Структурная основа кабельного изделия
Исполнением кабеля или электрических проводов определяются технико-эксплуатационные характеристики продукта. Собственно, исполнение кабельной или проводной продукции – это, в большинстве конструктивных вариаций, достаточно простой технологический подход.
Классическое исполнение:
- Изоляция кабеля.
- Изоляция жилы.
- Металлическая жила – сплошная/пучковая.
Металлическая жила – основа кабеля/провода, через которую протекает электрический ток. Главная характеристика, в данном случае, – пропускная способность, определяемая поперечным сечением жилы. На этот параметр оказывает влияние строение – сплошное или пучковое.
От строения зависит и такое свойство, как гибкость. Многожильные (пучковые) проводники по степени «мягкости» изгиба характеризуются лучшими свойствами, чем одножильные провода.
Структурное исполнение токоведущей части традиционно представлено «пучковым» или «сплошным» (монолитным). Это имеет значение, например, по отношению к свойствам гибкости. На картинке изображен многожильный/пучковый тип провода
Жилы кабелей и проводов в электрической практике, как правило, имеют цилиндрическую форму. Вместе с тем, редко, но встречаются несколько видоизменённые формы: квадратные, овальные.
Основным материалом для изготовления проводящих металлических жил выступают медь и алюминий. Однако электрическая практика не исключает проводники, в структуре которых присутствуют стальные жилы, например, «полевой» провод.
Если одиночный электропровод традиционно построен на одной токопроводящей жиле, кабель является продуктом, где сосредоточены несколько таких жил.
Параллельное соединение проводов электропроводки
Бывают безвыходные ситуации, когда срочно нужно проложить проводку, а провода требуемого сечения в наличии нет. В таком случае, если есть провод меньшего, чем необходимо, сечения, то можно проводку сделать из двух и более проводов, соединив их параллельно. Главное, чтобы сумма сечений каждого из них была не меньше расчетной.
Например, есть три провода сечением 2, 3 и 5 мм², а нужен по расчетам 10 мм². Соединяете их все параллельно, и проводка будет выдерживать ток до 50 ампер. Да Вы и сами многократно видели параллельное соединение большего количества тонких проводников для передачи больших токов. Например, для сварки используется ток до 150 А и для того, чтобы сварщик мог управлять электродом, нужен гибкий провод. Его и делают из сотен параллельно соединенных тонких медных проволочек.
В автомобиле аккумулятор к бортовой сети тоже подключают с помощью такого же гибкого многожильного провода, так как во время пуска двигателя стартер потребляет от аккумулятора ток до 100 А. А при установке и снятии аккумулятора необходимо провода отводить в сторону, то есть провод должен быть достаточно гибким.
Способ увеличения сечения электропровода путем параллельного соединения нескольких проводов разного диаметра можно использовать только в крайнем случае. При прокладке домашней электропроводки допустимо соединять параллельно только провода одинакового сечения, взятые из одной бухты.
Источники
- https://electric-220.ru/sechenie-provoda-kabelja-po-diametru-formula-tablica
- https://proprovoda.ru/provodka/provoda-i-kabelya/poperechnoe-sechenie-provodnika.html
- https://www.boncom.by/papers/raschet-secheniya-kabelya
- https://220.guru/electroprovodka/provoda-kabeli/kak-uznat-sechenie.html
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).
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/м
- l — длина провода, м
- S — площадь поперечного сечения, мм2
- I — сила тока, А
Зная величины указанных показателей достаточно легко рассчитать нужное Вам сечение: методом подстановки, или с помощью простейших арифметических действий над данным уравнением.
Если же падение постоянного напряжения на концах не имеет значения, то 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.
Кабель, передающий электрический ток, – один из важнейших элементов электрической сети. В случае выхода кабеля из строя работа всей системы становится невозможной, поэтому для предотвращения отказов, а также опасности возгорания от перегрева, следует произвести точный расчёт сечения кабеля по нагрузке.
Такой расчёт дает уверенность в безопасной и надёжной работе сети и приборов, но что ещё важнее – безопасности людей.
Выбор сечения, недостаточного для токовой нагрузки, приводит к перегреву, оплавлению и повреждению изоляции, а это, в свою очередь, – к короткому замыканию и даже пожару. Так что для проведения расчётов и тщательного выбора подходящего кабеля есть масса причин.
Основной показатель, помогающий рассчитать сечение и марку кабеля – предельно допустимая длительная нагрузка (по току). Если проще, то это – величина тока, которую кабель способен пропускать в условиях его прокладки без перегрева достаточно долго.
Для этого необходимо простое арифметическое суммирование мощностей всех электроприборов, которые будут включаться в сеть.
Следующим важным этапом, позволяющим достичь безопасности, является расчёт сечения кабеля по нагрузке, для чего необходимо подсчитать силу тока, используя формулу:
Для однофазной сети напряжением 220 В:
Где:
- Р – это суммарная мощность для всех электроприборов, Вт;
- U — напряжение сети, В;
- COSφ — коэффициент мощности.
Для трёхфазной сети напряжением 380 В:
| Наименование прибора | Примерная мощность, Вт |
|---|---|
| LCD-телевизор | 140-300 |
| Холодильник | 300-800 |
| Пылесос | 800-2000 |
| Компьютер | 300-800 |
| Электрочайник | 1000-2000 |
| Кондиционер | 1000-3000 |
| Освещение | 300-1500 |
| Микроволновая печь | 1500-2200 |
Получив точное значение величины тока, следует обратиться к таблицам, позволяющим найти кабель или провод требуемого сечения и материала. Но если полученное значение величины тока не совсем совпадает с табличным значением, то не стоит «экономить», а лучше выбрать ближайшее, но большее значение сечения кабеля.
Пример: при напряжении сети 220 В полученное значение величины тока составило 22 ампера, ближайшее большее значение (27 А) имеет медный провод или кабель из меди, сечением 2,5 мм кв. Это означает, что оптимальным выбором станет именно такой кабель, а не с сечением 1,5 мм кв., имеющим значение допустимого длительного тока 19 А.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Медные жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 1,5 | 19 | 4,1 | 16 | 10,5 |
| 2,5 | 27 | 5,9 | 25 | 16,5 |
| 4 | 38 | 8,3 | 30 | 19,8 |
| 6 | 46 | 10,1 | 40 | 26,4 |
| 10 | 70 | 15,4 | 50 | 33 |
| 16 | 85 | 18,7 | 75 | 49,5 |
| 25 | 115 | 25,3 | 90 | 59,4 |
| 35 | 135 | 29,7 | 115 | 75,9 |
| 50 | 175 | 38,5 | 145 | 95,7 |
| 70 | 215 | 47,3 | 180 | 118,8 |
| 95 | 260 | 57,2 | 220 | 145,2 |
| 120 | 300 | 66 | 260 | 171,6 |
Если выбирается кабель с алюминиевыми жилами, то лучше взять сечение жилы не 2,5, а 4 мм кв.
| Сечение токо- проводящих жил, мм | Алюминиевые жилы проводов и кабелей | |||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220В | Напряжение 380В | |||
| Ток, А | Мощность, кВт | Ток, А | Мощность, кВт | |
| 2,5 | 20 | 4,4 | 19 | 12,5 |
| 4 | 28 | 6,1 | 23 | 15,1 |
| 6 | 36 | 7,9 | 30 | 19,8 |
| 10 | 50 | 11 | 39 | 25,7 |
| 16 | 60 | 13,2 | 55 | 36,3 |
| 25 | 85 | 18,7 | 70 | 46,2 |
| 35 | 100 | 22 | 85 | 56,1 |
| 50 | 135 | 29,7 | 110 | 72,6 |
| 70 | 165 | 36,3 | 140 | 92,4 |
| 95 | 200 | 44 | 170 | 112,2 |
| 120 | 230 | 50,6 | 200 | 132 |
1.3.29
При пользовании табл. 1.3.36 необходимо
руководствоваться следующим (см. также 1.3.27):
1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая
плотность тока увеличивается на 40%.
2. Для изолированных проводников сечением 16 мм и менее экономическая
плотность тока увеличивается на 40%.
3. Для линий одинакового сечения с ответвляющимися нагрузками
экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в раз, причем определяется из
выражения
,
где – нагрузки отдельных участков линии; – длины отдельных
участков линии; –
полная длина линии.
4. При выборе сечений проводников для питания однотипных,
взаиморезервируемых электроприемников (например, насосов водоснабжения,
преобразовательных агрегатов и т. д.), из которых одновременно находятся в работе,
экономическая плотность тока может быть увеличена против значений, приведенных
в табл. 1.3.36, в раз,
где равно:
.
Сечение кабеля
Для определенной линии электроподачи надо взять и просчитать сечение кабеля. Это позволит избежать проблем с эксплуатацией, его излишнего нагрева, нарушения изоляционного слоя.Перегрев может создать пожароопасную ситуацию.
Оптимальный подбор сечения проводов даст возможность создать систему электроподачи, которая будет работать безотказно и безопасно в течение долгого периода времени
Стоит обратить внимание на тот факт, что при разных вариантах монтажа – формировании открытой или скрытой проводки, кабели с одинаковым сечением различаются по параметру длительно-допустимых токов. Другими словами, проведенные в штробах провода нагреваются сильнее, а при внешней прокладке охлаждаются благодаря температуре внешней среды. Это влияет существенным образом на выбор устройства автоматического отключения оборудования при превышении предельных показателей
Это влияет существенным образом на выбор устройства автоматического отключения оборудования при превышении предельных показателей.
Расчет сечения кабеля проходит по нескольким направлениям:
- По номинальной мощности провода.
- По длительно допустимому току кабеля.
Подбор сечений выдвигает в качестве необходимых характеристики нагрева в допустимых пределах и потери напряжения. Кардинально опасен перегрев проводов, проходящих в системах скрытой проводки, а также в подводящих линиях, проходящих в подземном пространстве в силу сложностей с доступом. Для успешной эксплуатации заранее определяют условия для работы подводящих проводов.
Причины нагрева кабеля
Нагрев кабеля может происходить по разным причинам. В основном он зависит от количества тока, который протекает через проводник. В большинстве сетей и проводки в квартире током нагреву подвергаются провода малой мощности.
Одной из основных причин нагрева кабеля является токовая нагрузка. Если ток, протекающий через проводник, превышает его номинальную силу тока, то происходит нагрев. Другая причина может быть связана с длиной провода. Чем длиннее провод, тем больше сопротивление у него и, следовательно, больше выделяется тепла.
Также важно учитывать теплоотдачу провода в окружающую среду. Если провода плотно спрятаны в закрытой прокладке или используются гофрированные трубы, то теплоотдача будет ограничена, что может привести к перегреву провода
Основные применения проводов в сетях и электроустановках требуют обеспечения надежности и безопасности
Поэтому важно знать, как рассчитать сечение кабеля, чтобы исключить его перегрев и повреждение. Для расчета сечения кабеля используются общепринятые формулы и коэффициенты
Токовая нагрузка и сечение провода
Токовая нагрузка определяется суммарным значением токов потребителей, подключенных к сети. Чтобы избежать нагрева провода, необходимо выбрать сечение проводника, достаточное для передачи данной токовой нагрузки.
Расчет сечения провода основан на формуле:
- Определите суммарное значение токов потребителей, подключенных к сети.
- Определите допустимую температуру провода, при которой он должен работать.
- Определите коэффициенты, учитывающие условия прокладки провода (например, закрытая прокладка, гофрированные трубы).
- Используя формулу, рассчитайте величину сечения провода.
Важно помнить, что величина сечения провода должна быть не меньше расчетного значения, иначе провод может перегреться и повредиться
Теплоотдача и материал провода
Материал провода также влияет на его способность отводить тепло. Наиболее распространенным материалом для проводников является медь. У меди хорошая теплопроводность, что позволяет проводу эффективно отводить тепло.
Для рассчета сечения кабеля можно использовать таблицы, в которых указаны допустимые значения тока для разных сечений проводов из меди
Также важно учитывать теплоотдачу провода в окружающую среду при выборе способа прокладки
Зная основные причины нагрева кабеля и умея рассчитывать сечение провода, можно предотвратить его перегрев и обеспечить надежную и безопасную работу электроустановки.
Пробуем посчитать все самостоятельно
Перед тем, как рассчитывать сечения медных проводов по правилам, вам предстоит провести анализ нагрузки, который ляжет на тот или иной кабель. Для этого обратитесь ко всем электрическим приборам, установленным в квартире или доме. На каждом из них обозначено количество ватт, необходимых для их стабильного функционирования.
Теперь, когда вы произвели все подсчеты по количеству необходимой энергии, можно начать расчет в вопросе сечений разных проводов по мощностям. В качестве примера определим стандартную двухкомнатную квартиру (она выступит в роли наиболее среднего показателя). Действия здесь выглядят так:
- Делим нагрузку на проводку относительно силовой и осветительной групп;
- Определяем комнаты, в которых нагрузка будет более сильной. Чаще всего, в качестве таких комнат выступает кухня и ванная комната, так как здесь расположены нагревательные приборы, электрические чайники, стиральные и посудомоечные машины, холодильники и так далее;
- Для розеточной группы, которая будет расположена в ванной и кухне, выбираем сечение с показателем 2,5 мм². Такое сечение подойдет, если на кухне и в ванной комнате будет вмонтировано сразу несколько розеток. Желательно, чтобы для каждого прибора с большой мощностью была подготовлена отдельная розетка. Их можно спрятать за те же приборы или оставить на виду, чтобы иметь к ним постоянный доступ. В том случае, если вы не планируете монтировать несколько розеток, а хотите использовать тройник или удлинитель в одной розетке, показателя в 2,5 мм² будет недостаточно. Выбирайте сечение от 4 до 6 мм²;
- В остальных комнатах, где нет приборов, нуждающихся в больших мощностях, можно провести кабели с меньшим показателем. Таблица сечения медного кабеля по мощности демонстрирует нам, что в среднем, достаточно 1,5 мм².
Формула расчета
Итак, существует формула расчета сечения электрического кабеля или провода по мощности. Вот она:
I=P*K/U*cos φ – эта формула применяется для однофазных сетей с напряжением в 220 В.
В ней
- «Р» — это суммарная мощность всех бытовых приборов и освещения.
- «К» – это тот самый коэффициент одновременности, то есть, он выравнивает показатель мощности по временному показателю. Ведь не все время же мы пользуемся освещением или приборами. Это величина постоянная и равна 0,75.
- «U» — напряжение 220 В.
- cos φ – это также постоянная величина, равная единице.
Практически в этой формуле все величины, кроме общей мощности, постоянные. Поэтому в основе расчета лежат именно нагрузки, которые создают бытовые приборы и светильники. То есть, величина тока зависит от потребляемой мощности. Эти показатели обычно указываются в технической документации, которая поступает в комплекте с электрическим прибором. Нередко производители указывают ее на бирках. Вот только некоторые показатели мощности основных бытовых приборов, используемых чаще других.
- Освещение от 300 Вт до 1500 Вт. Как было сказано выше, все зависит от количества и вида ламп.
- Телевизор от 140 до 300 Вт. Это мощность современных моделей.
- Холодильник от 300 до 800.
- Утюг от 1000 до 200. Это один из самых энергопотребляемых агрегатов.
- К этой же категории относится электрочайник: 1000-2500 Вт.
- Добавим сюда же стиральную и посудомоечную машину – 2500 Вт.
- Микроволновая печь в среднем в пределах 1000 Вт.
- Компьютер от 300 до 600 Вт.
Можно было бы сюда добавить и другие приборы, к примеру, фен, музыкальный центр, пылесос, бойлер и так далее. То есть, для подсчета сечения электрического кабеля по мощности необходимо сначала определить, сколько приборов есть в доме. Складывая их мощность, устанавливается суммарная общая потребляемая мощность, которая и будет действовать на электрическую проводку.
Итак, все величины вставляются в формулу, по которой определяется сила тока. Давайте подсчитаем мощность всех вышеперечисленных приборов по минимальной ставке. И определим, какой кабель будет необходим. Общая мощность составляет – 6540 Вт или 6,54 кВт. Вставляем ее в формулу:
I=6540*0,75/220=22,3 А
Теперь для определения сечения кабеля потребуется таблица, в которой установлено соотношение двух величин.
Теперь вы знаете, как рассчитать сечение кабеля.
Выбираем по мощности
Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.
Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.
Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами
Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами
Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.
В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:
- высокая прочность;
- упругость;
- стойкость к окислению;
- электропроводность больше, чем у алюминия.
Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.
Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.
Расчет допустимой силы тока по нагреву жил
Если выбран проводник подходящего сечения, это исключит падение напряжения и перегревы линии. Таким образом, от сечения зависит то, насколько оптимальным и экономичным будет режим работы электрической сети. Казалось бы, можно просто взять и установить кабель огромного сечения. Но стоимость медных проводников пропорциональна их сечению, и разница при монтаже электропроводки уже в одной комнате может насчитывать несколько тысяч рублей
Поэтому важно уметь правильно рассчитывать сечение кабеля: с одной стороны, вы гарантируете безопасность эксплуатации сети, с другой стороны, не потратите лишних средств на приобретение чересчур «толстого» проводника
Для выбора сечения провода нужно учитывать два важных критерия — допустимые нагрев и потерю напряжения. Получив два значения площади сечения проводника при использовании разных формул, выбирайте большую величину, округлив ее до стандартной. Особенно чувствительны к потере напряжения воздушные линии электропередач
В то же время для подземных линий и кабеля, помещенного в гофрированные трубы, важно учитывать допустимый нагрев. Таким образом, сечением должно определяться в зависимости от разновидности проводки. Допустимые температуры нагрева токопроводящих жил кабелей
Допустимые температуры нагрева токопроводящих жил кабелей
Iд — допустимая нагрузка на кабель (ток по нагреву). Эта величина соответствует току, в течение долгого времени протекающего по проводнику. В процессе этого появляется установленные, длительно допустимая температура (Tд). Расчетная сила тока (Iр) должна соответствовать допустимой (Iд), и для ее определения нужно воспользоваться формулой:
Iр=(1000*Pн*kз)/√(3*Uн*hд*cos j),
где:
- Pн — номинальная мощность, кВт;
- Kз — коэффициент загрузки (0,85-0,9);
- Uн — номинальное напряжение оборудования;
- hд — КПД оборудования;
- cos j — коэффициент мощности оборудования (0,85-0,92).
Даже если брать во внимание одинаковые токовые величины, тепловая отдача будет разной в зависимости от температуры окружающей среды. Чем ниже температура, тем эффективнее теплоотдача. Поправочные коэффициенты кабеля в зависимости от температуры окружающей среды
Поправочные коэффициенты кабеля в зависимости от температуры окружающей среды
Температура отличается в зависимости от региона и времени года, поэтому в ПУЭ можно найти таблицы для конкретных значений. Если температура существенно отличается от расчетной, придется использовать коэффициенты поправки. Базовое значение температуры в помещении или снаружи составляет 25 градусов Цельсия. Если кабель прокладывается под землей, то температура изменяется на 15 градусов Цельсия. Однако именно под землей она остается постоянной.
Зачем производится расчет
Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.
Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.
Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.
Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.
Что нужно знать
Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.
Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.
Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами
| Электроприбор | Потребляемая мощность, Вт | Сила тока, А |
|---|---|---|
| Стиральная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Джакузи | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Электроподогрев пола | 800 – 1400 | 3,6 – 6,4 |
| Стационарная электрическая плита | 4500 – 8500 | 20,5 – 38,6 |
| СВЧ печь | 900 – 1300 | 4,1 – 5,9 |
| Посудомоечная машина | 2000 – 2500 | 9,0 – 11,4 |
| Морозильники, холодильники | 140 – 300 | 0,6 – 1,4 |
| Мясорубка с электроприводом | 1100 – 1200 | 5,0 – 5,5 |
| Электрочайник | 1850 – 2000 | 8,4 – 9,0 |
| Электрическая кофеварка | 630 – 1200 | 3,0 – 5,5 |
| Соковыжималка | 240 – 360 | 1,1 – 1,6 |
| Тостер | 640 – 1100 | 2,9 – 5,0 |
| Миксер | 250 – 400 | 1,1 – 1,8 |
| Фен | 400 – 1600 | 1,8 – 7,3 |
| Утюг | 900 –1700 | 4,1 – 7,7 |
| Пылесос | 680 – 1400 | 3,1 – 6,4 |
| Вентилятор | 250 – 400 | 1,0 – 1,8 |
| Телевизор | 125 – 180 | 0,6 – 0,8 |
| Радиоаппаратура | 70 – 100 | 0,3 – 0,5 |
| Приборы освещения | 20 – 100 | 0,1 – 0,4 |
После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:
1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:
расчет силы тока для однофазной сети
где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — коэффициент одновременности;
cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:
расчет силы тока для трехфазной сети
Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.
Какой провод лучше использовать
На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.
- Медь, по сравнению с алюминием, более эффективна:
- она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
- меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
- проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.
Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.
Выбор кабеля
Делать внутреннюю разводку лучше всего из медных проводов. Хотя алюминиевые им не уступят. Но тут есть один нюанс, который связан с правильно проведенном соединении участков в распределительной коробке. Как показывает практика, места соединений часто выходят из строя из-за окисления алюминиевого провода.
Еще один вопрос, какой провод выбрать: одножильный или многожильный? Одножильный имеет лучшую проводимость тока, поэтому именно его рекомендуют к применению в бытовой электрической разводке. Многожильный имеет высокую гибкость, что позволяет его сгибать в одном месте по несколько раз без ущерба качеству.
Одножильный или многожильный
При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.
Здесь мы хотели бы сказать вам одну вещь. Если ваша проводка не будет шевелиться, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то предпочтительно использовать моножилу.
В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.
Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности
Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах
Медь или алюминий
В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.
Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.
Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».
Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.
Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.
Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.
Влияние рабочих параметров на расчет
Расчет сечение кабеля по току
Расчёт сечения кабеля по току является важной задачей при проектировании электрических систем, так как правильно подобранное сечение кабеля обеспечивает безопасность работы системы и предотвращает перегрузку проводов, что может привести к повреждению кабеля и даже пожару. Сечение кабеля определяется током, который будет через него протекать, и учитывает также длину кабельного участка, его материал и допустимую температуру нагрева
Для начала, необходимо определить ток, который будет по кабелю протекать. Этот ток зависит от нагрузки, которую должен выдерживать кабель. Например, в случае электроприборов или машин, сначала определяется общая потребляемая мощность и напряжение сети. Из этого вычисляется ток по формуле: ток (Ампер) = мощность (Ватт) / напряжение (Вольт).
Далее, для выбора подходящего сечения кабеля необходимо учесть ток нагрузки, длину проводника и материал, из которого он изготовлен. Проводники с разным сечением способны выдерживать разные токи без перегрева. Обычно в таблицах предоставляются допустимые токи для различных сечений проводников и разных материалов. Отбирается кабельное сечение, которое имеет допустимую способность проводить данный ток. Также важным фактором является допустимая температура нагрева кабеля. Когда ток протекает через проводник, он создает нагрев из-за сопротивления материала.
Заключение
В данном материале были описаны основные виды расчетов применяемых при выборе поперечных сечений проводников для кабелей и проводов по условию воздействия длительных токов (нагревания), по допустимой потере напряжения. Что является основными критериями в практических расчётах для большинства случаев.
Сечение проводов и кабелей для любого участка сети должно удовлетворять всем этим требованиям. Но во многих случаях решающее значение при выборе сечения имеет одно из упомянутых условий.
Так же хотелось отметить, что для некоторых условий (как правило, для крупных объектов), также необходимо учитывать следующие параметры:
- Поправку на температуру окружающей среды.
- Поправка на число кабелей, проложенных совместно.
- Поправку на повторно-кратковременный и кратковременный режим работы.
- Выбор сечения проводников по экономической плотности тока.
Как правило, сечение проводников в кабельной линии большой протяженностью и воздушные линии электропередач различного назначения, в первую очередь производится расчёт по допустимому падению напряжения. Расчет, но условиям воздействия длительного тока (нагревания) имеет в данном случае поверочный характер, так как поперечные сечения проводов, выбранные по допустимой потере напряжения, удовлетворяют условиям нагревания.
В связи с этим, поперечные сечения кабелей и изолированных проводов силовых сетей промышленных объектов с большой плотностью нагрузки при относительно малой протяженностью линий, определяется, прежде всего, по условиям нагревания (допустимым значением тока для определённого типа проводника). Сечения же протяженных и слабонагруженных линий, определяются допустимым значением потери напряжения и условием механической прочности. В данном случае расчёт допустимой потери напряжения носит поверочный характер.
