Spkb-optics.ru

СПКБ Оптик
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Пример выбора кабеля по току

Расчет тока, как уже писали в предыдущей статье, проводим по формуле

Для однофазной нагрузки: Iн = Pн /(Uф * cosφ), А

Для трехфазной: Iн = Pн /(√3*Uф * cosφ)

Тут ничего сложного нет, подставить данные и получить рабочий ток, однако надо учитывать cosφ. Это говорит о том, что данная нагрузка имеет реактивную составляющую. Это стиральная машина, асинхронный электродвигатель, лампа ДРЛ, ДНаТ, ЛЛ, холодильник. У каждого прибора cosφ разный, а в электронагревательных приборах равен 1 (лампа накаливания, электронагревательные приборы). По этой причине для приборов с реактивной нагрузкой лучше брать его в диапазоне 0.7 – 0.8.

После того, как посчитали рабочий ток, по ПУЭ выбираем сечение по условиям прокладки. Почему это так важно? Небольшой пример, ПУЭ табл. 1.3.4. Длительно допустимый ток у медных проводов сечением 2.5 кв. мм проложенных открыто 30 А, а у одного трех жильного в трубе 21 А. Видите какой разброс, на 30 %.

Далее открываем таблицу ПУЭ 1.3.4. – 1.3.8. и выбираем сечение в большую сторону.

Факторы, влияющие на выбор сечения провода

Факторов для выбора сечения проводника достаточно много. Влияние каждого из них сведено в п.1.3 ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Но в данном пункте приведены принципы расчета для всех возможных проводников и электроустановок.

Наша же инструкция для расчета рассматривает только медные провода и кабели в поливинилхлоридной, пластмассовой и резиновой оболочке. Так как именно эти проводники наиболее часто применяются для монтажа электрической сети в квартире или собственном доме.

  • Самой главной составляющей любого расчета сечения провода является его нагрузка или ток. Номинальный ток мы получаем путем пересчета номинальной мощности электроустановок, подключенных к данному проводнику. Поэтому сечение провода и расчетная мощность неразрывно связаны.
  • Также во многом наш выбор зависит от материала провода. Ведь не для кого не секрет, что разные материалы обладают разной проводимостью. Поэтому пропускная способность провода в 1 мм 2 из меди значительно выше, чем у такого же проводника из алюминия.

  • Следующим важным параметром является количество токопроводящих жил кабеля или провода. Ведь чем больше жил в одном проводе, тем сильнее он греется.

Обратите внимание! Согласно п. 1.3.10 ПУЭ, при определении числа проводников многожильного провода нулевая и защитная жила не принимаются в расчет.

  • Еще одним важным критерием является способ прокладки провода. Ведь земля является лучшим теплопроводником в отличие от воздуха. Поэтому для проводов, проложенных непосредственно в земле, допускаются более высокие номинальные токи.
  • Также при расчетах следует учитывать способ прокладки проводов. Ведь если они уложены пучками в коробах или лотках, то они будут греться друг от друга. Поэтому при монтаже проводов пучками более четырех следует вводить поправочные коэффициенты.
  • Ну и, конечно, стоит обратить внимание на температуру окружающей среды в местах монтажа проводников. Практически любая таблица расчета сечения провода по мощности приведена к температуре окружающего воздуха +15⁰С. Если температура в вашем помещении будет отличаться, то следует ввести поправочный коэффициент из табл. 1.3.3 ПУЭ.

  • Для протяженных кабельных линий, если падение напряжения на них превышает 5%, это необходимо учитывать при расчетах. Но, если вы не прокладываете кабель на расстояние в пол километра и более, этот параметр можно не учитывать.

Оптимальная длина кабельной линии 0,4 кВ

Совсем недавно я рассказывал про размещение трансформаторной подстанции, а сегодня хочу вам показать зависимость сечения кабельной линии от расстояния до источника питания. Введем такое понятие как оптимальная длина кабельной линии.

Есть ли вообще такое понятие? Если нет, то давайте дадим ему определение

Оптимальная длина кабельной линии – это максимальная длина кабельной линии для конкретного сечения, при которой не требуется завышать сечение кабеля из-за больших потерь напряжения и низких токов короткого замыкания.

Оптимальная длина кабеля – это еще экономически целесообразная длина КЛ.

Как будем рассчитывать оптимальную длину кабеля? Рассмотрим сечения четырехжильных кабелей от 16 до 240 мм2. Для каждого кабеля определим максимальный ток в зависимости от длительно допустимого тока кабеля и автоматического выключателя. Максимальные потери напряжения примем 5%, хотя я стараюсь по возможности проектировать таким образом, чтобы потери в наружных сетях не превышали 4%, это актуально для объектов, которые имеют длинные распределительные и групповые сети.

Читать еще:  Четырехжильные провода для светодиодной ленты

При помощи своих программ я подобрал оптимальную длину кабелей для разных сечений алюминиевых кабелей. Коэффициент мощности принял 0,85. Результаты расчетов представлены в таблице:

С учетом всех расчетов можно сделать вывод, что оптимальная длина кабелей 0,4 кВ– 200 м. Однако, я бы разделил все кабели на две группы:

  • сечения 16-50мм2;
  • сечения 70-240 мм2.

Для группы 16-50мм2 – средняя оптимальная длина будет 160 м, а для группы 70-240 мм2 – 230м.

Следует иметь ввиду, что токи к.з. указаны условно, т.к. зависят от мощности питающих трансформаторов. Я ориентировался на трансформатор 630 кВА.

Зачем знать оптимальную длину кабеля?

В большинстве случаев мы не можем повлиять на длину кабельной линии, однако, расчетная таблица позволит выполнить предварительный выбор сечения кабелей.

В одном из комментариев написали, что рекомендуют размещать трансформаторную подстанцию на расстоянии не более 300 м от потребителя. В действительности это расстояние немного даже завышено.

Или вы не согласны со мной?

Советую почитать:

Расчет освещения точечным методом

Создание микроклимата в щите

Освещение в коридоре

Расчет тока утечки в разветвленной цепи

Влияние длины проводника на сечение

Длина проводника важна при строительстве сетей промышленного масштаба, когда кабель нужно тянуть на значительные расстояния. За время прохождения тока по проводам происходят потери мощности (dU), которые рассчитываются по следующей формуле:

dU = I×p×L/S, где:

  • I – сила тока.
  • p – удельное сопротивление (для меди — 0,0175, для алюминия — 0,0281).
  • L – длина кабеля.
  • S – просчитанная площадь сечения проводника.

Согласно техническим условиям, максимальная величина падения напряжения по длине провода не должна превышать 5 %. Если падение значительно, то следует подобрать другой кабель. Это можно сделать с помощью таблиц, где уже отражена зависимость величины мощности и силы тока от величины сечения.

Таблица: Подбор провода при напряжении 220 В.

Сечение жилы провода, мм 2Диаметр жилы проводника, ммМедные жилыАлюминиевые жилы
Ток, АМощность, ВтТок, АМощность, кВт
0,500,8061300
0,750,98102200
1,001,13143100
1,501,38153300102200
2,001,60194200143100
2,501,78214600163500
4,002,26275900214600
6,002,76347500265700
10,003,575011000388400
16,004,5180176005512100
25,005,64100220006514300

Решение на практике

Осуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:

  1. Расчет сечения провода по мощности;
  2. Выбор провода по току;
  3. Если провод уже есть, но неизвестного сечения.

Выбор по мощности

На каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности.

Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода.

Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам.

Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности :

где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д.

После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже .

Читать еще:  Usb провод с светодиодом

Итак , у нас получается :

После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :

Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности

Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода.

Выбор по току

В таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе.

Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):

где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).

Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток .

Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.

Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :

После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:

Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника

Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:

где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) .

И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника.

Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент

Провод уже есть

В обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру.

По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника:

где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм)

Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель.

Выбирать сечение кабеля лучше с запасом.
Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления.

Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев.

Проверка по длине

Фактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %.

Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления:

где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²)

Таблица 3- удельное сопротивления металлов:


Далее , по закону Ома находим падение напряжения:

где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом).

И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %.

Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1.

Советы профессионалов

  1. Алюминиевую проводку лучше всего заменять алюмомедной – такого же диаметра (данное правило применимо и для Таблицы 2). Если же вы заменяете медный кабель алюмомедным, сечение нового кабеля должно соотносится с медным как 5 к 6.
  2. При трехфазном питании приборы лучше всего разбить на группы таким образом, чтобы нагрузка на каждую из фаз была приблизительно одинаковой.
  3. При покупке, необходимо обратить внимание на маркировку, поскольку продавцы могут мошенничать – выдавать алюмомедные кабеля за медные, тем самым нанося существенный урон вашему кошельку. Чтобы этого не случилось, необходимо:
    • Обратить внимание на маркировку (отечественные алюмомедные изделия маркированы буквосочетанием АМ).
    • Если маркировка отсутствует, либо кабель произведен за границей (не учитывая страны СНГ), достаточно соскоблить верхний слой – медная жила однородна, в отличии от алюмомеди.
  4. В последнее время все более распространенным становится прокладывание кабелей при помощи гофрированных труб (гофр). Ниже приведены преимущества гофр, а также особенности эксплуатации:
    • Пониженная воспламеняемость гофр сводит к минимуму вероятность возникновения пожара при замыкании проводки.
    • Гофра защищает проводку от механических воздействий и повреждений.
    • Продеть провод в гофру тем сложнее, чем больше ее длина; поэтому его конец сначала прикрепляют к тонкой проволоке, которую намного проще продеть через гофру.
  5. Для прокладывания бытовой электропроводки рекомендуется использовать многожильные провода, поскольку они являются более гибкими.
Читать еще:  Кабель по допустимому току 6кв

Рекомендации по устройству

Устройство проводки, кроме всего прочего, требует навыков проектирования, что есть не у каждого, кто хочет ее сделать. Недостаточно иметь только хорошие навыки в электромонтаже. Некоторые путают проектирование с оформлением документации по каким-то правилам. Это совершенно разные вещи. Хороший проект может быть изложен на листках из тетрадки.

Прежде всего, нарисуйте план ваших помещений и отметьте будущие розетки и светильники. Узнайте мощности всех ваших потребителей: утюгов, ламп, нагревательных приборов и т. п. Затем впишите мощности нагрузок, наиболее часто потребляемых в разных помещениях. Это позволит вам выбрать наиболее оптимальные варианты выбора кабелей.

Вы удивитесь, сколько тут возможностей и какой резерв для экономии денег. Выбрав провода, подсчитайте длину каждой линии, которую вы ведете. Сложите все вместе, и тогда вы приобретете ровно то, что нужно, и столько, сколько нужно.

Каждая линия должна быть защищена своим автоматом (автоматическим выключателем), рассчитанным на ток, соответствующий допустимой мощности линии (сумма мощностей потребителей). Подпишите автоматы, расположенные в щитке, например: «кухня», «гостиная» и т. д.

[attention type=green]Целесообразно иметь отдельную линию на все освещение, тогда вы сможете спокойно чинить розетку в вечернее время, не пользуясь спичками. Именно розетки чаще всего и бывают перегруженными. Обеспечивайте розетки достаточной мощностью – вы не знаете заранее, что вам придется туда включать.[/attention]

В сырых помещениях используйте кабели только с двойной изоляцией! Используйте современные розетки («евро») и кабели с заземляющими проводниками и правильно подключайте заземление. Одножильные провода, особенно медные, изгибайте плавно, оставляя радиус в несколько сантиметров. Это предотвратит их излом. В кабельных лотках и каналах провода должны лежать прямо, но свободно, ни в коем случае нельзя натягивать их, как струну.

В розетках и выключателях должен быть запас в несколько лишних сантиметров. При прокладке нужно убедиться, что нигде нет острых углов, которые могут надрезать изоляцию. Затягивать клеммы при подключении необходимо плотно, а для многожильных проводов эту процедуру следует сделать повторно, у них есть особенность усадки жил, в результате чего соединение может ослабнуть.

[attention type=red]Медные провода и алюминиевые «не дружат» между собой по электрохимическим причинам, непосредственно соединять их нельзя. Для этого можно использовать специальные клеммники или оцинкованные шайбы. Места соединений всегда должны быть сухими.
[/attention]
Фазные проводники должны быть белого (или коричневого) цвета, а нейтрали – всегда синего. Заземление имеет желто-зеленый цвет. Это общепринятые правила расцветки и продажные кабели, как правило, имеют внутреннюю изоляцию именно таких цветов. Соблюдение расцветки повышает безопасность эксплуатации и ремонта.

Предлагаем вашему вниманию интересное и познавательное видео, как правильно рассчитать сечение кабеля по мощности и длине:

Выбор проводов по сечению является главным элементом проекта электроснабжения любого масштаба, от комнаты, до больших сетей. От этого будет зависеть ток, который можно отбирать в нагрузку и мощность. Правильный выбор проводов также обеспечивает электро- и пожарную безопасность, и обеспечивает экономичный бюджет вашего проекта.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector