Сечение и нагрузка проводов: как правильно рассчитать и выбрать по мощности?

Содержание

Какого сечения должны быть алюминиевые провода, если нагрузка 8 кВт?

Если выбираете сечение провода (кабеля) по мощности, то вначале нужно произвести несложные расчёты, а именно учесть суммарную мощность бытовых приборов (или оборудования) которые подключаются к этому кабелю (проводу).

Мощность бытовых приборов указывается или в паспорте изделия, или на бирке которая закреплена непосредственно на приборе.

Мощность может быть указана как в Ваттах, так и в Киловаттах.

К примеру у меня мощность стиральной машины 2,2 кВт, мощность электрочайника 2 кВт, суммируем получаем 2,2 + 2 = 4,2 кВт.

Из личного опыта могу добавить, к мощным бытовым приборам лучше проводить отдельную линию (прокладывать отдельный кабель).

Это относится к стиральным машинам автоматам, к водонагревателям (и проточным и накопительным) к электроплитам и.т.д.

Если речь о квартире (частном доме), то чаще всего для прокладки электропроводки используются медные провода, а не алюминиевые.

На освещение нужен провод 1,5 квадратов (квадратные миллиметры) на розетки 2,5 квадрата.

В Вашем случае речь идёт об алюминиевом проводе вот таблица

для ознакомления.

Провод сечением 6 квадратных миллиметров близко, но не подойдёт, так как выдерживает нагрузку до 7,9 кВт, у Вас 8 кВт.

Провод (его сечение) лучше брать с небольшим запасом, так как в будущем могут подключаться иные бытовые приборы.

То есть высчитываем суммарную мощность и плюс запас в 1-3 кВт (или чуть больше).

Значит нужен алюминиевый провод сечением 10 квадратных миллиметров (см. таблицу выше).

Такой провод (10 кв. мм) выдерживает нагрузку до 11 кВт (напряжение в сети 220 Вольт).

Обратите внимание, медный провод сечением 6 квадратов выдерживает нагрузку до 10,1 кВт, то есть Вы можете приобрести провод меньшим сечением (если сравнивать с алюминием) и подключить к нему более мощные бытовые приборы (оборудование).

А медный провод сечением 10 квадратов выдерживает нагрузку до 15,4 кВт (опять же, напряжение в сети 220 Вольт).

Единственный минус меди в сравнении с алюминием, это цена, в остальном медный провод гораздо лучше алюминиевого.

Расчет сечения кабеля

Сечение кабеля - это площадь среза токоведущей жилы. Если срез жилы круглый (как в большинстве случаев) и состоит из одной проволочки - то площадь/сечение определяется по формуле площади круга. Если в жиле много проволочек, то сечением будет сумма сечений всех проволочек в данной жиле.

Величины сечения во всех странах стандартизированы, причем стандарты бывшего СНГ и Европы в этой части полностью совпадают. В нашей стране документом, которым регулируется этот вопрос, являются "Правила устройства электроустановок" или кратко - ПУЭ.

Сечение кабеля выбирается исходя из нагрузок с помощью специальных таблиц, называемых "Допустимые токовые нагрузки на кабель." Если нет никакого желания разбираться в этих таблицах - то Вам вполне достаточно знать, что на розетки желательно брать медный кабель сечением 1,5-2,5мм², а на освещение - 1,0-1,5мм². Для ввода одной фазы в рядовую 2-3 комнатную квартиру вполне хватит 6,0мм². Все равно на Ваших 40-80 м² большего оборудования не поместиться, даже с учетом электроплиты.

Многие электрики для "прикидки" нужного сечения считают, что 1мм² медного провода может пропустить через себя 10А электрического тока: соответственно 2,5 мм² меди способны пропустить 25А, а 4,0 мм² - 40А и т.д. Если Вы немного проанализируете таблицу выбора сечения кабеля, то увидите, что такой метод годится только для прикидки и только для кабелей сечением не выше 6,0мм².

Ниже дана сокращенная таблица выбора сечения кабеля до 35 мм² в зависимости от токовых нагрузок. Там же для Вашего удобства приведена суммарная мощность электрооборудования при 1-фазном (220В) и 3-фазном (380В) потреблении. Обратите внимание, что при прокладке кабеля в трубе (т.е. в любых закрытых пространствах, как например, в стене) возможные токовые нагрузки на кабель должны быть меньше, чем при прокладке открыто. Это связано с тем, что кабель в процессе эксплуатации нагревается, а теплоотдача в стене или в земле значительно ниже, чем на открытом пространстве.

Важно Когда нагрузка называется в кВт - то речь идет о совокупной нагрузке. Т.е. для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного - совокупно по всем трем. Когда величина нагрузки названа в амперах (А) - речь всегда идет о нагрузке на одну жилу (или фазу).

Сечение кабеля, мм² Проложенные открыто Проложенные в трубе
медь алюминий медь алюминий
ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт ток, А кВт
220В 380В 220В 380В 220В 380В 220В 380В
0,5 11 2,4                    
0,75 15 3,3                    
1,0 17 3,7 6,4       14 3,0 5,3      
1,5 23 5,0 8,7       15 3,3 5,7      
2,5 30 6,6 11,0 24 5,2 9,1 21 4,6 7,9 16,0 3,5 6,0
4,0 41 9,0 15,0 32 7,0 12,0 27 5,9 10,0 21,0 4,6 7,9
6,0 50 11,0 19,0 39 8,5 14,0 34 7,4 12,0 26,0 5,7 9,8
10,0 80 17,0 30,0 60 13,0 22,0 50 11,0 19,0 38,0 8,3 14,0
16,0 100 22,0 38,0 75 16,0 28,0 80 17,0 30,0 55,0 12,0 20,0
25,0 140 30,0 53,0 105 23,0 39,0
100
22,0 38,0 65,0 14,0 24,0
35,0 170 37,0 64,0 130 28,0 49,0 135 29,0 51,0 75,0 16,0 28,0

Если Вы внимательно изучили приведенную таблицу и таки желаете самостоятельно определить необходимое Вам сечение кабеля, например, для ввода в дом, то Вам также необходимо знать следующее. Настоящая таблица касается кабелей и проводов в резиновой и пластмассовой изоляции. Это такие широко распространенные марки как: ПВС, ВВП, ВПП, ППВ, АППВ, ВВГ. АВВГ и ряд других. На кабеля в бумажной изоляции есть своя таблица, на не изолированные провода и шины - своя. При расчетах сечения кабеля специалист должен также учитывать методы прокладки кабеля: в лотках, пучками и т.п. Кроме того, величины из таблиц о допустимых токовых нагрузках должны быть откорректированы следующими снижающими коэффициентами:

  • поправочный коэффициент, соответствующий сечению кабеля и расположению его в блоке;

  • поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

  • поправочный коэффициент для кабелей, прокладываемых в земле;

  • поправочный коэффициент на различное число работающих кабелей, проложенных рядом.

Если и это Вас не останавливает - то открывайте справочник под ред. Белоруссова на стр.503, а мы снимаем шляпу.

Если деньги для Вас не проблема, тогда смело увеличивайте справочное сечение жилы на 50%, и спите спокойно: так как даже все поправочные коэффициенты в сумме не дадут больше.

При расчете необходимого сечения кабеля основной критерий - это количество тепла, выделяемого кабелем при прохождении через него электрического тока и температура окружающей среды. Вообще-то, любой электропроводник может пропустить через себя очень много тока, вплоть до температуры своего плавления, а это в десятки раз больше, чем указано в справочниках. Обратите внимание, что в справочниках приведены величины для

длительных токовых нагрузок на кабель. А кратковременные нагрузки могут быть гораздо выше. Т.е. запас всегда есть. Но при условии, что Вы приобрели кабель, произведенный по ГОСТу. Если же Вам вместо медного кабеля продали нечто, сделанное из какого-то сплава и покрытое пластиком из вторичного полиэтилена (из использованных кульков и ПЭТ-бутылок), то зачем Вам все эти таблицы: см. статью "Как выбрать кабель"

Токовые нагрузки в сетях с постоянным током

В сетях с постоянным током расчет сечения идет несколько по другому. Сопротивление проводника постоянному напряжению гораздо выше, чем переменному (при переменном токе сопротивлением на длинах до 100 м вообще пренебрегают). Кроме этого, для потребителей постоянного тока как правило очень важно, чтобы напряжение на концах было не ниже 0,5В (для потребителей переменного тока, как известно колебания напряжения в пределах 10% в любую строону допустимы). Есть формула, определяющая насколько упадет напряжение на концах по сравнению с базовым напряжением, в зависимости от длины проводника, его удельного сопротивления и силы тока в цепи:

U = ((p l) / S) I, где
U - напряжение постоянного тока, В
p - удельное сопротивление провода, Ом*мм2
l - длина провода, м
S - площадь поперечного сечения, мм2
I - сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подставновки, или с помощью простйеших арифметических действий над данным уравнением.

Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то для для выбора сечения можно пользоваться таблицей для переменного тока, но при этом корректировать величины тока на 15% в сторону уменьшения, т.е. при постоянном токе справочные сечения кабеля могут пропускать тока на 15 % меньше, чем указано в таблице. Подобное правило также работает для выбора автоматических выключателей для сетей с постоянным током, например: для цепей с нагрузкой в 25А, нужно брать автомат на 15% меньшего номинала, в нашем случае подходит предыдущий типоразмер автомата - 20А.

Удельное электрическое сопротивление некоторых металлов, применяемых в электротехнике

Металл Сопротивление, Ом·мм2
Серебро 0,015...0,0162
Медь 0,01724...0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262. ..0,0295
Вольфрам 0,053...0,055
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217...0,227

Внимание: это авторская статья, поэтому при использовании материала просьба делать ссылку на первоисточник.

author: Оleg Stolyarov

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

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

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

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

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

Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

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

Этап #1 - расчет реактивной и активной мощности

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

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

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

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

P = U * I ,

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

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

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

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

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

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

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

Для нахождения полной мощности применяют формулу:

P = P р / cosφ ,

Где P р – реактивная мощность в Вт.

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

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

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

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

Этап #2 - поиск коэффициентов одновременности и запаса

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

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

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

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

Этап #3 - выполнение расчета геометрическим методом

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

Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать проволоки проводника.

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

S = π*R 2 = π*D 2 /4 , или наоборот

D = √(4*S / π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h * m ,

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

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

S = N*D 2 /1,27 ,

Где N – число проволочек в жиле.

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

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

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

Этап #4 -рассчитываем сечение по мощности на практике

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

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

Решение :

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

P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт

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

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

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

Галерея изображений

Расчет сечения по току

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

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

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

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

Этап #1 - расчет силы тока по формулам

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

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

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

I = P/U л ,

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

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

Взаимосвязь линейного и фазного напряжения:

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

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

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

I = (I1+I2+…IN)*K*J ,

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

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

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

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

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

Этап #2 - выбор подходящего сечения по таблицам

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

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

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

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

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

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

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

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются коэффициенты:

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

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

Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В случае больших сечений возможно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √Т пв

где T пв - отношение продолжительности включения к продолжительности цикла.

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

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

Этап #3 - расчет сечения проводника по току на примере

Расчет падения напряжения

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

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

Таблица 9. Удельное сопротивление распространенных металлических проводников (+)

В первую очередь это касается низковольтных кабелей малого сечения.

Расчет падения напряжения выглядит следующим образом:

R = 2*(ρ * L) / S ,

U пад = I * R ,

U % = (U пад / U лин) * 100 ,

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

Используя формулы, можно самостоятельно выполнить вне необходимые вычисления.

Пример расчета переноски

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

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

R = 2*(0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг # 2. Сила тока, протекающая по проводнику:

I = 7000 / 220 = 31.8 А

Шаг # 3. Падение напряжения на проводе:

U пад = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг # 4. Вычисляем процент падения напряжения:

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

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

Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения проводника по формулам:

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчет сечения кабеля по мощности электроприборов.

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

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

Формула расчета мощности имеет такой вид:

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

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

Пример расчета сечения кабеля по мощности указан в таблицах:

Для проводника с алюминиевыми жилами.

Для проводника с медными жилами.

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

На примере расчет сечения кабеля по мощности выглядит так:

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

Расчет сечения кабеля по токовой нагрузке.

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

Средняя мощность бытовых электроприборов

Пример отображения мощности электроприбора (в данном случае ЖК телевизор)

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

I=P/(U×cosφ)

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

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

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

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

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

Расчет сечения кабеля по длине.

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

Вычисления происходят следующим образом:

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

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

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

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

Таблица удельных сопротивлений.

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

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

Усредненные показания мощностей для распространенных электроприборов

Потребитель Мощность, Вт
Телевизор 300
Принтер 500
Компьютер 500
Фен для волос 1200
Утюг 1700
Электрочайник 1200
Тостер 800
Обогреватель 1500
Микроволновая печь 1400
Духовка 2000
Холодильник 600
Стиральная машина 2500
Электроплита 2000
Освещение 2000
Проточный водонагреватель 5000
Бойлер 1500
Дрель 800
Перфоратор 1200
Сварочный аппарат 2300
Газонокосилка 1500
Насос водяной 1000

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

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

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

Тепловой расчет с использованием поправочных коэффициентов

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

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

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

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

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

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

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

Качественный и подходящий кабель обеспечивает безопасную и долговечную работу любой сети

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

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

В таблице показано, как проводить расчеты, зная технические характеристики

Расчет по нагрузке

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

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

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

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

Расчет по длине

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

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

Использование таблицы сечения проводов по мощности

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

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

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

Статья по теме:

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

Формула расчетов мощности по току и напряжению

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

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

Какие есть примеры?

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

Определение сечения провода с учетом разных видов нагрузки

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

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

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

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

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

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

Основные материалы для кабелей

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

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

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

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

Возможно Вам также будет интересно:

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

При прокладке электропроводки требуется знать, кабель с жилами какого сечения вам надо будет прокладывать. Выбор сечения кабеля можно делать либо по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.

Выбираем сечение кабеля по мощности

Подобрать сечение провода можно по мощности приборов, которые будут подключаться. Эти приборы называются нагрузкой и метод может еще называться «по нагрузке». Суть его от этого не меняется.

Собираем данные

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

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

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

Суть метода

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

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

Сечение кабеля, мм2 Диаметр проводника, мм Медный провод Алюминиевый провод
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
0,5 мм2 0,80 мм 6 А 1,3 кВт 2,3 кВт
0,75 мм2 0,98 мм 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
1,0 мм2 1,13 мм 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
1,5 мм2 1,38 мм 15 А 3,3 кВт 5,7 кВт 10 А 2,2 кВт 3,8 кВт
2,0 мм2 1,60 мм 19 А 4,2 кВт 7,2 кВт 14 А 3,1 кВт 5,3 кВт
2,5 мм2 1,78 мм 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт 16 А 3,5 кВт 6,1 кВт
4,0 мм2 2,26 мм 27 А 5,9 кВт 10,3 кВт 21 А 4,6 кВт 8,0 кВт
6,0 мм2 2,76 мм 34 А 7,5 кВт 12,9 кВт 26 А 5,7 кВт 9,9 кВт
10,0 мм2 3,57 мм 50 А 11,0 кВт 19,0 кВт 38 А 8,4 кВт 14,4 кВт
16,0 мм2 4,51 мм 80 А 17,6 кВт 30,4 кВт 55 А 12,1 кВт 20,9 кВт
25,0 мм2 5,64 мм 100 А 22,0 кВт 38,0 кВт 65 А 14,3 кВт 24,7 кВт

Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.

В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.

Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при , используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Можно подобрать сечение кабеля по току. В этом случае проводим ту же работу — собираем данные о подключаемой нагрузке, но ищем в характеристиках максимальный потребляемый ток. Собрав все значения, суммируем их. Затем пользуемся все той же таблицей. Только ищем ближайшее большее значение в столбике, подписанном «Ток». В той же строке смотрим сечение провода.

Например, надо с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

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

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать , если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков или даже сотен метров — кроме нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния линий электропередачи при . Хоть все данные должны быть указаны в проекте, можно перестраховаться и проверить. Для этого надо знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно подобрать сечение провода с учетом потерь на длине.

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

Открытая и закрытая прокладка проводов

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

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

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

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

Выбор сечения провода | Электрик

Но что же на самом деле такое "сечение" и как его измерить на практике?

Не стоит думать что сечение провода это его диаметр...

Площадь поперечного сечения (S) кабеля рассчитывается по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.

Безопасная эксплуатация состоит в том, что в случае если вы подберете сечение не соответственное его токовым перегрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву электропровода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения электропровода нужно отнестись довольно серьезно. 

Что нужно знать для правильного выбора провода?

Главным признаком, по которому планируют провод, считается его продолжительно разрешенная токовая перегрузка. Не вдаваясь в пространные рассуждения, это такая величина тока, которую он способен пропускать в протяжении долгого времени.

Чтоб отыскать значение номинального тока, нужно подсчитать мощность всех подключаемых электрических приборов в жилище. Рассмотрим пример расчета сечения электропровода для обыкновенной двухкомнатной жилплощади. Список нужных устройств и их примерная мощность указана в таблице.

Принимая во внимание значение тока, сечение электропровода находят по таблице. В случае если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в данном случае подбирают наиблежайшее большее значение. К примеру расчетное значение тока составляет 23 А, избираем по таблице наиблежайшее большее 27 А - с сечением 2.5 мм2 (для медного многожильного электропровода прокладываемого по воздуху).

Предлагаю вашему вниманию таблицы возможных токовых нагрузок кабелей с медными и алюминиевыми жилами с изоляцией из поливинилхлоридного пластика.

Важно! Для четырехжильных и пятижильных кабелей, у которых все жилы одинакового сечения при применении их в четырех-проводных сетях значение из таблицы необходимо помножить на коэффициент 0,93.

К примеру у Вас трехфазная нагрузка мощностью Р=15 кв-т Нужно выбрать медный кабель (прокладка по воздуху). Как высчитать сечение? Сначала нужно высчитать токовую нагрузку отталкиваясь от этой мощности, чтобы достичь желаемого результата можем использовать формулу для трехфазной сети: I = P / √3 · 380 = 22.8 ≈ 23 А.

По таблице токовых нагрузок избираем сечение 2.5 мм2 (ему допускаемый ток 27А). Хотя потому что кабель у Вас четырехжильный (либо пяти- здесь уже особенной разницы нет) сообразно указаний ГОСТ 31996—2012 подобранное значение тока необходимо помножить на коэффициент 0.93. I = 0.93 * 27 = 25 А. Что возможно для нашей нагрузки (расчетного тока).

Хотя в виду того что почти все изготовители отпускают кабели с заниженным сечением в этом случае я бы рекомендовал брать кабель с запасом, с сечением намного выше - 4 мм2.

Важно! Когда нагрузка именуется в кВт - то идет речь о общей нагрузке. То есть для однофазного потребителя нагрузка будет указана по одной фазе, а для трехфазного - совокупно по всем 3. Когда значение нагрузки названо в амперах (А) - речь практически постоянно идет о нагрузке на 1 жилу (либо фазу).

Какой провод лучше использовать медный или алюминиевый?

На сегодня для монтажа как открытой проводки так и скрытой, конечно широкой известностью пользуются медные электропровода. Медь, сравнивая с алюминием, наиболее эффективна:

1) она прочнее, более мягенькая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;

2) менее подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в разветвительной коробке, места скрутки с течением времени окисляются, что и ведет к утрате контакта;

3) проводимость меди повыше нежели алюминия, при схожем сечении медный провод способен вынести огромную токовую нагрузку нежели алюминиевый. 

Недочетом медных проводов считается их большая цена. Цена их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные электропровода по цене дороже все таки они считаются наиболее всераспространенными и пользующимися популярностью в применении нежели алюминиевые. 

Расчет сечения медных проводов и кабелей

Подсчитав нагрузку и определившись с материалом (медь), рассмотрим пример расчета сечения проводов для отдельных групп потребителей, на случае двухкомнатной жилплощади. 

Как понятно, вся нагрузка разделяется на 2 группы: силовую и осветительную.

В нашем случае главной силовой нагрузкой станет розеточная группа установленная в столовой и в ванной комнате. Потому что там устанавливается более сильная техника (электрочайник, микроволновка, морозильник, бойлер, стиральная машинка и т.д.).

Для данной розеточной группы выбираем провод сечением 2.5мм2. Если соблюдать условие, что силовая нагрузка станет разбросана по различным розеткам. Что это означает? К примеру в столовой для включения всей домашней техники необходимо 3-4 розетки присоединенных медным электропроводом сечением 2.5 мм2 каждая. 

В случае если вся техника подключается через одну единственную розетку, то сечения в 2.5 мм2 станет мало, в данном случае необходимо применять провод сечением 4-6 мм2. В жилых комнат для питания электророзеток применяют провод сечением 1.5 мм2 но завершающий выбор необходимо брать на себя в последствии соответственных расчетов.

Питание всей осветительной нагрузки производится электропроводом сечением 1.5 мм2.

Нужно осознавать что мощность на различных участках проводки станет различной, в соответствии с этим и сечение питающих проводов также разным. Самое большое его значение станет на вводном участке жилплощади, потому что через него проходит вся нагрузка. Сечение вводного питающего электропровода подбирают 4 – 6 мм2.

При монтаже проводки используют электропровода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ.

Наиболее распространенные марки проводов и кабелей:

ППВ - медный плоский двух- либо трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой либо недвижной открытой электропроводки;

АППВ - алюминиевый плоский двух- либо трехжильный с одинарной изоляцией для прокладки скрытой либо недвижной открытой электропроводки;

ПВС - медный круглый, численность жил - до 5, с двойной изоляцией для прокладки открытой и скрытой электропроводки;

ШВВП – медный круглый со скрученными жилами с двойной изоляцией, эластичный, для включения домашних устройств к источникам питания;

ВВГ - кабель медный круглый, до 4 жил с двойной изоляцией для прокладки в земле;

ВВП - кабель медный круглый одножильный с двойной изоляцией для прокладки в воде.

Как можно заметить, выбор для прокладки проводки не велик и ориентируется зависимо от того, какой формы кабель наиболее подходит для монтажа, круглой либо плоской. Кабель круглой формы комфортнее прокладывается через стенки, в особенности в случае если делается ввод с улицы в здание. Понадобится просверлить отверстие чуток больше поперечника кабеля, а при большей толщине стенки это делается актуальным. Для внутренней электропроводки комфортнее использовать тонкий кабель ВВГ.

Таблица выбора сечения кабеля в зависимости от силы тока или мощности при прокладке проводов. Выбор сечения автомобильного провода — Ізолітсервіс

Таблица выбора сечения кабеля при прокладке проводов

Проложенные открыто

Проложенные в трубе

 Сечение

Медь

Алюминий 

Медь

Алюминий

 каб.,

 ток

W, кВт

 ток

W, кВт

ток 

W, кВт

 

W, кВт

мм2

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

А

220в

380в

0,5

11

2,4

--

--

--

--

--

--

--

-- 

--

--

0,75

15

3,3

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

1,0

17

3,7

6,4

--

--

--

14

3,0

5,3

--

--

--

1,5

23

5,0

8,7

--

--

--

15

3,3

5,7

--

--

--

2,0

26

5,7

9,8

21

4,6

7,9

19

4,1

7,2

14,0

3,0

5,3

2,5

30

6,6

11,0

24

5,2

9,1

21

4,6

7,9

16,0

3,5

6,0

4,0

41

9,0

15,0

32

7,0

12,0

27

5,9

10,0

21,0

4,6

7,9

6,0

50

11,0

19,0

39

8,5

14,0

34

7,4

12,0

26,0

5,7

9,8

10,0

80

17,0

30,0

60

13,0

22,0

50

11,0

19,0

38,0

8,3

14,0

16,0

100

22,0

38,0

75

16,0

28,0

80

17,0

30,0

55,0

12,0

20,0

25,0

140

30,0

53,0

105

23,0

39,0

100

22,0

38,0

65,0

14,0

24,0

35,0

170

37,0

64,0

130

28,0

49,0

135

29,0

51,0

75,0

16,0

28,0

Выбор сечения автомобильного провода:

Номин. сечение, мм2

Сила тока в одиночном проводе, А при длительной нагрузке и при температуре окружающей среды, оС

20

30

50

80

0,5

17,5

16,5

14,0

9,5

0,75

22,5

21,5

17,5

12,5

1,0

26,5

25,0

21,5

15,0

1,5

33,5

32,0

27,0

19,0

2,5

45,5

43,5

37,5

26,0

4,0

61,5

58,5

50,0

35,5

6,0

80,5

77,0

66,0

47,0

16,0

149,0

142,5

122,0

88,5

*Примечание: при прокладке проводов сечением 0,5 - 4,0 мм2 в жгутах, в поперечном сечении которых по трассе содержится от двух до семи проводов, сила допустимого тока в проводе составляет 0,55 от силы тока в одиночном проводе согласно таблице, а при наличии 8-19 проводов - 0,38 от силы тока в одиночном проводе.

Рекомендации по выбору сечения кабеля для 12В напряжения питания.

Расчет сечения кабеля для 12 В электропитания.

Кабель - это одна или несколько изолированных и скрученных между собой жил из токопроводящего материала (металлы), заключенных в герметичную оболочку, поверх которой могут быть наложены различные защитные покровы.

Кабель между блоком питания (БП) 12 В и его нагрузкой (светодиодные прожекторы, светильники, RGB-светильники).

Чтобы точно определить сечения жил проводов от БП до его нагрузки, нужно знать протекающие по ним токи и расстояние от БП до потребителя.
Как правило, большинство электроприборов (светильников, прожекторов) в своей маркировке имеют значение потребляемой мощности (Вт).  Это значение поможет правильно рассчитать ток. Итак, на примере одного расчета будет показано как считать длину кабеля и его сечение. Тут нужно учесть очень важный момент: при подключении длинного кабеля, напряжение на его конце будет отличаться от напряжения непосредственно на блоке питания. Оно уменьшится на некоторое значение ∆U. Для светодиодного светильника допустимым уменьшением питающего напряжения является 0,8 В. Если напряжение питания будет меньше 11,2 В, то яркость свечения светильника будет значительно меньше и это будет заметно не вооруженным глазом. Именно с этим напряжением (0,8 В) и будут проводиться дальнейшие расчеты.
Пример: БП с напряжением 12В и светодиодный светильник мощностью 100 Вт. Ток, протекающий по кабелю для данной системы будет определяться по формуле

                                                                                                      I=P/U                                          (1)
где I-протекающий ток, Р-мощность светильника, U-напряжение питания (12В).
Рассчитанный по этой формуле ток равен  8,3 A. Используя допустимое уменьшение напряжения для светодиодного светильника 0,8 В, проведем расчет сопротивления провода для длины кабеля L=10 м. Из формулы (2) определим сопротивление кабеля для тока 8,3 А:

                                                                                                     R=∆U/I                                         (2)

где R-сопротивление кабеля, необходимое для данного тока I и допустимого изменения напряжения ∆U, получаем R=0,04 Ом.2.

В таблице 1 приведен обратный расчет максимально возможной длины кабеля при известном его сечении и протекающем токе. Это намного удобней потому, что производятся кабели только стандартных сечений: 0,35 мм2; 075 мм2; 1мм2; 2,5 мм2; 4 мм2; 6 мм2 и т.д. 

В первом столбце указаны токи А, в первой строке указаны соответствующие сечения кабеля, а в поле таблицы указаны соответствующие длины кабеля в метрах.


        Таблица 1.


Расчет сечения кабеля | СКК

При строительстве зданий и сооружений, при капитальном ремонте квартир и домов, а также при подключении какого-либо мощного электроприбора важно знать кабелем с каким сечением вести электропроводку. Если расчет сечения кабеля был произведен неправильно, равно как и не произведен вообще, возможен, по меньшей мере, выход из строя части электропроводки, а в самом худшем случае пожар, который может вызвать как огромный материальный ущерб, так и, к сожалению, человеческие жертвы.

Вот почему трудно переоценить правильный расчет сечения кабеля (провода) по мощности, по току, по напряжению, по длине и по нагрузке. Не вдаваясь в дебри, отметим, что выполняя расчет сечения кабеля по мощности нам нужно высчитать общую мощность всех потребителей и по специальным таблицам в зависимости от типа проводки и кабеля выбрать сечение. Производя расчет сечения кабеля по току, необходимо опять-таки высчитать суммарную мощность всех потребителей и разделить полученную сумму на величину напряжение сети. По полученному числу ампер при помощи специальных таблиц выбираем сечение кабеля(провода) в зависимости от типа проводки и кабеля. Выполняя расчет сечения кабеля по напряжению, следует помнить, что электрическая сеть может быть как однофазная, так и трехфазная, в соответствии, с чем вся нагрузка может концентрироваться как на одной фазе, так и делиться поровну на каждую фазу, что в свою очередь влияет на сечение жил кабеля. Рассчитывая сечение кабеля для «домашних» целей расчетами по длине можно пренебречь – расчет по длине актуален лишь для протяженных линий электропитания. Расчет кабеля по нагрузке выполняется путем сложения мощностей всех нагрузок и, согласно таблицам, в зависимости от способа прокладки проводки (скрыто или открыто) выбирается ближайшее по возрастанию значение сечения кабеля.

Расчет сечения кабеля по нагрузке

От того, насколько правильно подобрано сечение жил прокладываемых кабелей электропроводки зависит как бесперебойная работа электроприборов, так и безопасность имущества и жизни людей. Ни для кого не секрет, что в последнее время участились случаи пожаров из-за некачественной проводки. Чтобы этого избежать, необходим верный расчет сечения кабеля(провода) по нагрузке.

Как театр начинается с вешалки, так и проводка на даче, в квартире или в гараже начинается с вводного кабеля. На него выпадает самая большая нагрузка, и если по какой либо причине он не выдерживает, то велика вероятность пожара. Чтобы выяснить оптимальное сечение кабеля(провода) необходимо и достаточно прикинуть общую мощность потребления всех электроприборов на данном участке. Мощность электроприборов можно почерпнуть из паспортов приборов, из ярлыков, расположенных непосредственно на них или оценить примерно.

Так, телевизор в среднем потребляет 300 Вт, кофеварка – 1000 Вт, микроволновка 1500 Вт, электроплита 3000 Вт, стиральная машина 2200 Вт, компьютер 500 Вт, пылесос 1600 Вт, утюг – 1700 Вт и так далее. Но пользоваться приведенными здесь в достаточной мере усредненными данными следует лишь при условии отсутствия паспорта на электроприбор или ярлыка на нем. Расчет сечения кабеля(провода) по нагрузке желательно выполнять по известным конкретным данным потребляемых мощностей электроприемников.

Сложив все мощности электроприборов и освещения, у нас получится суммарная мощность потребления, даже, несмотря на то, что все приборы у нас, скорее всего, работать одновременно не будут, по крайней мере, сравнительно продолжительное время. Согласно таблицам в зависимости от способа прокладки проводки (скрыто или открыто) выбираем ближайшее по возрастанию значение сечения кабеля.

Для отходящих линий (розеточной и освещения) производим такие же вычисления. Однако желательно на розеточную группу выбирать кабель сечением минимум 2.5 мм2, а на сеть освещения - 1.5 мм2. Вот и весь расчет сечения кабеля по нагрузке.

Пример.

Суммарная мощность всех потребителей у вас получилась равной 10 кВт. Учитывая коэффициент одновременности, получим 10 000 * 0.7 = 7 кВт. Смотрим в таблицу, и видим, что 7 кВт соответствует сечение 6 мм2. Разделив мощность на напряжение, получим значение силы тока.

7 000 / 220 = 31,8 (А), то есть на вводе в квартиру, гараж или дачу необходимо поставить вводной автомат на 32 А.

Расчет сечения кабеля по длине

Электропроводка должна быть безопасна, экономична и надежна. Поэтому важен правильный расчет сечения кабеля по длине.

Если есть монтажная схема, расчет сечения кабеля(провода) по длине можно выполнить, измерив соответствующие расстояния между расположениями щитков, розеток, выключателей, распаечных коробок и так далее. Зная масштаб схемы, особого труда не составит рассчитать длины соответствующих отрезков кабеля(провода), не забывая набавлять к каждому отрезку кабеля как минимум 10 см для скруток. Если нет схемы, то длину кабеля можно оценить визуально, замерив длины линий, по которым в будущем будет проложена проводка.

Любой кабель(провод) с увеличением протяженности «теряет напряжение». Эти потери напряжения обусловлены падением напряжения в кабелях, которые соединяют электроприемник с «источником» питания. Расчет сечения кабеля по длине, учитывая потери напряжения, ведется при проектировании промышленных электрических сетей.

В «домашних» условиях, или при проектировании электропроводки небольших помещений потерями напряжения можно смело пренебречь в виду их мизерной величины. Главное в этом случае выполнить правильные расчет сечения кабеля по мощности или расчет сечения кабеля по току. А затем по специальным таблицам выбрать необходимое сечение жил кабеля.

Расчет сечения кабеля по напряжению

Расчет сечения кабеля по напряжению достаточно важен и требует внимания. Осуществляя расчет сечения кабеля по напряжению, следует иметь в виду, что электрическая сеть может быть как однофазная (рабочее напряжение 220 В), так и трехфазная (3*220 / 380 В). То есть потребляемая мощность может приходить к дому или крупному приемнику электроэнергии как однофазной нагрузкой, так и трехфазной.

Например, суммарная потребляемая мощность гаража у нас, к примеру, 20 кВт. В однофазной проводке на фазу будет идти вся нагрузка 20 кВт, а в трехфазной проводке - лишь 6.6 кВт. Соответственно, при большей нагрузке на жилу нам будут необходимы большие сечения кабеля(провода), при меньших нагрузках – соответственно меньшие. Единственный момент: для однофазной проводки нам понадобится трехжильный кабель, а для трехфазной проводки – пятижильный. Поэтому уменьшение сечения кабеля одновременно увеличивает количество жил.

Также выполняя расчет сечения кабеля(провода) по напряжению, стоит помнить, что некоторые электроприборы и двигатели работают только от сети 380 В.

Расчет сечения кабеля по току

Для качественной прокладки электропроводки, чтобы избежать ненужных неприятностей и бед, да и просто, чтобы спать спокойно, жизненно необходимо внимательно выполнить расчет сечения кабеля по току. Чтобы выполнить расчет сечения кабеля по току вам потребуется высчитать ток, который будет проходить по нашей проводке. Номинальный ток высчитывается при помощи суммарной мощности нагрузки. Суммарная мощность нагрузки высчитывается соответственно сложением мощностей всех электроприборов, которые будут брать электроэнергию с нашей линии. Нужно учитывать все мощности, находящиеся на искомом участке.

Например, у нас на участке 3 светильника по 100 Вт, холодильник Атлант 200 Вт, микроволновка Samsung 1100 Вт, электрочайник Bosch 2200 Вт. Проводка у нас будет однофазная и будет проложена скрыто. Суммарная мощность у нас будет равна P=100*3+200+1100+2200=3800 Вт.

От суммарной мощности находим искомый ток по формуле, знакомой еще со школы:

I = P/U*cos?,

где P – наша суммарная мощность, I – номинальный ток, U – напряжение, cos? - коэффициент мощности. Сos? в нашем случае практически равен 1, соответственно им можно пренебречь.

Согласно формуле, I = 3800/220*1 = 17.3 А. Смотрим по таблице кабель, способный в скрытой проводке длительно держать 17.3 А – это медный кабель с минимальным сечением 2 мм2. Для запаса, используем для проводки медный кабель, с сечением 3*2.5 мм2. Расчет сечения кабеля по току завершен.

Расчет сечения кабеля по мощности

Представим, что нам, например, нужно выбрать кабель для электропроводки квартиры. В квартире мы имеем однофазную проводку, с рабочим напряжением 220 В. Чтобы подобрать необходимый кабель нам необходим расчет сечения кабеля по мощности. Чтобы это осуществить, нужно всего лишь посчитать суммарную мощность возможных потребителей электрической энергии. На всех электроприборах, как правило, присутствует ярлык завода-изготовителя о мощности потребления. Кроме электроприборов необходимо просуммировать мощность всех осветительных приборов. Допустим, в результате сложения мощности всех утюгов, холодильников, телевизоров, микроволновок, стиральных машин, чайников и остальных электроприборов вместе с освещением у вас получилось 7кВт. Получается, нам необходимо сделать расчет сечения кабеля(провода) по мощности 7 кВт. Хотя все электроприборы одновременно обычно не включаются, будем считать по максимуму. Для больших промышленных объектов для точного вычисления нагрузки используются коэффициенты одновременности, спроса и так далее, однако в наших «домашних» условиях обойдемся без этих сложностей.

Тем самым осуществим расчет сечения кабеля по мощности 7 кВт. Согласно таблицам ПУЭ выясним, что такую мощность выдержит медный кабель 3х6 или алюминиевый кабель 3х10. Помня, что скупой платит дважды, не экономьте на сечении кабеля!

Кабельные нагрузки

Приведенные ниже уравнения также могут использоваться для кабелей, нагруженных только собственным весом, если соотношение высоты провисания (h) к длине (L) меньше 0,1 .

Кабели с равномерной нагрузкой и горизонтальными нагрузками

Кабель повторяет форму притчи, и горизонтальные опорные силы можно рассчитать как

R 1x = R 2x

= q L 2 / (8 ч) (1)

где

R 1x = R 2x = горизонтальных опорных сил (фунт, Н) (равно натяжению в самой нижней точке середины пролета)

q = удельная нагрузка (вес) на кабель (фунт / фут, Н / м)

L = длина кабеля (фут, м)

h = прогиб кабеля (фут, м)

Вертикальные опорные силы на конце кабеля можно рассчитать как

R 1y = R 2y

= q L / 2 (1a)

где

R 1y = R 2y = вертикальных опорных сил (фунт, Н)

Результирующие силы, действующие в концевых опорах - и в направлении кабеля вблизи опор - могут быть рассчитаны как

R 1 = R 2

= (R 1x 2 + R 1 год 2 ) 0.5

= (R 2x 2 + R 2y 2 ) 0,5 (1b)

где

R 1,2 = результирующая сила на опоре (фунт, Н)

Угол θ можно рассчитать как

θ = tan -1 (R 1y / R 1x )

= tan -1 (R 2y / R 2x ) (1c)

Длина провисшего кабеля может быть приблизительно равна

s = L + 8 h 2 / (3 L) (1d)

, где

s = длина кабеля (футы, м)

Обратите внимание, что уравнение недействительно, если h> L / 4.

  • тысяч фунтов = 1000 фунтов
  • тысяч фунтов на погонный фут
Кабели с равномерной нагрузкой при горизонтальных нагрузках - калькулятор

q - равномерная нагрузка (Н / м, фунт / фут)

L - длина (м, фут)

h - провисание (м, фут)

R 12x (Н, фунт): 45
R 12y (Н, фунт): 60
R 12 (Н, фунт): 75
θ (градусы): 53,1
с (м, фут):

Пример - равномерная нагрузка на кабель, британские единицы

Кабель длиной 100 футов и провисанием 30 футов имеет равномерную нагрузку 850 фунтов / фут .Горизонтальные опоры и силы троса в середине могут быть рассчитаны как

R 1x = R 2x

= ( 850 фунтов / фут ) (100 футов) 2 / (8 (30 футов))

= 35417 фунтов

Вертикальные силы на опорах можно рассчитать как

R 1 год = R 2 года

= = = ( 850 фунтов / фут ) (100 футов) /2

= 42500 фунтов

Результирующие силы, действующие в опорах, можно рассчитать как

R 1,2 = (( 35417 фунтов ) 2 + ( 42500 фунтов) 2 ) 0.5

= 55323 фунтов

Угол θ можно рассчитать как

θ = тангенциальный угол -1 ((42500 фунтов) / (35417 фунтов))

= 50,2 o

Длина прогнутого кабеля может быть приблизительно равна

с = (100 футов) + 8 (30 футов) 2 / (3 (100 футов))

= 124 фута

Пример - равномерная нагрузка на кабель, единицы СИ

Кабель длиной 30 м и провисанием 10 м имеет равномерную нагрузку 4 кН / м .Горизонтальные опоры и силы среднего пролета можно рассчитать как

R 1x = R 2x

= (4000 Н / м) (30 м) 2 / (8 (10 м))

= 45000 Н

= 45 кН

Вертикальные опорные силы могут быть рассчитаны как

R 1y = R 2y

= ( 4000 Н / м ) (30 м) /2

= 60000 Н

= 60 кН

Угол может быть рассчитан θ как

θ = tan -1 ((60 кН) / (45 кН))

= 53.1 o

Результирующую силу, действующую в опорах, можно рассчитать как

R 1,2 = (( 45000 Н ) 2 + ( 60000 Н) 2 ) 0,5

= 75000 Н

= 75 кН

Длина провисшего кабеля может быть приблизительно равна

с = (30 м) + 8 (10 м) 2 / (3 (30 м))

= 38.9 м

Пример - известное натяжение на опорах - расчет провисания и длины кабеля

Для кабеля длиной 30 м с равномерной нагрузкой 4 кН / м результирующее натяжение кабеля на концевых опорах составляет 100 кН .

Вертикальные силы в опорах можно рассчитать как

R 1 год = R 2 года

= ( 4 кН / м ) (30 м) / 2

= 60 кН

Горизонтальные силы в опорах можно рассчитать как

R 1x = R 2x

( ) 2 - (60 кН) 2 ) 0.5

= 80 кН

Угол θ можно рассчитать как

θ = tan -1 ((60 кН) / (80 кН))

= 36.9 o

Прогиб можно рассчитать, изменив уравнение 1 на

h = q L 2 / (8 R 1x )

= (4 кН / м) (30 м ) 2 / (8 (80 кН))

= 5.6 м

Длину провисшего кабеля можно оценить как

с = (30 м) + 8 (5,6 м) 2 / (3 (30 м))

= 32,8 м

Кабели с равномерной нагрузкой и наклонными поясами

Калькулятор наклонного кабеля - с равномерными горизонтальными нагрузками

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для кабелей с наклонными поясами и равномерными нагрузками. Калькулятор основан на итеративном алгоритме, в котором кабель в форме притчи адаптирован для протяженности L , высоты h 1 и h 2 согласно рисунку выше.Уравнение притчи, оцененное ниже, можно использовать для воспроизведения формы в электронных таблицах или системах САПР.

холст

входов

результатов

Горизонтальные опорные силы в направлении x можно рассчитать как

R 1x = R 2x

= qa 2 / (2 h 1 )

= qb 2 / (2 h 2 ) (2a)

Если b> a , можно рассчитать максимальные силы в тросе и на опоре 1 и 2 как

R 2 = (R 2x 2 + (qb) 2 ) 0.5 (2c)

R 1 = (R 1x 2 + (qa) 2 ) 0,5 (2d)

- и вертикальные силы на опоре 1 и 2 можно рассчитать как

R 2y = ( 2 2 - R 2x 2 ) 0,5 (2e)

R 1y = ( 1 рэнд 2 - R 1x 2 ) 0.5 (2f)

Углы между горизонтальными и результирующими силами могут быть рассчитаны как

θ 2 = cos -1 (R 2x / R 2 ) (2g)

θ 1 = cos -1 (R 1x / R 1 ) (2g)

Длину провисшего кабеля можно оценить как

с b = b (1 + 2/3 (h 2 / b) 2 ) (2h)

s a = a (1 + 2/3 (h 1 / a) 2 ) (2i)

s = s a + s b (2j)

Пример - наклонный кабель с равномерной нагрузкой, единицы СИ

Кабель с пролетом 30 м, длина а = 7.2 м , длина b = 22,8 м, прогиб ч 1 = 1 м и прогиб ч 2 = 10 м имеет равномерную нагрузку 4 кН / м .

Горизонтальные опорные силы можно рассчитать как

R 1x = R 2x

= (4 кН / м) (30 м) 2 / (2 (((1 м)) 0,5 + ( (10 м) ) 0,5 ))

= 104 кН

Полученные опорные силы можно рассчитать как

R 2 = ((103.9 кН) 2 + ((4 кН / м) (22,8 м)) 2 ) 0,5

= 138 кН

R 1 = ( (103,9 кН) 2 + ((4 кН / м) (7,2 м)) 2 ) 0,5

= 108 кН

Вертикальные силы в опорах можно рассчитать как

R 2y = ((138,2 кН) 2 - (103.9 кН) 2 ) 0,5

= 91,2 кН ​​

R 1y = ((107,8 кН) 2 - (103,9 кН) 2 ) 0,5

= 28,8 кН

Углы между результирующими и горизонтальными силами в опоре 1 и 2 можно рассчитать как

θ 2 = cos -1 (( 103.9 кН ) / (138,2 кН) )

= 41,3 o

θ 1 = cos -1 ( ( 103,9 кН ) / (107,8 кН) ) )

= 15,5 o

Длину провисшего кабеля можно рассчитать как

с b = (22,8 м) (1 + 2/3 ((10 м) / (22.8 м)) 2 )

= 25,7 м

с a = (7,2 м) (1 + 2/3 ((1 м) / (7,2 м)) 2 )

= 7,3 м

с = ( 7,3 м ) + ( 25,7 м )

=

1, 1.5, 2.5, 4, 6 квадратных проводов

Насколько 1, 1,5, 2,5, 4, 6 квадратных проводов могут нагружать кВт?

При покупке электропровода многие спросят о нагрузке проводов с разным сечением. Есть 1 квадратный провод, 1,5 квадратных провода, 2,5 квадратных провода, 4 квадратных провода, 6 квадратных проводов и так далее. Ниже приводится краткое описание того, сколько ватт могут быть нагружены этими проводами.

1 квадратная линия: сечение 1 квадратный миллиметр проволоки

Если исходить из формулы: площадь = 2 * 3.14 радиуса

Итак, 1 квадратная линия составляет примерно = 1,13 мм

Сколько ватт может нагружать один квадратный провод или один квадратный провод?

Электрик обычно использует «формулу»: если длина медного провода, площадь поперечного сечения на квадратный миллиметр может быть безопасно через номинальный ток 4-5A; 220В в однофазной цепи, мощность на 1кВт, ток около 4,5А; в трехфазной симметричной схеме 380В, мощность на 1кВт, ток около 2А. Приведенные выше значения могут быть очень близки к рассчитанным по формуле физических расчетов.Поэтому, чтобы избежать этих «утомительных» формул, мы должны помнить об этих вещах.

Тогда согласно этому алгоритму мы знаем: медный провод на 1 квадратный миллиметр площади, если 220 В используется в однофазной цепи, он может безопасно пропускать ток нагрузки через 1 кВт; при использовании в цепи трехфазной сбалансированной нагрузки (например, двигателя) может выдерживать нагрузку по току на 2,5 кВт.

Сколько ватт могут нагружать два и 1,5 квадратных провода?

Если в линию питания установлена ​​линия из медного провода, максимально допустимый рабочий ток составляет 20А или 4400 Вт; два - скрытая стальная гильза, сила тока 16А, мощность 3520 Вт; тройка скрытая ПВХ, ток 14А, потом мощность 3000 Вт.

Сколько ватт могут нагружать три и 2,5 квадратных провода?

2,5 квадратный провод Cheng, сколько киловатт электроэнергии, положения национального стандарта GB4706.1-1992 / 1998 значение тока нагрузки провода, медный провод 2,5 мм 16A 25A примерно до 5500 Вт, провод с алюминиевым сердечником 2,5 мм 13A ~ 20A около 4400 Вт 220 В переменного тока длительное время напряжение не превышает 10 А, стандартное время не более 15 А безопасно.

сколько ватт может потреблять кабель 2,5 мм?

Провод БВ 2,5 квадрат, ВЛ на 20 градусов, питание 220 Вольт может быть до 4.4KW.

1 квадратная линия = 8A, 8A × 2,5 квадрат = 20 ампер по формуле: P = U × I, 220V × 20A = 4,4 кВт

Таким образом, можно использовать провод 2,5 квадрата BV с максимальной мощностью 4,4 кВт.


Сколько ватт могут нагрузить четыре и четыре квадратных провода?

Однофазный источник питания 1 кВт составляет около 4,5 А, а 8 кВт - около 36 А. Пропускная способность 4 квадратных проводов (одиночный пластиковый провод) составляет около 30 А, некоторых небольших, 6 квадратных линий (мощность одного прохода). Вы должны изменить стол и ворота. Не используйте такую ​​большую линейку мощности, даже самую маленькую 4KW.4 квадратных провода Cheng по тому, сколько киловатт мощности зависит от мощности вашего дома 220 В или заводской мощности 380 В, если 4 квадратных провода 220 могут нагружать от 6 до 8 кВт.

Сколько ватт могут нагрузить пять и шесть квадратных проводов?

Квадратный провод 6 не может быть напрямую связан с тем, сколько киловатт линии электропередачи и мощность передачи. В общем, для кондиционирования 6 квадратных квадратов более чем достаточно. Для электроснабжения на стройплощадке обычно используется кабель 10х6 + 1х4. Что касается силы тока, который должен выдерживать, этот кабель обычно управляется воздушным выключателем 63A, согласно моему опыту в строительстве.Алюминиевый провод 6 квадратных метров может нагружать 6 кВт медного провода 6 квадратных метров для нагрузки 10 кВт.

В качестве первоклассного китайского предприятия по производству кабельных проводов и кабелей SANHENG, в основном производство силовых кабелей, кабелей управления, кабеля с ПВХ-изоляцией, строительного провода, кабелей с ПВХ-изоляцией и оболочкой, резиновых кабелей, воздушных кабелей, неизолированных проводов 8-й серии. можно разделить на более чем 50 разновидностей, разделенных на 1000 спецификаций.

Вся продукция сертифицирована обязательной сертификацией Китая, сертификацией BV, сертификатом SONCAP Нигерии, лицензией на промышленное производство в Китае и другими национальными сертификатами.У нас также есть возможность производить продукцию, соответствующую международным стандартам, таким как IEC, CE, RoHS и так далее.
Henan Sanheng Cable Co., Ltd, основанная в 2000 году, уже почти 20 лет является одним из ведущих производителей проводов и кабелей в китайской кабельной промышленности. Компания имеет более 5 производственных линий .

Производственный кабель можно разделить более чем на 50 разновидностей и подразделить на 1000 спецификаций. Все продукты прошли национальную сертификацию, такую ​​как обязательная сертификация в Китае, сертификация bv, нигерийский сертификат SONCAP, национальная промышленная сертификация Китая и т. Д. Китайская национальная лицензия на промышленное производство и т. Д. Он также имеет возможность производить продукцию, соответствующую международным стандартам, таким как IEC, CE, RoHS и т. Д.
Если вы хотите купить провода и кабели, вы можете спросить у сотрудников службы поддержки клиентов и мы свяжемся с вами как можно скорее.

  • Алюминиевый кабель с ПВХ изоляцией

    Проводник: алюминиевый проводник класса 1/2 (сплошной)

    Изоляция: компаунд ПВХ

    Цвет изоляции: красный, синий, зеленый, желтый, коричневый, черный, серый, белый, розовый, оранжевый, желтый / зеленый

  • Гибкий плоский кабель

    Проводник: многожильный медный провод класса 5/6 (гибкий)

    Изоляция: компаунд ПВХ

    Цвет изоляции: красный, синий, желтый / зеленый или по запросу

  • Одноядерный гибкий кабель

    Проводник: многожильный медный провод класса 5 (гибкий)

    Изоляция: компаунд ПВХ

    Цвет проводника: красный, синий, зеленый, желтый, коричневый, черный, серый, белый, розовый, оранжевый, желтый / зеленый

  • Двойной и заземляющий кабель

    Проводник: медный провод класса 1/2 (сплошной)

    Изоляция: компаунд ПВХ

    Цвет изоляции: красный, синий, желтый / зеленый или по запросу

Линия или нагрузка с подключением GFCI

Когда дело доходит до розеток с прерывателями цепи при замыкании на землю или GFCI, всегда возникает вопрос, как подключить провода.Это связано с тем, что GFCI имеют два разных набора клемм: клеммы LINE и клеммы LOAD. При подключении только к линейным клеммам розетка обеспечивает защиту GFCI только для себя. Когда вы подключаетесь как к линии, так и к клеммам нагрузки , розетка защищает себя и любые дополнительные розетки, расположенные дальше в той же электрической цепи.

Линия подключения

Линия подключения - это точка, в которой вы будете подключать входящий подводящий провод (также называемый линией), который подается от электрической панели обслуживания дома.Линия подключения используется для всех выходов GFCI. Горячий провод схемы (обычно черный или красный) подключается к винтовой клемме черного или латунного цвета с маркировкой LINE. Белый нейтральный провод подключается к серебристой винтовой клемме с маркировкой LINE.

Маркировка линии и нагрузки обычно печатается на задней части пластикового корпуса розетки. Клеммы линии легко увидеть, потому что они не закрыты, когда вы вынимаете розетку из упаковки производителя.

Подключение нагрузки

Клеммы нагрузки обычно не видны, когда вы вытаскиваете розетку GFCI из упаковки, потому что они закрыты полоской ленты (обычно желтого цвета). Подключение нагрузки доступно для питания дополнительных стандартных (не GFCI) выходов ниже по потоку от местоположения GFCI, чтобы обеспечить защиту от GFCI. Другими словами, любая обычная розетка, на которую подается питание со стороны нагрузки GFCI, также защищена от замыкания на землю из-за выхода GFCI.

Преимущество этого заключается в снижении затрат, потому что вам нужно покупать только один GFCI при запуске дополнительных розеток в той же цепи, вместо того, чтобы покупать GFCI для каждой розетки. Стандартные торговые точки намного дешевле, чем GFCI. Обратной стороной является то, что при замыкании на землю любой из этих добавленных розеток срабатывает розетка GFCI. Если GFCI расположен на значительном расстоянии, в другой комнате или снаружи, может быть неудобно сбросить GFCI и восстановить питание всех розеток.

Для подключения нагрузки требуется два кабеля в электрической коробке GFCI. Один из них - это линейный кабель, который подключается к клеммам GFCI LINE. Другой кабель подключается к клеммам НАГРУЗКИ для подачи питания на дополнительные розетки и другие устройства в цепи. Как и при подключении к сети, горячий провод нагрузочного кабеля подключается к черной или латунной клемме розетки. Нейтральный провод подключается к серебряному выводу.

Обратите внимание, что при использовании подключения нагрузки GFCI защищает только другие выходы, расположенные ниже GFCI; то есть дальше от сервисной панели по отношению к разводке цепи.Часто розетки (особенно в помещениях с интенсивным использованием или повышенной влажностью, таких как кухни) защищены, когда первая розетка в цепи является GFCI, а остальные защищены с этого момента. (Другими словами, дополнительные выключатели после этой точки в той же цепи не нужны.) Дополнительные розетки, установленные между GFCI и сервисной панелью, не защищены GFCI.

Заземление

Винт заземления на GFCI всегда зеленый и расположен на одном конце корпуса выхода.Здесь подключается оголенный провод заземления или провод заземления зеленого цвета. Если электрическая коробка GFCI металлическая (не пластиковая), вы должны присоединить две косички (короткие отрезки провода) к заземляющим проводам схемы и подсоединить одну косичку к винту заземления розетки, а другую - к металлической электрической коробке. Если электрическая проводка не содержит заземляющего провода, GFCI не будет затронут и будет работать, как задумано, но розетка не будет заземлена. Защита GFCI - это не то же самое, что заземление.

Расчет заполнения и нагрузки кабельного лотка - Электротехника 123

Кабельный лоток / кабельный лоток является неотъемлемой частью любой системы управления кабелями.Выбор кабельного лотка очень важен, потому что, если размер кабельного лотка недостаточен, кабели могут быть повреждены из-за неправильного обращения и чрезмерного нагрева и т. Д. С другой стороны, нельзя пренебрегать системой поддержки кабельного лотка, поскольку она обеспечивает целостность всего кабельные системы управления.

В следующих разделах этой страницы таблицы и формулы помогают определить, сколько кабелей можно безопасно переносить через проволочную сетку / кабельный лоток каждого размера. На этой странице также приведены инструкции по определению подходящего расстояния между опорами для нагрузки в зависимости от количества кабелей, размера кабельного лотка и типа кронштейна.

Коэффициент заполнения кабельного лотка с проволочной сеткой = Поперечное сечение кабеля / Поперечное сечение лотка

Согласно NEC 392.9 (B), при использовании вентилируемого лотка с многожильным кабелем управления сумма площадей поперечного сечения не должна превышать 50 процентов. внутреннего поперечного сечения кабелепровода / лотка. Таблица заполнения проволочной сетки / кабельного лотка в разделе ниже показывает количество кабелей и нагрузку в фунтах-силах / линейных футах, создаваемую типичным 4-парным и 6-парным кабелем весом 20 фунтов / км и 40 фунтов / км соответственно.Хотя эта таблица является полезным руководством, фактические нагрузки должны быть рассчитаны с использованием кабеля, указанного для любого проекта.

Калькулятор заполнения кабельного лотка

Используйте следующую формулу для расчета количества кабелей, которые будут иметь определенный коэффициент заполнения, где:
A = внутренняя площадь лотка, дюймы 2
D = диаметр кабеля, дюймы
F = Коэффициент заполнения в%
N = Количество кабелей

Формула для количества кабелей:

N = (F / 100) * (A) / [(D / 2) 2 * Π]

ПРИМЕР:

При установке будет использоваться кабель CAT в.Диаметр 19 дюймов, 20 фунтов на 1000 фут2. Желаемый коэффициент заполнения - 40%. Кабельный лоток
с проволочной сеткой имеет высоту 2 дюйма (51 мм) и ширину 2 дюйма (51 мм).
A = 3,5 дюйма 2
D = 0,19 дюйма
F = 40%
N = (40/100) * (3,5 / [(0,19 / 2) 2 * Π]) = 49 кабелей

Кабельная нагрузка / фут = 49 кабелей * 20 фунтов / 1000 футов = 0,98 фунта / фут

Ниже приведены данные для таблицы заполнения кабельного лотка с проволочной сеткой Quick Tray при заполнении на 50%. Эта таблица размеров кабельных лотков предоставлена ​​Hoffman Enclosures Inc. и может быть изменена в любое время.

Расчеты опор кабельного лотка / лотка

Кабельный лоток

рассчитывается по размеру в зависимости от количества и типа кабелей, необходимых для текущих и будущих потребностей. Коэффициент заполнения 50% должен соответствовать максимальному количеству кабелей, протянутых в данном поперечном сечении. Опоры прямого профиля, установленные с шагом 5 футов (1,5 м), являются типичными.

Для пролетов опор более 5 футов (1,5 м) необходимо оценить кабельные нагрузки, чтобы убедиться, что пролет между опорами соответствует нагрузке.

Опору и анкер следует оценивать отдельно.

Опоры следует размещать в пределах 24 дюймов (610 мм) от стыка на прямых участках, а расстояние между опорами не должно превышать длину лотка.

Дополнительные опоры потребуются на поворотах и ​​при изменении уровня кабельного лотка.

Также необходимо учитывать номинальную нагрузку оборудования, поддерживающего кабельный лоток.

Значения нагрузки для некоторых часто используемых опор указаны в таблице максимальной нагрузки опор лотка в разделе ниже.

После определения нагрузки на опору можно определить вес каждой опоры кабельного лотка, умножив нагрузку на опору на количество опор между опорами.

Пример расчета нагрузки на опору кабельного лотка

Вес пролета = Нагрузка на фут * Кол-во футов между опорами

Значение нагрузки на фут для кабельного лотка 2 x 2 дюйма с коэффициентом заполнения 40% Пример: 0,98 фунта / фут

Вес пролета = 0,98 * 5 = 4,9 фунта

Вес на опоре = вес пролета / 2

Идентификация проводов на старом коммутаторе - блестящая поддержка

Глядя на то, как подключен ваш существующий переключатель света, можно определить какой провод какой в ​​вашей стенной коробке.После того, как вы определили свои провода, установка Brilliant Control станет намного проще.

Мы взяли часть работы за вас и рассмотрели некоторые из наиболее распространенных выключателей света. На рисунках ниже мы пометили провода для вас, чтобы облегчить процесс идентификации.

Во-первых, вот несколько терминов, которые помогут вам на этом пути:

Общая клемма: При установке Brilliant отверстие для общего провода - это то место, где вы вставляете провод «Линия» или «Нагрузка» в основание Brilliant.Brilliant может автоматически определять, какой из проводов является «линией», а какой - «нагрузкой», поэтому не имеет значения, какой из этих двух проводов вы вставляете в отверстие для общего провода.

Заземляющий провод: Этот провод зеленого или неизолированного медного цвета и может быть подключен к вашему старому коммутатору, а может и не быть. Если он не прикреплен к вашему старому переключателю, он может быть собран вместе в связке в задней части настенной коробки. Этот провод необходим для установки Brilliant и необходим для обеспечения безопасности. Он устанавливается в отверстие для провода, помеченное символом заземления (показано ниже).

Линейный провод: Это провод, который обеспечивает питание 120 В для вашего коммутатора от энергетической компании. Обычно это черный провод. Brilliant Control может автоматически определять, какой из проводов является «линией», а какой - «нагрузкой», поэтому они могут быть взаимозаменяемыми при установке в однополюсной конфигурации. В трехполюсной конфигурации провод «Line» должен быть подключен к клемме «Common» на Brilliant Control.

Провод нагрузки: Это провод, который соединяет ваш выключатель с лампочкой или другой «нагрузкой» (например, вентилятором или другим устройством).Он также обычно черный. Brilliant Control может автоматически определять, какой из проводов является «линией», а какой - «нагрузкой», поэтому они могут быть взаимозаменяемыми при установке в однополюсной конфигурации. В трехполюсной конфигурации провод «Нагрузка» должен быть подключен к клемме «L1» Brilliant Control. Вы можете узнать больше о многосторонних конфигурациях, прочитав эти две статьи поддержки.

Настройка нескольких Brilliant Controls в многосторонней конфигурации

Установка Brilliant Control в трех- и четырехпозиционной конфигурации

Нейтральный провод: Обычно подключается только в том случае, если ваш старый переключатель является интеллектуальным переключателем или некоторыми диммерными переключателями.Обычно это белый провод. Если он не подключен к вашему старому коммутатору, поищите пучок белых проводов, связанных вместе в задней части настенной коробки. Для установки Brilliant Control требуется нейтральный провод. Чтобы узнать больше о нейтральном проводе, вы можете ознакомиться с этой статьей поддержки здесь.

Дорожные провода: Эти провода предназначены только для многоходовых конфигураций и всегда располагаются парами. Часто это красные или черные провода. Они подключают Brilliant Control к другому многопозиционному переключателю.Чтобы узнать больше о многонаправленных конфигурациях, ознакомьтесь со статьями поддержки выше в разделе «Нагрузка на провод». При установке Brilliant Control в 3-сторонней конфигурации бегунки будут вставлены в отверстия для проводов, обозначенные «L1» и «L2».

Теперь, когда вы знакомы с некоторыми из проводов, которые вы будете идентифицировать, вы можете определить, какой провод какой из них, в зависимости от типа установленного вами коммутатора. Вот несколько изображений обычных выключателей света и расположения различных типов проводов.

Тип переключателя Изображение 1 Изображение 2

Lutron Maestro

3-ходовая модель и конфигурация

Lutron Diva

3-ходовая модель и конфигурация

Рокер Lutron

3-ходовая модель и конфигурация

LeGrand

3-ходовая модель и конфигурация

Рокер Lutron

4-ходовая модель и конфигурация

Интеллектуальный коммутатор

1.6. Арки и кабели - Разработка LibreTexts

Глава 6

Арки и кабели

6.1 Арка

Арки - это конструкции, состоящие из криволинейных элементов, опирающихся на опоры. Применяются для крупнопролетных конструкций, например, для авиационных ангаров и большепролетных мостов. Одной из основных отличительных черт арки является развитие горизонтальных толчков на опорах, а также вертикальных реакций даже при отсутствии горизонтальной нагрузки. Внутренние силы на любом участке арки включают осевое сжатие, усилие сдвига и изгибающий момент.Изгибающий момент и сила сдвига на таком участке арки сравнительно меньше, чем у балки того же пролета из-за наличия горизонтальных толчков. Горизонтальные тяги значительно уменьшают моменты и силы сдвига на любом участке арки, что приводит к уменьшению размера элемента и более экономичной конструкции по сравнению с другими конструкциями. Кроме того, арки эстетически более приятны, чем большинство конструкций.

6.1.1 Типы арок

По геометрии арки можно разделить на полукруглые, сегментные и заостренные.По количеству внутренних петель их можно дополнительно классифицировать как арки с двумя петлями, арки с тремя шарнирами или фиксированные арки, как показано на рисунке 6.1. В этой главе обсуждается анализ только трехшарнирных арок.

Рис. 6.1. Виды арок.

6.1.2 Трехшарнирная арка

Трехшарнирная арка - геометрически устойчивая и статически определенная конструкция. Он состоит из двух изогнутых элементов, соединенных внутренним шарниром у короны, и поддерживается двумя шарнирами у своего основания.Иногда на уровне опоры или на возвышении в арке предусматривается стяжка для повышения устойчивости конструкции.

6.1.2.1 Вывод уравнений для определения внутренних сил в трехшарнирной арке

Рассмотрим сечение Q в трехшарнирной арке, показанной на рис. 6.2а. Три внутренние силы в сечении - это осевая сила Н Q , радиальная сила сдвига V Q и изгибающий момент M Q .Вывод уравнений для определения этих сил относительно угла φ выглядит следующим образом:

Рис. 6.2. Трехшарнирная арка.

Изгибающий момент в точке Q .

где

= момент балки того же пролета, что и арка.

y = ордината любой точки на центральной линии арки.

f = подъем арки.Это расстояние по вертикали от центральной линии до короны арки.

x = горизонтальное расстояние от опоры до рассматриваемой секции.

L = пролет арки.

R = радиус кривизны арки.

Радиальная сила сдвига в точке Q .

где

V b = сдвиг балки того же пролета, что и арка.

Осевая сила в точке Q .

Пример 6.1

Трехшарнирная арка подвергается двум сосредоточенным нагрузкам, как показано на Рисунке 6.3a. Определите опорные реакции арки.

Рис. 6.3. Трехшарнирная арка.

Решение

Диаграммы свободного тела всей дуги и ее сегмента CE показаны на рис. 6.3b и 6.3c, соответственно. Применение уравнений статического равновесия предполагает следующее:

Вся арка.

Сегмент арки CE .

Решение уравнений 6.1 и 6.2 одновременно дает следующее:

Снова вся арка.

Пример 6.2

Параболическая арка с опорами на одном уровне подвергается комбинированной нагрузке, показанной на Рисунке 6.4a. Определите опорные реакции, а также нормальную осевую нагрузку и радиальный сдвиг в точке слева от сосредоточенной нагрузки 150 кН.

Рис. 6.4. Параболическая арка.

Решение

Поддерживающие реакции. Схема свободного тела всей арки показана на рисунке 6.4b, а диаграмма ее сегмента AC показана на рисунке 6.4c. Применение уравнений статического равновесия для определения опорных реакций арки позволяет предположить следующее:

Вся арка.

Сегмент арки AC .

Снова вся арка.

Нормальная тяга и радиальный сдвиг.Чтобы определить нормальное усилие и радиальный сдвиг, найдите угол между горизонталью и аркой слева от нагрузки 150 кН.

Тяга нормальная.

Радиальный сдвиг.

Пример 6.3

Параболическая арка подвергается равномерно распределенной нагрузке 600 фунт / фут по всему пролету, как показано на Рисунке 6.5a. Определите реакции опоры и изгибающий момент в секции Q в арке, которая находится на расстоянии 18 футов от левой опоры.

Рис. 6.5. Параболическая арка.

Решение

Поддерживающие реакции. Схема свободного тела всей арки показана на рис. 6.5b, а диаграмма ее сегмента AC - на рис. 6.5c. Применение уравнений статического равновесия для определения опорных реакций арки позволяет предположить следующее:

Диаграмма свободного тела всей арки. Благодаря симметрии нагрузки вертикальные реакции в обеих опорах арки одинаковы.Следовательно,

Горизонтальные тяги на обеих опорах арки одинаковы, и их можно вычислить, рассматривая диаграмму свободного тела на рис. 6.5b. Если взять момент около точки C диаграммы свободного тела, можно предположить следующее:

Схема свободного тела сегмента AC . Горизонтальные нагрузки на обе опоры арки одинаковы, и их можно вычислить, рассматривая диаграмму свободного тела на рис. 6.5c. Если взять момент около точки C диаграммы свободного тела, можно предположить следующее:

Снова диаграмма свободного тела всей арки.

Изгибающий момент в точке Q : чтобы найти изгибающий момент в точке Q , которая расположена на расстоянии 18 футов от опоры A , сначала определите ординату дуги в этой точке, используя уравнение ординаты парабола.

Момент в Q может быть определен как сумма момента сил в левой части точки балки, как показано на рисунке 6.5c, и момента, обусловленного горизонтальной осью, A. х .Таким образом, M Q = A y (18) - 0,6 (18) (9) - A x (11,81)

Пример 6.4

Параболическая арка подвергается двум сосредоточенным нагрузкам, как показано на рисунке 6.6a. Определите реакции опоры и нарисуйте диаграмму изгибающего момента арки.

Рис. 6.6. Параболическая арка.

Решение

Поддерживающие реакции. Схема свободного тела всей арки показана на рисунке 6.6б. Применение уравнений статического равновесия определяет компоненты опорных реакций и предлагает следующее:

Вся арка.

Сегмент дуги EC .

Для горизонтальных реакций сложите моменты относительно шарнира на C.

Снова вся арка.

Изгибающий момент в местах сосредоточенных нагрузок. Чтобы найти изгибающие моменты на участках арки, подверженных сосредоточенным нагрузкам, сначала определите ординаты на этих участках, используя уравнение ординаты параболы, которое имеет следующий вид:

Если рассматривать балку на Рисунке 6.6d, изгибающие моменты при B и D можно определить следующим образом:

6.2 Кабели

Тросы - это гибкие конструкции, которые выдерживают приложенные поперечные нагрузки за счет сопротивления растяжению, развиваемого в их элементах. Кабели используются в подвесных мостах, морских платформах с натяжными опорами, линиях электропередачи и некоторых других инженерных приложениях. Отличительной особенностью кабеля является его способность принимать разные формы при различных типах нагрузок.При равномерной нагрузке кабель принимает форму кривой, а при сосредоточенной нагрузке он принимает форму нескольких линейных сегментов между точками приложения нагрузки.

6.2.1 Общая теорема о кабеле

Общая теорема о кабеле утверждает, что в любой точке кабеля, который поддерживается с двух концов и подвергается вертикальным поперечным нагрузкам, произведение горизонтальной составляющей натяжения кабеля и вертикального расстояния от этой точки до хорды кабеля равно моменту что могло бы произойти на этом участке, если бы нагрузка, переносимая кабелем, действовала на балку с простой опорой того же пролета, что и пролет кабеля.

Рис. 6.7. Кабель ( a ) и балка ( b ).

Чтобы доказать общую теорему о кабеле, рассмотрим кабель и балку, показанные на рисунках 6.7a и 6.7b соответственно. Обе конструкции поддерживаются с обоих концов, имеют пролет L и подвергаются одинаковым сосредоточенным нагрузкам при B , C и D . Линия, соединяющая опоры A и E , называется хордой, а высота по вертикали от хорды до поверхности кабеля в любой точке на расстоянии x от левой опоры, как показано на рисунке 6. .7а, известна как провал в этой точке. Для обеспечения равновесия конструкции горизонтальные реакции на обеих опорах должны быть одинаковыми. Из статического равновесия момент сил на тросе вокруг опоры B и относительно сечения на расстоянии x от левой опоры можно выразить соответственно следующим образом:

где

M BP = алгебраическая сумма момента приложенных сил относительно опоры B .

Подстановка A y из уравнения 6.8 в уравнение 6.7 дает следующее:

Чтобы получить выражение для момента в сечении x от правой опоры, рассмотрим балку на рис. 6.7b. Сначала определите реакцию при A , используя следующее уравнение статического равновесия:

Подставляя A y из уравнения 6.10 в уравнение 6.11 предполагает следующее:

Момент в сечении балки на расстоянии x от левой опоры, представленный в уравнении 6.12, совпадает с уравнением 6.9. Это подтверждает общую теорему о кабеле.

Пример 6.5

Кабель поддерживает две сосредоточенные нагрузки: B, и C, , как показано на рисунке 6.8a. Определите прогиб в точках B, - натяжение кабеля и длину кабеля.

Рис.6.8. Кабель.

Решение

Поддерживающие реакции. Реакции кабеля определяются путем применения уравнений равновесия к диаграмме свободного тела кабеля, показанной на рисунке 6.8b, которая записывается следующим образом:

Провисание B . Провисание кабеля в точке B определяется с помощью момента около B , как показано на диаграмме свободного тела на рис. 6.8c, которая записывается следующим образом:

Напряжение в тросе.

Напряжение на A и D.

Напряжение в сегменте CB.

Длина кабеля. Длина кабеля определяется как алгебраическая сумма длин сегментов. Длины отрезков могут быть получены применением теоремы Пифагора следующим образом:

Пример 6.6

Кабель поддерживает три сосредоточенных нагрузки: B, , C, и D, , как показано на рисунке 6.9а. Определите прогиб в точках B и D , а также натяжение в каждом сегменте кабеля.

Рис. 6.9. Кабель.

Решение

Поддерживающие реакции. Реакции, показанные на диаграмме свободного тела кабеля на рис. 6.9b, определяются путем применения уравнений равновесия, которые записываются следующим образом:

- A x + 39,42 = 0

A x = 39,42 тысячи фунтов

Sag.Прогиб в точке B определяется суммированием момента около B , как показано на диаграмме свободного тела на рис. 6.9c, в то время как прогиб в точке D был вычислен путем суммирования момента около D , как показано на диаграмме свободного тела на рис. 6.9d.

Провисание на Б.

Провисание на D.

Напряжение.

Напряжение на A .

Напряжение в точке E .

Напряжение на B .

Напряжение на C .

Напряжение на D.

6.2.2 Параболический кабель, несущий горизонтальные распределенные нагрузки

Чтобы разработать основные соотношения для анализа параболических кабелей, рассмотрим отрезок BC кабеля, подвешенного к двум точкам A и D , как показано на рисунке 6.10а. Точка B - это самая нижняя точка кабеля, а точка C - произвольная точка, лежащая на кабеле. Если взять за начало координат B и обозначить растягивающую горизонтальную силу в этой точке отсчета как T 0 и обозначить наклонную растягивающую силу в точке C как T , как показано на рисунке 6.10b, можно предположить следующее:

Рис. 6.10. Подвесной кабель.

Рисунок 6.10c предполагает следующее:

Уравнение 6.13 определяет наклон кривой кабеля относительно x . Чтобы определить расстояние по вертикали между самой низкой точкой кабеля (точка B ) и произвольной точкой C , переставьте и дополнительно интегрируйте уравнение 6.13 следующим образом:

Суммируя моменты около C на рисунке 6.10b, дает следующее:

Применение теории Пифагора к рисунку 6.10c позволяет сделать следующее:

где

T и T 0 - максимальное и минимальное натяжение кабеля соответственно.

Пример 6.7

Кабель поддерживает равномерно распределенную нагрузку, как показано на рисунке 6.11a. Определите горизонтальную реакцию опор кабеля, выражение формы кабеля и длину кабеля.

Рис. 6.11. Кабель с равномерно распределенной нагрузкой.

Решение

Поскольку угол наклона кабеля известен, примените общую теорему о кабеле, чтобы найти горизонтальную реакцию.

Выражение формы кабеля находится с помощью следующих уравнений:

Для любой точки P ( x , y ) на кабеле примените уравнение кабеля.

Момент на любом участке x из-за приложенной нагрузки выражается следующим образом:

Момент у поддержки B записывается так:

Применение общей теоремы о кабеле дает следующее:

Длину кабеля можно определить по следующей формуле:

Решение уравнения 6.16 можно упростить, выразив радикал под интегралом в виде ряда с использованием биномиального разложения, как представлено в уравнении 6.17, а затем интегрировать каждый член.

Рассмотрение трех членов разложения в уравнении 6.13 дает следующее:

Таким образом, уравнение 6.16 можно записать в следующем виде:

Обращение к уравнению 6.19 дает:

Пример 6.8

Кабель, подверженный равномерной нагрузке в 240 Н / м, подвешен между двумя опорами на одном уровне на расстоянии 20 м друг от друга, как показано на Рисунке 6.12. Если центральный прогиб кабеля составляет 4 м, определите горизонтальные реакции на опорах, минимальное и максимальное натяжение кабеля и общую длину кабеля.

Рис. 6.12. Кабель.

Решение

Горизонтальные реакции. Применение общей теоремы о кабеле в точке C предполагает следующее:

при x = = 4 м

Минимальное и максимальное напряжение. Из диаграммы свободного тела на рисунке 6.12c минимальное натяжение составляет:

Следовательно,

Из уравнения 6.15 максимальное натяжение определяется следующим образом:

Общая длина кабеля:

Краткое содержание главы

Внутренние силы в дугах и тросах: Арки - это эстетически приятные конструкции, состоящие из криволинейных элементов. Их применяют для крупнопролетных конструкций. Наличие горизонтальных упоров в опорах арки приводит к снижению внутренних сил в ее элементах.Меньшие поперечные силы и изгибающие моменты на любом участке арок приводят к меньшим размерам элементов и более экономичной конструкции по сравнению с конструкцией балки.

Арки: Арки можно классифицировать как арки с двумя штифтами, арки с тремя штифтами или фиксированные арки в зависимости от их опоры и соединения элементов, а также параболические, сегментные или круглые в зависимости от их формы. Арки также можно разделить на детерминантные и неопределенные. Трехштифтовые арки являются детерминированными, а двухштифтовые и фиксированные, как показано на рисунке 6.1, являются неопределенными структурами.

Кабели: Кабели представляют собой гибкие конструкции с чистым натяжением. Они используются в различных инженерных приложениях, таких как мосты и морские платформы. Они принимают разные формы в зависимости от типа загрузки. При сосредоточенных нагрузках они принимают форму сегментов между нагрузками, а при равномерных нагрузках они принимают форму кривой, как показано ниже.

В этой главе было решено несколько численных примеров, чтобы продемонстрировать процедуры и теоремы для анализа арок и тросов.

Практические задачи

6.1 Определите реакции на опорах B и E трехшарнирной круговой арки, показанной на рисунке P6.1.

Рис. P6.1. Трехшарнирная круговая арка.

6.2 Определите реакции на опорах A и B параболической дуги, показанной на рисунке P6.2. Также нарисуйте диаграмму изгибающего момента арки.

Рис. P6.2. Параболическая арка.

6.3 Определите поперечную силу, осевую силу и изгибающий момент в точке под нагрузкой 80 кН на параболическую арку, показанную на рисунке P6.3.

Рис. P6.3. Параболическая арка.

6.4 На рисунке P6.4 кабель поддерживает нагрузки в точках B, и C. Определите прогиб в точке C и максимальное натяжение кабеля.

Рис. P6.4. Кабель.

6.5 Кабель поддерживает три сосредоточенные нагрузки в точках B , C и D на рисунке P6.5. Определите общую длину кабеля и длину каждого сегмента.

Рис. P6.5. Кабель.

6.6 Кабель подвергается нагрузке, показанной на рисунке P6.6. Определите общую длину троса и натяжение на каждой опоре.

Рис. P6.6. Кабель.

6.7 Кабель, показанный на рисунке P6.7, выдерживает равномерно распределенную нагрузку 100 кН / м. Определите натяжение на опорах A и C в самой нижней точке B .

Рис. P6.7. Кабель.

6.8 Кабель поддерживает равномерно распределенную нагрузку, как показано на рисунке P6.8. Найдите горизонтальную реакцию опор кабеля, уравнение формы кабеля, минимальное и максимальное натяжение кабеля и длину кабеля.

Рис. P6.8. Кабель.

6.9 Кабель, подвергаемый равномерной нагрузке 300 Н / м, подвешивают между двумя опорами на одном уровне на расстоянии 20 м друг от друга, как показано на рисунке P6.9.Если кабель имеет прогиб в центре 3 м, определите горизонтальные реакции на опорах, минимальное и максимальное натяжение кабеля и общую длину кабеля.

Рис. P6.9. Кабель.

проводников, подключенных параллельно: каждый набор должен иметь одинаковые электрические характеристики.

Параллельные проводники часто устанавливаются там, где используются фидеры или службы большой емкости. Перед тем, как пытаться спроектировать большую электрическую систему или установить эти проводники, необходимо полное понимание требований к параллельному подключению, разрешенных в Национальном электротехническом кодексе.

Раздел 310.4 предоставляет конкретную информацию и требования для параллельного подключения проводов и, безусловно, должен быть первым справочным материалом, который пользователь выберет для понимания основ параллельного подключения проводов. Первый абзац этого раздела разрешает параллельное соединение алюминиевых, плакированных медью алюминиевых и медных проводников сечением не менее 1/0 AWG или более, если эти параллельные проводники электрически соединены на обоих концах, образуя единый проводник.

При использовании в качестве параллельных проводников площади круглых милов этих проводников складываются вместе, чтобы получить общую площадь поперечного сечения для общего размера параллельных проводников.

Эти параллельные проводники могут использоваться в качестве фазных проводов, нейтральных проводов или заземленных проводов. Однако будьте осторожны, поскольку одна из основных задач при установке параллельных проводов - обеспечение того, чтобы каждый провод в параллельном наборе имел те же электрические характеристики, что и другие в том же наборе.

Все параллельно включенные проводники в каждой фазе, нейтрали или заземленном наборе должны быть одинаковой длины и быть изготовлены из одного и того же проводящего материала. Они должны иметь одинаковую площадь в миллиметрах и одинаковую изоляцию.Наконец, все параллельные проводники должны быть заделаны одинаковым образом. Это гарантирует, что каждый проводник в параллельном наборе будет пропускать одинаковое количество тока.

Однако не требуется, чтобы проводники однофазной, нейтральной или заземленной цепи имели те же физические характеристики, что и проводники другой фазы, нейтрали или заземленного проводника. Например, в однофазном параллельном соединении с напряжением 400 А и 120/240 В фаза A может состоять из двух параллельных медных проводников 3/0, а фаза B - из двух параллельных алюминиевых проводов 250 kcmil, при этом нейтраль будет состоять из двух 3 / 0 медных проводников.

Любые ответвления на параллельные наборы проводов должны быть сделаны ко всем проводам в наборе, а не только к одному. Нарезание только одного из проводов в наборе может привести к дисбалансу с одним из проводников, по которому течет больший ток, чем по другому, что приведет к нагреву этого одного проводника и возможному повреждению или отказу изоляции.

Например, если на каждую фазу прокладываются три проводника по 500 тыс. Куб. М, то ответвление от этой конкретной фазы должно быть отводом от всех проводников 500 тыс. Куб. М, а не только одного из них.Для этого потребуется общая клеммная точка для всех трех параллельных проводов с подключением ответвительного проводника к общей клемме.

Если параллельные проводники проложены в отдельных кабельных каналах или кабелях, кабельные каналы или кабели должны иметь одинаковые физические характеристики. Например, если в параллельном наборе фазных проводов четыре проводника по 500 тыс. Км2, все четыре отдельных кабельных канала, охватывающих проводники, должны быть полностью из жесткой стали, полностью из IMC или из ПВХ и т. Д.

Если бы дорожки качения имели разные характеристики, например, три жестких кабелепровода из черных металлов с одним жестким неметаллическим каналом, проводник в ПВХ-канале пропускал бы больше тока, чем проводники в каждой из металлических дорожек.Это привело бы к большему сопротивлению проводников в дорожках качения из черных металлов, чем в дорожках из ПВХ.

Более высокий ток в проводнике в канале ПВХ может привести к перегреву проводника и повреждению изоляции. Раздел 300.3 (B) (1) касается установки параллельных проводов, а ссылка в этом разделе на 310.4 дает разрешение на установку параллельных проводов отдельно друг от друга.

Каждая фаза и каждый нейтральный или заземленный проводник должны присутствовать в каждом отдельном кабельном канале, вспомогательном желобе, кабельном лотке, сборке кабельной шины, кабеле или шнуре.Например, в установке, где три набора проводов 3/0 AWG подключены параллельно для каждой фазы и нейтрали трехфазной четырехпроводной системы, будет один 3/0 AWG для фазы A, один для фазы B. , один для фазы C и один для нейтрали в каждой из трех дорожек качения.

Существует исключение из этого общего правила, изложенного в 300.3 (B) (1), которое позволяет проводам, установленным в неметаллических кабельных каналах, проложенных под землей, располагаться как изолированные фазовые установки, при этом одна фаза находится в одном кабелепроводе, а все другие фазы - в другом трубопроводе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *