестраховываются.

myCableEngineering.com> Уравнение адиабаты

При расчете рейтингов неисправностей кабеля обычно предполагается, что продолжительность достаточно мала, чтобы кабель не отводил 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 в течение времени t , минимальная требуемая площадь поперечного сечения кабеля определяется по формуле:

А = I2tk

где: A - номинальное сечение, мм 2
I - ток КЗ, А
t - длительность тока КЗ, с
К - коэффициент, зависящий от типа кабеля (см. Ниже )

В качестве альтернативы, учитывая сечение кабеля и ток короткого замыкания, максимальное время, допустимое для срабатывания защитного устройства, можно найти по адресу:

т = k2A2I2

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

Термореактивная, 90 ° C (XLPE, EDR)

90

250

143

94

52

Термореактивная, 60 ° C (резина)

60

200

141

93

51

Термореактивная, 85 ° C (резина)

85

220

134

89

48

Термореактивность, 185 ° C (силиконовая резина)

180

350

132

87

47

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

Пример

Считайте максимальный ток короткого замыкания 13.6 кА, и защитное устройство срабатывает 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, это не совсем так, но это на всякий случай.

Из физики тепло Q , необходимое для подъема материала ΔT , определяется по формуле:

Q = см ΔT

где Q - добавленное тепло, Дж
c - удельная теплоемкость материала, Jg -1 .K -1
м - масса материала, г
ΔT - превышение температуры, К

Энергия, поступающая в кабель во время короткого замыкания, определяется по формуле:

Q = I2Rt

где R - сопротивление кабеля, Ом

Исходя из физических свойств кабеля, мы можем рассчитать м и R как:

m = ρcAl и R = ρrlA

где ρ c - плотность материала в г.мм -3
ρ r - удельное сопротивление жилы, Ом.мм
l - длина кабеля, мм

Комбинируя и заменяя, получаем:

I2Rt = см ΔT

I2tρrlA = cρcAlΔT

и перестановка для A дает:

S = I2tk, положив k = cρcΔTρr

Примечание: ΔT - максимально допустимое превышение температуры для кабеля:

ΔT = θf − θi

где θ f - конечная (максимальная) температура изоляции кабеля, ° C
θ i - начальная (рабочая) температура изоляции кабеля, ° C

Единицы: выражаются в г (граммах) и мм. 2 , а не в кг и м.Это широко используется разработчиками кабелей. При необходимости уравнения можно легко изменить в кг и м.

Microsoft Word - Revision1April_26_2015_NoMarks

% PDF-1.5 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать application / pdf

  • Microsoft Word - Revision1April_26_2015_NoMarks
  • PC-0053
  • 2015-09-22T14: 01: 48 + 02: 00PScript5.dll Версия 5.2.22015-09-24T15: 55: 07 + 02: 002015-09-24T15: 55: 07 + 02: 00Acrobat Distiller 9.0.0 (Windows) uuid: f4d64bd8-ea00-45e9-8873-c633ccec5b43uuid: d6a28b8a-8ed7-4994-b0d1-d6cd69468a4b конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > транслировать HTS ۊ @} WclzҷDuY3IN`Q7 + / UTsNu & m [\ mX4c @ / O ր NjmB

    Калькулятор кабельных потерь от Electro-Voice

    Вот руководство по использованию этого бесплатного программного инструмента.Сначала введите информацию о ваших кабелях, усилителе и громкоговорителях в левой части калькулятора. Вам нужно будет узнать, какой калибр (или диаметр) проводов в вашем кабеле динамика. Вы можете найти калибр провода на упаковке, на этикетке на катушке с проволокой или, в некоторых случаях, на изоляции. Если вы видите аббревиатуру AWG, это означает American Wire Gauge, и вам следует выбрать «Имперскую» систему единиц из раскрывающегося списка в верхнем левом углу интерфейса.Если калибр провода имеет цифры после десятичной точки, например 2,08, выберите «Метрическая» в качестве системы единиц. Если размер провода указан как IEC Gage, установите флажок IEC, который заменяет раскрывающийся переключатель.

    Затем введите информацию о вашем усилителе. Эти характеристики должны быть напечатаны в руководстве пользователя или на листе технических данных. Убедитесь, что вы ввели правильную выходную мощность и сопротивление нагрузки (Выходная мощность…).Эти два значения всегда указываются парами. Затем введите коэффициент демпфирования усилителя. Затем введите номинальное сопротивление вашего громкоговорителя. Наконец, выберите калибр провода в раскрывающемся переключателе, введите длину кабеля между усилителем и громкоговорителем и введите емкость на единицу длины в пикофарадах. Вы должны найти характеристическую емкость кабеля в документации производителя.

    Самая важная информация на правой стороне калькулятора - это чистые потери мощности в кабеле.Это показатель того, какая часть мощности усилителя рассеивается в кабеле, прежде чем она попадет в громкоговоритель. Чем меньше потери мощности, тем больше мощности уходит на создание звука. Для громкоговорителя с сопротивлением 8 Ом, подключенного к 40-футовому кабелю с застежкой-молнией 18 калибра, потеря мощности составляет около ½ дБ, что не является ни слышимым, ни значительным, особенно для усилителя с высокой выходной мощностью. Таким образом, с точки зрения передачи энергии провод 18 калибра подходит для многих домашних применений. Но для более длинных кабелей потери могут быть больше, и вам следует подумать о переходе на кабель большего диаметра.

    Еще один результат, который следует отметить, заключается в том, что для многих кабелей частота спада значительно превышает 20 кГц, верхний предел слышимого диапазона частот. Если частота спада ниже 80 кГц, вы можете подумать о замене кабеля на кабель большего диаметра.

    Расчет рейтингов повреждения 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 заданного повреждения I , которое длится t , минимально необходимая площадь поперечного сечения кабеля определяется по формуле:

    A = I2tk

    A - номинальная площадь поперечного сечения, мм 2

    I - ток короткого замыкания, A

    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 :

    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

    Термореактивность, 90 ° C (XLPE, EDR)

    90

    250

    143

    94

    68

    0 52

    Термореактивная, 60 ° C (резина)

    60

    200

    141

    93

    51

    Термореактивная резина 85 ° )

    85

    220

    134

    89

    48

    Термореактивная, 185 ° C (силиконовая резина)

    180

    350

    132

    87

    3 82 4750 950

    * 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, K

    Энергия в кабеле во время повреждения определяется по формуле:

    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 = cmΔT

    I2tρrlA = cρcAlΔT

    и перестановка для A дает:

    S = I2tk, если принять k = cρcΔTρr

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

    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

    4 Q 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


    Подставляя приведенные выше значения и немного изменяя 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 As Как уже упоминалось, адиабатическое уравнение предполагает, что во время короткого замыкания от кабеля не отводится тепло.Принимая во внимание надежность расчетов, в некоторых ситуациях, особенно при более длительной продолжительности замыкания, существует вероятность того, что можно обойтись меньшим поперечным сечением. 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 .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *