Bel-cable.ru

Блог инженера Электрика
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно провести расчет сечения кабеля по нагрузке

Как правильно провести расчет сечения кабеля по нагрузке

расчет сечения кабеля по нагрузке

Провода и кабели

Вопрос выбора сечения кабеля для монтажа электропроводки в доме или квартире очень серьезный. Если данный показатель не будет соответствовать нагрузке в контуре, то изоляция провода просто начнет перегреваться, затем плавится и гореть. Конечный итог – короткое замыкание. Все дело в том, что нагрузка создает определенную плотность тока. И если сечение кабеля будет небольшим, то плотность тока в нем будет большой. Поэтому перед покупкой необходимо провести расчет сечения кабеля по нагрузке.

Поперечное сечение различных кабелей

Поперечное сечение различных кабелей

Конечно, не стоит просто так наугад выбирать провод большего сечения. Это в первую очередь ударит по вашему бюджету. С меньшим сечением кабель может не выдержать нагрузку и быстро выйдет из строя. Поэтому лучше всего начать с вопроса, как рассчитать нагрузку на кабель? А уже потом по этому показателю подбирать и сам электрический провод.

Распространённые проводники

Как выбрать сечение кабеля - советы

При современном развитии технологий и повышения уровня достатка в домах, стало появляться всё больше электроприборов, потребляющих значительное количество электроэнергии. В связи с этим устаревшая электропроводка перестала справляться с возложенными на неё задачами. Исходя из этого приходится производить монтаж электропроводки применяя строгий расчёт по мощности, принимая во внимание всю электротехнику в доме и потребляемую ей нагрузку.

В домах старой постройки, под штукатуркой, часто можно встретить провода, выполненные из алюминия. Это себя оправдывало, так как мощных потребителей электроэнергии в частном секторе практически не было, и проводники спокойно выдерживали нагрузку. Самое большое распространение получили проводники:

Выбор сечения провода по значению длительного тока

  • Медь. В современной электроэнергетике большую популярность получили проводники, выполненные из меди, по причине того, что её сопротивление относительно невысоко, и выпуск проводов различной марки из неё является конкурентноспособным.
  • Алюминий. Вторым по распространению является алюминий, который по проводимости уступает меди. Но его производство гораздо дешевле, в связи с его распространённостью в земной коре. К минусу этого материала можно отнести его ломкость и деформацию, а также высокую степень коррозии под влиянием внешних факторов в процессе эксплуатации.
Читайте так же:
Если ток в телефонном кабеле

Существуют проводники и из других металлов и их сплавов, но они являются очень редкими и используются преимущественно в специализированных отраслях. При этом из стоимость является существенно дороже рассматриваемых, что делает их повседневное использование экономически невыгодным.

Расчет кабеля по мощности

Перед тем, как перейти непосредственно к вычислениям, потребуется собрать данные об эксплуатируемых и планируемых к установке электроприборах. Потребляемую ими мощность можно найти в техническом паспорте, посмотреть на корпусе. Если производитель техники Россия, Беларусь, Украина, ее проставляют в кВт. На технике из Европы, Азии, Америки обозначают TOT (иногда TOT MAX), измеряют в W.

Если техника новая, то проблем с поиском нужной информации обычно не возникает. Узнать данные о приборах, которые еще не куплены или информация утеряна, можно, воспользовавшись среднестатистическими данными. Иногда возникает проблема с тем, что производитель дает несколько величин. Лучше опираться на большее значение. Возможно, это несколько завысит итоговый результат. Утешением может служить тот факт, что трасса большой толщины меньше греется, значит, прослужит дольше.

Толщина провода подбирается по-разному: при помощи онлайн-калькулятора, рассчитывается по формулам. Проще всего сделать это поможет таблица сечения. С ее помощью можно подобрать сечение медного провода по имеющимся показателям, затем сделать все аналогично для алюминиевых жил. При этом нужно учитывать напряжение, которое подается в сеть.

Пример расчета кабеля по мощности

Разберемся на примере. Пусть суммарная мощность электроприборов составит 3,7 кВт, предполагается подключение к однофазной сети (220 В). Порядок определения:

  1. Находим в таблице материал.
  2. В соответствующей колонке подбираем число, которое максимально соответствует искомому. Если нужно, округляем до ближайшего большего.
  3. Опираясь на полученный результат, выписываем сечение, диаметр проводника, соответствующий ему ток.
Читайте так же:
Допустимая нагрузка кабеля по току таблица

Результат для данных из примера: медный кабель толщиной 2 мм2, сила тока – 19 А. Если рассмотреть вариант с алюминиевой жилой, при тех же исходных данных получим поперечную площадь 4 мм2, силу тока – 21 А.

Расчет сечения по току и мощности

Аналогичный расчет можно провести, чтобы подобрать сечение провода по току и мощности. Для этого потребуются данные о потребляемом токе. Его можно отыскать в паспорте прибора, на его корпусе или рассчитать: I=P/220 (или 380). Рассчитывая вводный кабель, рекомендуется умножить результат на коэффициент запаса 1,5-2. Подобрать его материал поможет простой совет: передать нагрузку до 15 кВт помогут медные провода, больше – алюминиевые.

Собираясь за кабелем, нужно взять с собой штангенциркуль: указанные производителем параметры зачастую не соответствуют действительности.

Кроме расчета по мощности и току протяженные сети требуют учитывать потери, которые происходят по длине. Их появление характерно на участках, соединяющих дом с линией электропередач. Такие подсчеты обычно выполняют энергоснабжающие организации, для подстраховки можно сделать их самостоятельно. Потребуется узнать выделенную на дом мощность, измерить расстояние, затем подобрать сечение по соответствующей таблице.

От чего зависит длительно допустимый ток кабеля

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна

Для того чтобы определить, какие параметры оказывают влияние на длительно допустимый ток кабеля, следует для начала рассмотреть происходящие в условиях протекания электрического тока переходные тепловые процессы. Как известно, после включения тока происходит постепенное повышение температуры проводника, причем, в определенный момент времени нарастание тепловых показателей прекращается. В результате температура стабилизируется. Но как только ток будет отключен, температура начнет спадать до исходных значений.

Как этот процесс проистекает и какие факторы оказывают на его влияние? Прежде всего, выделяющееся в проводнике тепло при включении тока направлено непосредственно на нагрев самого проводника. Это и является первопричиной роста температуры, что, в свою очередь, связанно с теплоемкостью материала.

Читайте так же:
Как соединяется свет с выключателем

В процессе роста температуры между проводником и окружающей средой увеличивается разность температурных показателей. В связи с этим в определенный момент часть выделяемого тепла тратится на нагрев окружающей среды. В момент достижения температуры проводника установившегося стабильного значения окружающей среде начинает передаваться уже все выделяющееся тепло. Вместе с этим проводник перестает нагреваться.

Длительно допустимый ток

Итак, какое же значение следует присвоить длительно допустимому току для проводника или кабеля? Очевидно, каждый проводник или кабель обладает собственной нормальной длительной температурой, в соответствии с указанными в документации данными. При этой температуре кабель или провод может функционировать непрерывно долго, без риска нанести вред себе или окружающей среде.

Известно, что значению такой температуры соответствует определенное значение тока, который и называют длительно допустимым током проводника. При прохождении по проводнику силы тока с таким значением он будет нагреваться не выше рабочей температуры, т. е. такой, что является безопасной, как дл самого кабеля, так и для окружающей среды.

Если же возникает короткое замыкание, через проводник протекает ток короткого замыкания, под воздействием которого температура достигает критических значений. Поэтому при выборе проводника необходимо рассчитывать его сечение таким образом, чтобы он был способен выдержать кратковременное превышение нормальной температуры.

Влияние сечения кабеля на длительно допустимый ток

Изменение значений длительно допустимого тока вовсе не прямо пропорционально изменениям сечения проводника. Напротив, по сравнению с площадью поперченного сечения кабеля его длительно допустимый ток возрастает гораздо медленнее. Что касается остальных констант, которые должны быть известны при расчете длительно допустимого тока (удельное сопротивление, коэффициент теплопередачи и допустимая температура), то они индивидуальны для каждого проводника.

Практика лишь подтверждает вышеприведенное суждение: зависимость длительно допустимого тока от сечения проводника не может быть прямой. Ведь с увеличением сечения условия охлаждения внутренних слоев материала только ухудшаются. В связи с этим для достижения допустимой температуры приходится прикладывать ток меньшей плотности.

Читайте так же:
Кабели для сети постоянного тока

Учитывая сказанное, применение проводников увеличенного сечения с целью предотвращения перегрева крайне не рационально, поскольку такое решение приведет к значительному перерасходу материала. Более целесообразно использовать сочетание определенного количества параллельно уложенных проводников небольшого сечения. Именно в таком исполнении представлены многожильные провода.

Изменение длительно допустимого тока при отличии внешних и расчетных условий

В процессе прокладки в различных условиях (место и температура прокладки) может возникнуть необходимость в корректировке предельно допустимого тока. В этом случае принято использовать поправочный коэффициент, на который домножается длительно допустимый ток в соответствии с известными условиями.

Если несколько проводников прокладываются параллельно и располагаются очень близко друг к другу, возникнет эффект взаимного подогрева. Однако это возможно только в том случае, когда внешняя среда неподвижна. В реальных же условиях воздух или вода находятся в процессе постоянного движения, за счет чего, проводники постоянно охлаждаются.

При создании условий с действительно неподвижной внешней средой, к примеру, когда кабель прокладывают в трубе под землей, из-за взаимного подогрева значение длительно допустимого тока снижается. В данном случае также потребуется коррекция с использованием поправочного коэффициента, данные о котором содержатся в документации к проводам и кабелям.

Предельно допустимые токи

Предельно допустимые токи проводов и кабелей с изоляцией из пластмассы и резиновой изоляцией принимаются исходя из расчёта нагрева их жил до температуры 65 °С и температуры окружающей среды и земли соответственно 25 °С и 15 °C. При этом регламентируется согласно пуэ допустимый длительный ток для кабелей с пластмассовой и резиновой изоляцией.

В таблице приведены длительно допустимые токи кабеля для проводов и кабелей, выполненных из алюминия и меди.

Расчёт площади сечения и длительно допустимого тока кабеля

Исходя из табличных данных следует на сколько ампер можно максимально длительно подавать токовую нагрузку для кабельных линий.

Читайте так же:
Графическое обозначение выключателя освещения

Для того чтобы избежать перегрева электрического проводника, происходящего при чрезмерной длительной нагрузке, и выхода его из строя, следует:

  • Выбрать из какого металла будет использоваться электрический проводник.
  • Правильно рассчитать сечение жил, принимая во внимание все нюансы.

Следует помнить, что пренебрежение этими простыми правилами может привести не только к материальным потерям, но и в случае выхода из строя проводника к поражению электрическим током или массовому возгоранию. Очень часто причиной пожара как раз и является старая электропроводка, не рассчитанная на те нагрузки, которые появились в процессе эксплуатации.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector