Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет сечения провода по мощности и по плотности тока: правила, алгоритм, электротехнические тонкости

Расчет сечения провода по мощности и по плотности тока: правила, алгоритм, электротехнические тонкости

Расчет сечения провода по мощности и по плотности тока: правила, алгоритм, электротехнические тонкости

Грамотный подбор кабеля для восстановления или прокладки электропроводки гарантирует безупречную работу системы. Приборы будут получать питание в полноценном объеме. Не случится перегрева изоляции с последующими разрушительными последствиями. Разумный расчет сечения провода по мощности избавит и от угроз воспламенения, и от лишних затрат на покупку недешевого провода. Давайте разберемся в алгоритме расчетов.

Упрощенно кабель можно сравнить с трубопроводом, транспортирующим газ или воду. Точно так же по его жиле перемещается поток, параметры которого ограничены размером данного токоведущего канала. Следствием неверного подбора его сечения являются два распространенных ошибочных варианта:

  • Слишком узкий токоведущий канал, из-за которого в разы возрастает плотность тока. Рост плотности тока влечет за собой перегрев изоляции, затем ее оплавление. В результате оплавления по минимуму появятся «слабые» места для регулярных утечек, по максимуму пожар.
  • Излишне широкая жила, что, в сущности, совсем неплохо. Причем, наличие простора для транспортировки электро-потока весьма положительно отражается на функционале и эксплуатационных сроках проводки. Однако карман владельца облегчится на сумму, примерно вдвое превышающую по факту требующиеся деньги.

Первый из ошибочных вариантов представляет собой откровенную опасность, в лучшем случае повлечет увеличение оплаты за электроэнергию. Второй вариант не опасен, но крайне нежелателен.

Неграмотный расчет сечения провода - последствия

Важность выбора сечения кабеля

Одинаково заряженные частички пытаются оттолкнуться друг от друга. Но площадь сечения кабеля ограничена. Места для всех электронов катастрофически не хватает, что провоцирует их масштабные метание «туда-сюда». В физике такие процессы описаны законом Джуля-Ленца и определяют количественный анализ термического проявления электрического тока (выделения избыточного тепла). Если сделать неправильный выбор сечения кабеля при расчете электропроводки слишком тонкий проводник будет разогреваться изнутри, постепенно плавить изоляцию, быстрей изнашиваться. Как результат:

  • утечка опасного для жизни тока;
  • короткое замыкание;
  • возникновение пожара;
  • сгоревшая техника и оборудование;
  • увеличение расходов на повторные демонтажные и монтажные работы.
Читайте так же:
Надписи на металле лазером

Также экономически нецелесообразно использовать слишком толстую электропроводку с большим запасом удельной проводимости. Оптимальный выход из ситуации корректный подбор сечения кабеля по мощности и току с применением опробованных на практике и закрепленных в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) таблиц, формул, методик.

Факторы, влияющие на нагрев кабеля

В определении необходимого сечения провода большую роль играет сам проводник электричества. Поэтому данный тип расчета обязательно должен брать во внимание этот параметр. Иначе невозможно избежать перегрева кабеля. На процесс нагревания проводов могут оказывать влияние такие факторы:

  • площадь сечения жилы. Здесь необходимо понимать, что чем больше будет сечение у провода, тем ток больших значений он сможет через себя пропустить в безопасном режиме;

Обратите внимание! Сечение кабеля можно выяснить двумя способами: просто измерить штангенциркулем или посмотреть на его маркировку.

Разновидности кабелей

  • из чего изготовлен кабель. Выбирая провод для подключения к нему электроприборов или как элемент проводки, нужно помнить, что медные изделия обладают меньшим сопротивлением. Из этого следует, что такие провода будут нагреваться значительно медленнее, к примеру, алюминиевых аналогов.
  • тип исполнения проводки. Одиночный кабель, идущий в проводке, всегда будет пропускать через себя ток более высокого значения, чем при параллельной прокладке с остальными проводами;
  • тип исполнения прокладки. При помещении проводящих ток элементов в трубу они будут нагреваться значительно быстрее, чем при использовании открытого варианта проводки. Это связано с тем, что последний вариант способствует более эффективному охлаждению;

Открытое размещение проводки

  • качество сделанной изоляции. Материал изоляции, а также ее качество оказывают прямое влияние на температурный диапазон, который способен выдерживать провод с определенным сечением.

Как видим, не только сам кабель, но и его расположение может оказывать влияние на нагрев проводника, что, в конечном счете, если расчеты не проводились или здесь имелись ошибки, приведет к негативным последствиям. Поэтому расчеты сечения должны обязательно учитывать факторы нагрева.

Читайте так же:
Металлографические исследования металлов и сплавов

Расчет сечения кабеля по длине: формула

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

1️⃣ Первый шаг. Сначала определяется номинальная сила тока в цепи:

I = Pсум / (U × cos ϕ)

  • Pсум – суммарная мощность электроприборов;
  • U – напряжение в сети;
  • cos ϕ – коэффициент мощности (характеризует потери мощности), по умолчанию равен 0.92.

2️⃣ Второй шаг. Затем рассчитываются сопротивление проводника:

  • dU – потери напряжения, не более 5% (0.05);
  • I – сила тока.

3️⃣ Третий шаг. Выполняется расчет сечения токопроводящей жилы по формуле:

  • ρ – удельное сопротивление металла, медь (0.0175), алюминий (0.028);
  • L – длина проводника;
  • R – сопротивление проводника.

Расчет сечения провода

Строго говоря, понятие “толщина” для провода используется в разговорной речи, а более научные термины – диаметр и площадь сечения. На практике толщину провода всегда характеризуют площадью сечения.
Рассчитать сечение провода на практике можно очень просто. Зная диаметр (например, измерив его штангенциркулем), можно легко вычислить площадь сечения по формуле

S – площадь сечения провода, мм2
π – 3,14
D – диаметр токопроводящей жилы провода, мм. Его можно измерить, например, штангенциркулем.
Формулу площади сечения провода можно записать в более удобном виде: S = 0,8 D².

Поправка. Откровенно говоря, 0,8 – округленный коэффициент. Более точная формула: π (1/2)² = π / 4 = 0,785

Рассмотрим только медный провод, поскольку в 90% в электропроводке и электромонтаже применяется именно он. Преимущества медных проводов перед алюминиевыми – удобство в монтаже, долговечность, меньшая толщина (при том же токе).

Читайте так же:
Стульчики для армирования бетона

Но с ростом диаметра (площади сечения) высокая цена медного провода съедает все его преимущества, поэтому алюминий в основном применяют там, где ток превышает значение 50 Ампер. В данном случае используют кабель с алюминиевой жилой 10 мм2 и толще.

Площадь сечения проводов измеряется в квадратных миллиметрах. Самые распространенные на практике (в бытовой электрике) площади сечения: 0,75, 1,5, 2,5, 4 мм2

Есть и другая единица измерения площади сечения (толщины) провода, применяемая в основном в США, – система AWG. Есть таблица сечений проводов по системе AWG и перевод из AWG в мм2.

При выборе площади сечения проводов следует руководствоваться тремя основными принципами.

  1. Площадь сечения провода (иначе говоря, его толщина) должна быть достаточной для прохождения через него электрического тока. Достаточной – это означает, что при прохождении максимально возможного в данном случае тока нагрев провода будет допустимым (как правило, не более 60 С)
  2. Сечение провода должно быть достаточным, чтобы падение напряжения на нём не превышало допустимое значение. Это особенно актуально для длинных кабельных линий (десятки и сотни метров) и больших токов.
  3. Толщина провода и его защитная изоляция должна обеспечивать его механическую прочность, а значит надежность.

Например, для питания люстры в гостиной используются лампочки с суммарной потребляемой мощностью 100 Вт (ток чуть более 0,5 А). Вроде бы, вполне достаточно проводов с площадью сечения 0,5 мм2? Но какой электрик в здравом уме будет закладывать такой провод в потолочную плиту? В данном случае как правило применяют 1,5 мм2.

На самом деле, выбор толщины провода зависит от одного параметра – максимальной рабочей температуры. При превышении этой температуры провод и изоляция на нём начнут плавиться и разрушаться. Иначе говоря, максимальный рабочий ток для провода с определенным сечением ограничивается только максимальной его рабочей температурой. И временем, которое сможет проработать провод в таких условиях.

Читайте так же:
Победитовое сверло для плитки

Ниже дана общеизвестная таблица сечения проводов для подбора площади сечения медных проводов в зависимости от тока. Исходные данные – площадь сечения проводника.

Как разобраться в сечениях медных и алюминиевых кабелей, для прокладки проводки?

Данная статья предназначена научить вас как рассчитать сечение провода. Это как чем больше воды вы хотите подать, тем большего диаметра труба вам нужна. Так и здесь, чем больше потребление электрического тока, тем больше должно быть сечение кабелей и проводов. Вкратце опишу что это такое: если вы перекусите кабель или провод, и посмотреть на него с торца, то вы как раз и увидите его сечение, то есть толщину провода, которая определяет мощность которую данный провод способен пропустить, разогреваясь до допустимой температуры.

Сечения кабелей фото

Для того чтобы правильно подобрать сечение силового провода нам нужно учитывать максимальную величину потребляемой нагрузки тока. Определить значения токов можно, зная паспортную мощность потребителя, определяется по такой формуле: I=P/220, где P — это мощность потребителя тока, а 220 — это количество вольт в вашей розетке. Соответственно если розетка на 110 или 380 вольт, то подставляем данное значение.

Важно знать, что расчет значения для однофазных, и трехфазных сетей различается. Для того чтобы узнать на сколько фаз сеть вам нужно, требуется подсчитать общую сумму потребления тока в вашем жилище. Приведем пример среднестатистического набора техники, которая может быть у вас дома.

Простой пример расчета сечения кабеля по потребляемому току, сейчас мы вычислим сумму мощностей подключаемых электроприборов. Основными потребителями в среднестатистической квартире являются такие приборы:

  • Телевизор — 160 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Освещение — 500 Вт
  • Персональный компьютер — 550 Вт — 600 Вт
  • СВЧ-печь — 700 Вт
  • Электрочайник — 1150 Вт
  • Утюг — 1750 Вт
  • Бойлер (водонагреватель) — 1950 Вт
  • Стиральная машина — 2650 Вт
  • Всего 10310 Вт = 10,3 кВт.
Читайте так же:
Титан это сплав чего

Когда мы узнали общее потребление электричества, мы можем по формуле рассчитать сечение провода, для нормального функционирования проводки. Важно помнить что для однофазных и трехфазных сетей формулы будут разные.

Программа расчета кабеля cable 2.1

Ознакомившись с методикой расчета и специальными таблицами, для удобства, вы можете воспользоваться данной программой. Она избавит вас от самостоятельных вычислений и подберет оптимальное сечение кабеля по заданным параметрам.

В программе cable 2.1 имеется два вида расчета:

  1. Расчет сечения по заданной мощности или току.
  2. Расчет максимального тока и мощности по сечению.

Рассмотрим каждый из них.

В первом случае нужно ввести:

  • Значение мощности (в рассмотренном примере 2 кВт).
  • Выбрать род тока, тип проводника, способ прокладки и количество жил.
  • Нажав кнопку «Рассчитать», программа выдаст требуемое сечение, силу тока, рекомендуемый автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).

программа cable 2.1, скачать расчет сечения кабеля

Расчет сечения по заданной мощности или току

Во втором случае, по определенному сечению проводника, программа подбирает максимально допустимые:

  • Мощность.
  • Силу тока.
  • Рекомендуемый ток автомата защиты.
  • Рекомендуемое УЗО.

программа cable 2.1, скачать расчет сечения кабеля

Расчет максимального тока и мощности по сечению

Как видим, интерфейс калькулятора довольно простой, а конечные результаты полезны и информативны.

Полноценная установка не требуется. Откройте архив и запустите файл «cable.exe».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector