Напречно сечение на алуминиев кабел по захранваща таблица. Как да изчислите правилно напречното сечение на кабела, така че да не се прегрява
Здравейте. Темата на днешната статия "Кабелна секция по мощност". Тази информация е полезна както у дома, така и на работа. Ще бъде за това как да изчислите напречното сечение на кабела по мощност и да направите избор според удобна таблица.
Защо ви трябва изберете правилния размер на кабела?
С прости думи това е необходимо за нормалната работа на всичко, свързано с електрически ток. Независимо дали става въпрос за сешоар, пералня, мотор или трансформатор. Днес иновациите все още не са достигнали безжичното предаване на електроенергия (мисля, че скоро няма да го достигнат), съответно основните средства за пренос и разпределение на електрически ток са кабелите и проводниците.
При малко напречно сечение на кабела и оборудване с висока мощност кабелът може да се нагрее, което води до загуба на свойствата му и разрушаване на изолацията. Това не е добре, така че е необходимо правилно изчисление.
Така, избор на напречно сечение на кабела по мощност. За избор ще използваме удобна таблица:
Таблицата е проста, мисля, че не си струва да я описвам.
Да речем, че имаме къща, извършваме монтаж на затворено електрическо окабеляване с VVG кабел. Взимаме лист хартия и пренаписваме списъка с използваното оборудване. Направено? Добре.
Как да разберете силата? Можете да намерите мощност на самото оборудване, обикновено има етикет, където са записани основните характеристики:
Мощността се измерва във ватове (W, W) или киловати (kW, KW). намерени? Напишете данни и след това добавете.
Да кажем, че получавате 20 000 вата, това са 20 kW. Цифрата ни казва колко енергия консумират всички електрически приемници заедно. Сега трябва да помислите колко устройства ще използвате едновременно за дълго време? Да кажем 80%. Коефициентът на едновременност в този случай е равен на 0,8. Правене изчисляване на напречното сечение на кабела по мощност:
Ние вярваме: 20 х 0,8 = 16(kW)
Да направя избор на напречно сечение на кабела по мощност,разгледайте нашите маси:
Стандартното окабеляване на апартамента се изчислява за максимална консумация на ток при непрекъснато натоварване от 25 ампера (за тази сила на тока е избран и прекъсвач, който е инсталиран на входа на проводниците към апартамента) се извършва с меден проводник с напречно сечение от 4,0 mm 2, което съответства на диаметър на проводника от 2,26 mm и мощност на натоварване до 6 kW.
Съгласно изискванията на клауза 7.1.35 от PUE напречното сечение на медната сърцевина за жилищно окабеляване трябва да бъде най-малко 2,5 mm 2,което съответства на диаметър на проводника от 1,8 mm и ток на натоварване от 16 A. Към такова окабеляване могат да бъдат свързани електрически уреди с обща мощност до 3,5 kW.
Какво е напречно сечение на проводника и как да го определите
За да видите напречното сечение на жицата, достатъчно е да я срежете напречно и да погледнете разреза от края. Зоната на рязане е напречното сечение на жицата. Колкото по-голям е, толкова по-голям ток може да предава проводникът.
Както се вижда от формулата, напречното сечение на жицата е леко в диаметъра. Достатъчно е да умножите диаметъра на телената сърцевина по себе си и по 0,785. За напречното сечение на многожилен проводник трябва да изчислите напречното сечение на едно ядро и да умножите по техния брой.
Диаметърът на проводника може да се определи с дебеломер с нониус с точност до 0,1 mm или микрометър с точност до 0,01 mm. Ако няма инструменти под ръка, тогава в този случай обикновена линийка ще ви помогне.
Избор на раздел
електрическо окабеляване от медна тел според силата на тока
Големината на електрическия ток се обозначава с буквата " НО” и се измерва в ампери. При избора се прилага едно просто правило, колкото по-голямо е напречното сечение на жицата, толкова по-добре, така че резултатът се закръгля нагоре.
| Таблица за избор на напречно сечение и диаметър на медния проводник в зависимост от силата на тока | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Максимален ток, A | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 10,0 | 16,0 | 20,0 | 25,0 | 32,0 | 40,0 | 50,0 | 63,0 |
| Стандартно сечение, mm 2 | 0,35 | 0,35 | 0,50 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 |
| Диаметър, мм | 0,67 | 0,67 | 0,80 | 0,98 | 1,1 | 1,2 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,3 | 2,5 | 2,7 | 3,2 | 3,6 |
Данните, които съм дал в таблицата са базирани на личен опит и гарантират надеждната работа на електрическата инсталация при най-неблагоприятните условия за нейното инсталиране и експлоатация. При избора на напречно сечение на проводника според големината на тока няма значение дали е променлив или постоянен ток. Големината и честотата на напрежението в електрическото окабеляване също нямат значение, това може да бъде бордова мрежа на DC автомобил при 12 V или 24 V, самолет при 115 V при честота 400 Hz, електрическо окабеляване при 220 V или 380 V при честота 50 Hz, електропровод с високо напрежение при 10 000 AT.
Ако текущата консумация на електрически уред не е известна, но захранващото напрежение и мощност са известни, тогава можете да изчислите тока с помощта на онлайн калкулатора по-долу.
Трябва да се отбележи, че при честоти над 100 Hz скин-ефектът започва да се появява в проводниците, когато протича електрически ток, което означава, че с увеличаване на честотата токът започва да „притиска“ външната повърхност на проводника и действителното напречно сечение на проводника намалява. Следователно изборът на напречно сечение на проводника за високочестотни вериги се извършва съгласно други закони.
Определяне на товароносимостта на електрически кабели 220 V
изработени от алуминиева тел
В по-старите домове електрическото окабеляване обикновено е направено от алуминиеви проводници. Ако връзките в съединителните кутии са направени правилно, експлоатационният живот на алуминиевите кабели може да бъде до сто години. В крайна сметка алуминият практически не се окислява и животът на електрическото окабеляване ще се определя само от живота на пластмасовата изолация и надеждността на контактите в точките на свързване.
В случай на свързване на допълнителни енергоемки електрически уреди в апартамент с алуминиево окабеляване, е необходимо да се определи способността му да издържа на допълнителна мощност чрез напречното сечение или диаметър на жилата на проводника. Таблицата по-долу прави това лесно.
Ако вашето окабеляване във вашия апартамент е направено от алуминиеви проводници и е необходимо да свържете новоинсталирания контакт в съединителната кутия с медни проводници, тогава такава връзка се извършва в съответствие с препоръките на статията Свързване на алуминиеви проводници.
Изчисляване на напречното сечение на електрическото окабеляване
от мощността на свързани електрически уреди
За да изберете напречното сечение на кабелните проводници при полагане на електрическо окабеляване в апартамент или къща, е необходимо да анализирате парка от съществуващи домакински уреди по отношение на тяхното едновременно използване. Таблицата предоставя списък с популярни домакински електрически уреди с указание за текущата консумация в зависимост от мощността. Можете сами да разберете консумацията на енергия на вашите модели от етикетите на самите продукти или паспорти, често параметрите са посочени на опаковката.
Ако силата на тока, консумиран от уреда, не е известна, тогава тя може да се измери с помощта на амперметър.
Таблица на консумацията на енергия и силата на тока на домакинските електрически уреди
при захранващо напрежение 220 V
Обикновено консумацията на енергия на електрическите уреди е посочена на кутията във ватове (W или VA) или киловати (kW или kVA). 1 kW=1000 W.
| Таблица на консумацията на енергия и силата на тока на домакинските електрически уреди | |||
|---|---|---|---|
| домакински уред | Консумирана мощност, kW (kVA) | Консумиран ток, A | Режим на консумация на ток |
| Крушка с нажежаема жичка | 0,06 – 0,25 | 0,3 – 1,2 | Постоянно |
| Електрическа кана | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | До 5 минути |
| електрическа фурна | 1,0 – 6,0 | 5 – 60 | Зависи от режима на работа |
| Микровълнова печка | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Периодично |
| Електрическа месомелачка | 1,5 – 2,2 | 7 – 10 | Зависи от режима на работа |
| Тостер | 0,5 – 1,5 | 2 – 7 | Постоянно |
| Скара | 1,2 – 2,0 | 7 – 9 | Постоянно |
| мелничка за кафе | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Зависи от режима на работа |
| Кафе машина | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Постоянно |
| Електрическа фурна | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | Зависи от режима на работа |
| Съдомиялна | 1,0 – 2,0 | 5 – 9 | |
| Пералня | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Максимум от момента на включване преди загряване на водата |
| Сушилня | 2,0 – 3,0 | 9 – 13 | Постоянно |
| Желязо | 1,2 – 2,0 | 6 – 9 | Периодично |
| Прахосмукачка | 0,8 – 2,0 | 4 – 9 | Зависи от режима на работа |
| Нагревател | 0,5 – 3,0 | 2 – 13 | Зависи от режима на работа |
| Сешоар | 0,5 – 1,5 | 2 – 8 | Зависи от режима на работа |
| Климатик | 1,0 – 3,0 | 5 – 13 | Зависи от режима на работа |
| Настолен компютър | 0,3 – 0,8 | 1 – 3 | Зависи от режима на работа |
| Електрически инструменти (бормашина, прободен трион и др.) | 0,5 – 2,5 | 2 – 13 | Зависи от режима на работа |
Ток се консумира и от хладилник, осветителни устройства, радиотелефон, зарядни устройства и телевизор в режим на готовност. Но като цяло тази мощност е не повече от 100 W и може да се пренебрегне при изчисленията.
Ако включите всички електрически уреди в къщата едновременно, тогава ще трябва да изберете секция от проводник, която може да премине ток от 160 A. Ще ви трябва жица, дебела колкото пръст! Но такъв случай е малко вероятен. Трудно е да си представим, че някой може едновременно да мели месо, да глади, да прахосмука и да суши коса.
Пример за изчисление. Станахте сутринта, включихте електрическата кана, микровълновата, тостера и кафеварката. Консумацията на ток, съответно, ще бъде 7 A + 8 A + 3 A + 4 A = 22 A. Като се има предвид включеното осветление, хладилник и в допълнение, например телевизор, консумацията на ток може да достигне 25 A.
за 220 V мрежа
Можете да изберете сечението на проводника не само според силата на тока, но и според количеството консумация на енергия. За да направите това, трябва да съставите списък на всички електрически уреди, планирани за свързване към този участък от електрическата инсталация, да определите колко енергия консумира всеки от тях отделно. След това съберете данните и използвайте таблицата по-долу.
за 220 V мрежа |
|||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мощност на уреда, kW (kBA) | 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,8 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 |
| Стандартно сечение, mm 2 | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 0,75 | 1,0 | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 4,0 | 5,0 |
| Диаметър, мм | 0,67 | 0,67 | 0,67 | 0,5 | 0,98 | 0,98 | 1,13 | 1,24 | 1,38 | 1,38 | 1,6 | 1,78 | 1,78 | 1,95 | 2,26 | 2,26 | 2,52 |
Ако има няколко електрически уреда и за някои е известна консумацията на ток, а за други мощността, тогава трябва да определите напречното сечение на проводника за всеки от тях от таблиците и след това да добавите резултатите.
Избор на напречно сечение на меден проводник по мощност
за 12 V електрическа система на автомобила
Ако при свързване на допълнително оборудване към бордовата мрежа на автомобила е известна само неговата консумация на енергия, тогава можете да определите напречното сечение на допълнителното електрическо окабеляване, като използвате таблицата по-долу.
| Таблица за избор на напречно сечение и диаметър на меден проводник по мощност за бордова мрежа на автомобила 12 V |
||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мощност на уреда, ватове (BA) | 10 | 30 | 50 | 80 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
| Стандартно сечение, mm 2 | 0,35 | 0,5 | 0,75 | 1,2 | 1,5 | 3,0 | 4,0 | 6,0 | 8,0 | 8,0 | 10 | 10 | 10 | 16 | 16 | 16 |
| Диаметър, мм | 0,67 | 0,5 | 0,8 | 1,24 | 1,38 | 1,95 | 2,26 | 2,76 | 3,19 | 3,19 | 3,57 | 3,57 | 3,57 | 4,51 | 4,51 | 4,51 |
Изборът на напречно сечение на проводника за свързване на електрически уреди
към трифазна мрежа 380V
По време на работа на електрически уреди, например електрически двигател, свързан към трифазна мрежа, консумираният ток вече не протича през два проводника, а през три, и следователно количеството ток, протичащ във всеки отделен проводник, е малко по-малко. Това ви позволява да използвате по-малък проводник за свързване на електрически уреди към трифазна мрежа.
За свързване на електрически уреди към трифазна мрежа с напрежение 380 V, например електрически двигател, напречното сечение на проводника за всяка фаза се взема 1,75 пъти по-малко, отколкото за свързване към еднофазна мрежа от 220 V.
внимание, при избора на сечението на проводника за свързване на електродвигателя по отношение на мощността, трябва да се има предвид, че максималната механична мощност, която двигателят може да създаде на вала, а не консумираната електрическа мощност, е посочена на табелката с данни на електрически мотор. Електрическата мощност, консумирана от електрическия мотор, като се вземат предвид ефективността и cos φ, е приблизително два пъти по-голяма от генерираната на вала, което трябва да се вземе предвид при избора на сечението на проводника въз основа на мощността на двигателя, посочена на табелата .
Например, трябва да свържете електрически мотор, който консумира енергия от мрежа от 2,0 kW. Общата консумация на ток от електродвигател с такава мощност в три фази е 5,2 A. Според таблицата се оказва, че е необходим проводник с напречно сечение 1,0 mm 2, като се вземе предвид горното 1,0 / 1,75 = 0,5 mm 2. Следователно, за да свържете електродвигател с мощност 2,0 kW към трифазна мрежа 380 V, ще ви е необходим трижилен меден кабел с напречно сечение на всяко ядро от 0,5 mm 2.
Много по-лесно е да изберете напречното сечение на проводника за свързване на трифазен двигател въз основа на количеството ток, който консумира, което винаги е посочено на табелката. Например, в табелката, показана на снимката, консумацията на ток на двигател с мощност 0,25 kW за всяка фаза при захранващо напрежение 220 V (намотките на двигателя са свързани по схемата "триъгълник") е 1,2 A, и при напрежение 380 V (намотките на двигателя са свързани по схема "звезда") е само 0,7 A. Като вземем силата на тока, посочена на табелката, според таблицата за избор на напречно сечение на проводника за окабеляване на апартамента, ние избираме проводник с напречно сечение 0,35 mm 2 при свързване на намотките на двигателя по схемата "триъгълник" или 0,15 mm 2 при свързване по схемата "звезда".
Относно избора на марка кабел за домашно окабеляване
На пръв поглед изглежда по-евтино да се направи жилищно електрическо окабеляване от алуминиеви проводници, но оперативните разходи поради ниската надеждност на контактите с течение на времето многократно ще надвишат разходите за електрическо окабеляване от мед. Препоръчвам да правите окабеляване изключително от медни проводници! Алуминиевите проводници са незаменими за надземно окабеляване, тъй като са леки и евтини, а когато са правилно свързани, издържат надеждно дълго време.
И кой проводник е по-добре да се използва при инсталиране на електрическо окабеляване, едножилен или многожилен? От гледна точка на способността за провеждане на ток на единица секция и монтаж, едножилният е по-добър. Така че за домашно окабеляване трябва да използвате само едножилен проводник. Многожилният позволява многократно огъване и колкото по-тънки са проводниците в него, толкова по-гъвкав и издръжлив е той. Следователно многожилният проводник се използва за свързване на нестационарни електрически уреди към електрическата мрежа, като електрически сешоар, електрическа самобръсначка, електрическа ютия и всички останали.
След като вземете решение за напречното сечение на проводника, възниква въпросът за марката на кабела за електрическо окабеляване. Тук изборът не е голям и е представен само от няколко марки кабели: PUNP, VVGng и NYM.
PUNP кабел от 1990 г., в съответствие с решението на Glavgosenergonadzor „За забраната за използване на проводници от типа APVN, PPBN, PEN, PUNP и др., Произведени съгласно TU 16-505. 610-74 вместо APV, APPV, PV и PPV проводници в съответствие с GOST 6323-79 * "е забранено за използване.
Кабел VVG и VVGng - медни проводници в двойна PVC изолация, плоска форма. Предназначен за работа при температура на околната среда от -50°C до +50°C, за окабеляване вътре в сгради, на открито, в земята при полагане в тръби. Срок на експлоатация до 30 години. Буквите "ng" в обозначението на марката показват негоримостта на изолацията на проводника. Дву-, три- и четирижилни се произвеждат с напречно сечение на сърцевините от 1,5 до 35,0 mm 2. Ако в обозначението на кабела преди VVG има буквата A (AVVG), тогава проводниците в жицата са алуминиеви.
Кабелът NYM (неговият руски аналог е кабелът VVG), с медни проводници, кръгла форма, с незапалима изолация, отговаря на немския стандарт VDE 0250. Техническите характеристики и обхват са почти същите като кабела VVG. Дву-, три- и четирижилни се произвеждат с напречно сечение на сърцевините от 1,5 до 4,0 mm 2.
Както можете да видите, изборът за окабеляване не е голям и се определя в зависимост от това коя форма на кабела е по-подходяща за монтаж, кръгла или плоска. Кабелът с кръгла форма е по-удобен за полагане през стени, особено ако входът е направен от улицата в стаята. Ще трябва да пробиете дупка, малко по-голяма от диаметъра на кабела, а при по-голяма дебелина на стената това става актуално. За вътрешно окабеляване е по-удобно да използвате VVG плосък кабел.
Паралелно свързване на електрически кабели
Има безнадеждни ситуации, когато спешно трябва да поставите окабеляването, но проводниците от необходимата секция не са налични. В този случай, ако има проводник с по-малка секция от необходимото, тогава окабеляването може да бъде направено от два или повече проводника, като ги свържете паралелно. Основното е, че сумата от секциите на всеки от тях не трябва да бъде по-малка от изчислената.
Например, има три проводника с напречно сечение от 2, 3 и 5 mm 2, но според изчисленията са необходими 10 mm 2. Свържете ги всички паралелно и окабеляването ще издържи ток до 50 ампера. Да, вие сами сте виждали многократно паралелното свързване на по-голям брой тънки проводници за предаване на големи токове. Например, за заваряване се използва ток до 150 A, а за да може заварчикът да контролира електрода, е необходим гъвкав проводник. Изработен е от стотици тънки медни жици, свързани паралелно. В автомобил батерията също е свързана към бордовата мрежа с помощта на същия гъвкав многожилен проводник, тъй като по време на стартиране на двигателя стартерът консумира до 100 A от батерията.И при инсталиране и отстраняване на батерията е необходимо за да вземете проводниците настрани, тоест жицата трябва да е достатъчно гъвкава.
Методът за увеличаване на напречното сечение на електрически проводник чрез паралелно свързване на няколко проводника с различни диаметри може да се използва само в краен случай. При полагане на домашно електрическо окабеляване е допустимо да се свързват паралелно само проводници със същото напречно сечение, взети от един залив.
Онлайн калкулатори за изчисляване на сечението и диаметъра на проводника
С помощта на онлайн калкулатора по-долу можете да решите обратната задача - определете диаметъра на проводника от напречното сечение.
Как да изчислим напречното сечение на многожилен проводник
Многожичният проводник, или както се нарича още многожилен или гъвкав, е едножилен проводник, усукан заедно. За да изчислите напречното сечение на многожилен проводник, първо трябва да изчислите напречното сечение на един проводник и след това да умножите резултата по техния брой.
Помислете за пример. Има многожилен гъвкав проводник, в който има 15 жила с диаметър 0,5 mm. Напречното сечение на едно ядро е 0,5 mm × 0,5 mm × 0,785 \u003d 0,19625 mm 2, след закръгляване получаваме 0,2 mm 2. Тъй като имаме 15 проводника в жицата, за да определим напречното сечение на кабела, трябва да умножим тези числа. 0,2 mm 2 ×15=3 mm 2 . Остава да се определи от таблицата, че такъв многожилен проводник може да издържи ток от 20 A.
Възможно е да се оцени товароносимостта на многожилен проводник, без да се измерва диаметърът на отделен проводник, като се измери общият диаметър на всички многожилни проводници. Но тъй като проводниците са кръгли, между тях има въздушни междини. За да се изключи площта на празнините, резултатът от сечението на проводника, получен по формулата, трябва да се умножи по коефициент 0,91. Когато измервате диаметъра, уверете се, че многожилният проводник не е сплескан.
Нека разгледаме един пример. В резултат на измерванията многожилният проводник е с диаметър 2,0 mm. Нека изчислим неговото напречно сечение: 2,0 mm × 2,0 mm × 0,785 × 0,91 = 2,9 mm 2. Според таблицата (вижте по-долу) определяме, че този многожилен проводник ще издържи ток до 20 A.
Съдържание:От голямо значение в електротехниката е такава стойност като напречното сечение на проводника и товара. Без този параметър е невъзможно да се извършват изчисления, особено тези, свързани с полагането на кабелни линии. Таблицата на зависимостта на мощността от сечението на проводника, използвана при проектирането на електрическо оборудване, помага да се ускорят необходимите изчисления. Правилните изчисления осигуряват нормалната работа на устройствата и инсталациите, допринасят за надеждната и дългосрочна работа на проводниците и кабелите.
Правила за изчисляване на площта на напречното сечение
На практика изчисленията на напречното сечение на всеки проводник не представляват никаква трудност. Достатъчно е просто да използвате дебеломер и след това да използвате получената стойност във формулата: S = π (D / 2) 2, в която S е площта на напречното сечение, числото π е 3,14, а D е измерената диаметър на сърцевината.
В момента се използват предимно медни проводници. В сравнение с алуминия, те са по-удобни за монтаж, издръжливи, имат много по-малка дебелина, със същата сила на тока. Въпреки това, тъй като площта на напречното сечение се увеличава, цената на медните проводници започва да се увеличава и всички предимства постепенно се губят. Следователно, при текуща стойност над 50 ампера, се практикува използването на кабели с алуминиеви проводници. Квадратните милиметри се използват за измерване на напречното сечение на проводниците. Най-често използваните в практиката показатели са площи от 0,75; 1,5; 2,5; 4,0 mm2.
Таблица на сечението на кабела по диаметър на сърцевината
Основният принцип на изчисленията е достатъчността на площта на напречното сечение за нормално протичане на електрически ток през него. Тоест допустимият ток не трябва да нагрява проводника до температура над 60 градуса. Спадът на напрежението не трябва да надвишава допустимата стойност. Този принцип е особено приложим за далекопроводи с голяма дължина и висока сила на тока. Осигуряването на механична якост и надеждност на проводника се извършва благодарение на оптималната дебелина на проводника и защитната изолация.
Напречно сечение на проводника за ток и мощност
Преди да разгледате съотношението на напречното сечение и мощността, трябва да се спрете на индикатор, известен като максимална работна температура. Този параметър трябва да се вземе предвид при избора на дебелината на кабела. Ако този индикатор надвиши допустимата му стойност, тогава поради силно нагряване металът на сърцевините и изолацията ще се стопят и ще се срутят. По този начин работният ток за конкретен проводник е ограничен от неговата максимална работна температура. Важен фактор е времето, през което кабелът ще може да функционира при такива условия.
Основното влияние върху стабилната и дълготрайна работа на проводника е консумацията на енергия и. За бързината и удобството на изчисленията са разработени специални таблици, които ви позволяват да изберете необходимото напречно сечение в съответствие с очакваните условия на работа. Например, с мощност от 5 kW и ток от 27,3 A, площта на напречното сечение на проводника ще бъде 4,0 mm2. По същия начин се избира напречното сечение на кабелите и проводниците при наличие на други индикатори.
Трябва да се вземе предвид и влиянието на околната среда. При температура на въздуха с 20 градуса по-висока от стандартната се препоръчва избор на по-голяма секция, следваща по ред. Същото се отнася и за наличието на няколко кабела, съдържащи се в един сноп, или стойността на работния ток, приближаваща максимума. В крайна сметка таблицата на зависимостта на мощността от сечението на проводника ще ви позволи да изберете подходящите параметри в случай на евентуално увеличаване на натоварването в бъдеще, както и при наличие на големи стартови токове и значителни температурни промени.
Формули за изчисляване на сечението на кабела
Когато инсталирате домашна електрическа мрежа, е важно да изберете правилните проводници.
Материалът и диаметърът на жилата трябва да съответстват на товара, в противен случай ще настъпи прегряване, последвано от топене на изолацията, след това късо съединение и пожар.
Методологията за подбор е описана в тази статия, чиято тема е по мощност: таблица.
Товароносимостта на проводимо ядро се характеризира с максимално допустимата плътност на тока.
Последното се определя като отношението в проводника към неговия . Мерна единица - А/кв. mm (ампери на квадратен милиметър).
Но тъй като силата на тока е свързана с мощността и напрежението (W=U*I), а напрежението е постоянно, тогава е по-удобно да изберете напречното сечение на проводника според мощността на консуматора. В крайна сметка този параметър обикновено се посочва в паспорта или на табелката.
Не е страшно да направите грешка при избора на тел в посока на увеличаване: това ще доведе само до неоправдани материални разходи. Грешка в другата посока е по-скъпа: поради прегряване изолацията се топи, което води до изтичане на ток, последвано от късо съединение и пожар.
Тип и параметър на линията
Максимално допустимата плътност на тока за проводник зависи от 3 фактора:
- проводников материал;
- метод на полагане (външен / скрит);
- броя на фазите, за които е проектиран потребителят.
Електрическото съпротивление на сърцевината зависи от материала, а оттам и количеството топлина, отделена по време на протичане на ток. Електрическата мед има най-малко съпротивление. За алуминия този параметър е 1,73 пъти по-висок. Поради това максималната допустима плътност на тока за алуминиеви проводници е 1,73 пъти по-ниска от тази за медни проводници.
Интензивността на отвеждане на топлината зависи от метода на полагане. При отворен тип проводниците се охлаждат по-добре от тези, поставени в ръкав, кутия или стробоскоп, поради което допустимата плътност на тока за тях се увеличава.
Опции за кабели
Ефектът на фазата е както следва: при еднаква мощност еднофазните и трифазните устройства консумират различни токове. Следователно допустимата плътност на тока за различен брой фази е различна.
Говорейки за допустимата плътност на тока, се разграничават две величини:
- Краткосрочно допустимо: тази плътност на тока, проводникът може да издържи без прегряване за ограничен период от време. Такива претоварвания възникват например при стартиране на електрически двигател.
- Дългосрочно допустимо: ток с такава плътност, сърцевината провежда произволно дълго време, без да се подлага на прегряване.
Според PUE дългосрочната допустима плътност на тока е с 40% по-малка от краткосрочната допустима.
Взема се предвид и предназначението на линията. Електрическата мрежа е разделена на две части:
- осветление;
- мощност.
Електропроводът се изчислява въз основа на натоварването.
Последното издание на Правилата за подреждане и свързване на електрически инсталации (PUE) забранява използването на алуминиеви проводници в жилищни помещения.
Мощност
За линия, която захранва един електрически уред, изборът на секцията не е труден, просто трябва да погледнете и да намерите напречното сечение на сърцевината, съответстващо на известните:
- мощност;
- фази;
- метод на полагане.
Така се избира проводникът за полагане от разпределителното табло към котела или климатика или от съединителната кутия към един от контактите.
Ситуацията е различна, когато към една линия са свързани няколко консуматора. Например, изходна група от няколко точки се захранва от проводник, който включва хладилник, микровълнова печка, електрически нагревател и телевизор.
Ако просто сумирате техните правомощия, напречното сечение на проводника ще се окаже надценено, а самият той ще бъде неоправдано скъп, тъй като устройствата работят по различни начини, а не едновременно.
Следователно, когато се изчислява общото натоварване на линията от няколко потребители, се използват два коефициента - едновременност и търсене.
Коефициент на едновременност (Ko)
Взема предвид, че потребителите обикновено работят по различно време. За различни групи потребители PUE определя свой собствен коефициент на едновременност. Ето, например, как се променя в зависимост от броя на апартаментите, свързани към линията:
Вижда се, че в случай на един апартамент се счита за възможно всички устройства да се включат синхронно - коефициентът на едновременност е равен на единица. Но с увеличаване на броя на апартаментите вероятността за едновременно включване на всички потребители става все по-малка, което се отразява в намаляването на този коефициент.
Фактор на търсене (Kc)
Взема предвид продължителността на устройството. Някои от тях работят постоянно, други се включват от време на време и за кратко. Например, за телевизор коефициентът на търсене е равен на единица, за прахосмукачка - 0,1. Данните за някои потребители са показани в таблицата:
На табелката или в паспорта на потребители, включващи електродвигател или трансформатор, се посочва само полезна мощност (във ватове). Консумираната мощност ще бъде по-висока, тъй като част от нея се изразходва за преодоляване на реактивното съпротивление на намотките (реактивна мощност).
За да се определи общата мощност, полезната мощност трябва да се раздели на cosϕ - тази стойност също е посочена в паспорта и на табелката. Ако не е посочено, можете да вземете средната стойност: cosϕ = 0,7. Общата мощност обикновено се измерва във волт-ампери (VA).
Линеен ток
Ако таблицата е изградена върху тока на натоварване, а не върху мощността, първо я намерете по формулата I \u003d W / U, където: W е мощността на устройството във ватове (W), U е напрежението във волтове ( V) и след това намерете напречното сечение. Мощността се определя, като се вземат предвид корекционните коефициенти, описани по-горе.
Например, когато е свързан нагревател с мощност 1,1 kW, във веригата ще тече ток I = 1100/220 = 5A.
Защитен апарат
В битовите електрически мрежи се използват три вида защитни устройства.
Автоматичен превключвател (VA)
Изключва веригата, ако токът в нея надвишава допустимата стойност.
Предпазва участъка от мрежата от късо съединение и претоварване.
По отношение на функцията VA е подобен на предпазител, но за разлика от него той може да се използва многократно: след отстраняване на неизправността, довела до изключването на машината, тя се връща в работно състояние с помощта на бутон или превключвател.
VA се избира в съответствие с максимално допустимия ток за защитаваната верига и в зависимост от напречното сечение на проводниците.
Превключвател за остатъчен ток или устройство за остатъчен ток (RCD)
Изключва веригата в случай на утечка на ток, т.е. когато потребителят докосне части под напрежение или ако те влязат в контакт със заземен проводник - строителни конструкции, корпус на устройството и др. поради пробив на изолацията.
Те се различават по два параметъра:
- Номинален ток. Това е максималният ток, който може да тече през даден RCD, без да го повреди. Номиналният ток на RCD трябва да бъде поне една стъпка по-висок от номиналния ток на VA, който го защитава (тоест зададен по-горе).
- Чувствителност. Това е минималната стойност на тока на утечка, която причинява задействане на RCD.
Според чувствителността RCD се разделят на следните категории:
- Пожароустойчиви: имат ниска чувствителност от 100, 300 или 500 mA, което не осигурява защита срещу токов удар. Чрез такива RCD, например, е свързано осветление в дървени къщи.
- Защита на хора и животни от токов удар.
RCD и дифузьор
Последните са разделени на две подгрупи с настройка на тока на утечка:
- 10 mA: предназначени за потребители в помещения с висока влажност;
- 30 mA: за консуматори в сухи помещения.
Чрез такива RCD се свързват потребители, които могат да причинят електрически наранявания.За осветление и уреди като климатик, монтирани на недостъпно място, не са необходими.
В продажба има внесени RCD с настройка на тока на утечка от 6 mA. Тази стойност отговаря на стандартите на Европейския съюз и САЩ.
Колкото по-висока е чувствителността на RCD, толкова по-голяма е вероятността от фалшиви положителни резултати (в зависимост от качеството на захранването).
Диференциална машина
Устройство две в едно: комбинирано . Струва по-малко и е по-компактен от две отделни единици.
Избор на проводник
Проводниците с алуминиеви проводници имат подобна маркировка - AVVG. В момента те не се използват в ежедневието, но понякога се срещат в стари къщи.
Най-предпочитаната марка тел VVGng.
Префиксът "ng" показва използването на незапалима изолация. За полагане зад окачен таван, в подова или стенна конструкция се препоръчват проводници с намалено димоотделяне. Те се разпознават по буквите "ls" в маркировката.
Изборът в полза на медни проводници се дължи на следните предимства в сравнение с алуминия:
- ниско електрическо съпротивление: медните проводници се нагряват по-малко и следователно позволяват по-висока плътност на тока;
- пластичност: медната тел може да има напречно сечение от 1,5 квадратни метра. мм и се огъват многократно, докато алуминият се чупи след няколко усуквания, а минималното напречно сечение за него е 2,5 квадратни метра. мм.
Алуминиевите проводници се използват в електропроводи, защото тежат малко и са евтини.
Напречно сечение на кабела по мощност: таблица
В заключение представяме таблица, отразяваща зависимостта на необходимата площ на напречното сечение на проводниците от товара, материала и метода на полагане.
| Избор на сечение на кабела, mm 2 | ||||||||||||
| отворено полагане | Полагане в тръба | |||||||||||
| Мед | Алуминий | Мед | Алуминий | |||||||||
| Ток, А | мощност, kWt | Ток, А | мощност, kWt | Ток, А | мощност, kWt | Ток, А | мощност, kWt | |||||
| 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | mm 2 | 220 V | 380 V | 220 V | 380 V | ||||
| 11 | 2,4 | – | – | – | – | 0,5 | – | – | – | – | – | – |
| 15 | 3,3 | – | – | – | – | 0,75 | – | – | – | – | – | – |
| 17 | 3,7 | 6,4 | – | – | – | 1,0 | – | – | – | – | – | – |
| 23 | 5,0 | 8,7 | – | – | – | 1,5 | 14 | 3,0 | 5,3 | – | – | – |
| 26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 | 2,0 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14 | 3,0 | 5,3 |
| 30 | 6,6 | 11 | 24 | 5,2 | 9,1 | 2,5 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16 | 3,5 | 6,0 |
| 50 | 11 | 19 | 39 | 8,5 | 14 | 6,0 | 34 | 7,4 | 12 | 26 | 5,7 | 9,8 |
Правилният избор на сечение на проводника е преди всичко въпрос на безопасност.В същото време е желателно да се осигури резерв в случай на свързване на нови електрически уреди в бъдеще.
В теорията и практиката изборът на зоната на напречната напречни сечения на проводници за ток(дебелина) се обръща специално внимание. В тази статия, анализирайки референтните данни, ще се запознаем с понятието "секционна площ".
Изчисляване на напречното сечение на проводниците.
В науката понятието "дебелина" на жицата не се използва. В литературните източници се използва терминология - диаметър и площ на напречното сечение. Приложимо на практика се характеризира дебелината на телта секционна площ.
Доста лесно за изчисляване на практика. телена секция. Площта на напречното сечение се изчислява по формулата, като предварително се измерва нейният диаметър (може да се измери с помощта на дебеломер):
S = π(D/2)2,
- S - площ на напречното сечение на проводника, mm
- D е диаметърът на проводимата сърцевина на жицата. Можете да го измерите с дебеломер.
По-удобна форма на формулата за площта на напречното сечение на жицата:
S=0.8D.
Малка корекция - е закръглен фактор. Точната формула за изчисление:
В електрическото окабеляване и електрическата инсталация в 90% от случаите се използва меден проводник. Медната тел има редица предимства пред алуминиевата тел. По-удобен е за монтаж, със същата сила на тока, има по-малка дебелина и е по-издръжлив. Но колкото по-голям е диаметърът площ на напречното сечение), толкова по-висока е цената на медния проводник. Следователно, въпреки всички предимства, ако силата на тока надвишава 50 ампера, най-често се използва алуминиева тел. В конкретен случай се използва тел с алуминиева сърцевина от 10 mm или повече.
Измерено в квадратни милиметри площ на проводника. Най-често на практика (в домакинската електрическа техника) има такива площи на напречното сечение: 0,75; 1,5; 2,5; 4 мм.
Има и друга система за измерване на площта на напречното сечение (дебелината на проводника) - системата AWG, която се използва главно в САЩ. По-долу е таблица на секциитепроводници по системата AWG, както и преобразуването от AWG в мм.
Препоръчително е да прочетете статията за избора на напречно сечение на проводника за постоянен ток. Статията представя теоретични данни и разсъждения за спада на напрежението, за съпротивлението на проводниците за различни секции. Теоретичните данни ще ориентират кое сечение на проводника за ток е най-оптимално за различните допустими падове на напрежението. Също така на реален пример за обект, в статия за спада на напрежението на трифазни кабелни линии с голяма дължина, са дадени формули, както и препоръки как да се намалят загубите. Загубите по проводника са правопропорционални на тока и дължината на проводника. И те са обратно пропорционални на съпротивлението.
Има три основни принципа, които избор на сечение на проводника.
1. За преминаване на електрически ток площта на напречното сечение на проводника (дебелината на проводника) трябва да е достатъчна. Концепцията достатъчно означава, че при преминаване на максимално възможния, в този случай, електрически ток, нагряването на проводника ще бъде допустимо (не повече от 600C).
2. Достатъчно напречно сечение на проводника, така че спадът на напрежението да не надвишава допустимата стойност. Това се отнася главно за дълги кабелни линии (десетки, стотици метри) и големи токове.
3. Напречното сечение на проводника, както и неговата защитна изолация, трябва да осигуряват механична якост и надеждност.
За захранване, например, полилеи, те използват главно електрически крушки с обща консумация на енергия от 100 W (ток малко над 0,5 A).
При избора на дебелината на телта е необходимо да се съсредоточите върху максималната работна температура. Ако температурата бъде превишена, проводникът и изолацията върху него ще се стопят и съответно това ще доведе до разрушаване на самия проводник. Максималният работен ток за проводник с определено напречно сечение е ограничен само от неговата максимална работна температура. И времето, през което жицата може да работи при такива условия.
Следва таблица с напречни сечения на проводници, с помощта на които, в зависимост от силата на тока, можете да изберете площта на напречното сечение на медните проводници. Първоначалните данни са площта на напречното сечение на проводника.
Максимален ток за различни дебелини на медни проводници. Маса 1.
|
Напречно сечение на проводника, mm 2 |
Ток, A, за положени проводници |
||
|
отворен |
в една тръба |
||
|
едно двуядрено |
едно три ядро |
||
Деноминациите на проводниците, които се използват в електричеството, са подчертани. "Един двужилен" - проводник, който има два проводника. Една фаза, втората - нула - това се счита за еднофазно захранване на товара. "Един трижилен" - използва се за трифазно захранване на товара.
Таблицата помага да се определи при какви токове, както и при какви условия се работи проводник на тази секция.
Например, ако на изхода е написано „Max 16A“, тогава към един изход може да се постави проводник с напречно сечение 1,5 mm. Необходимо е да защитите гнездото с превключвател за ток не повече от 16A, дори по-добре 13A или 10 A. Тази тема е обхваната от статията „Относно подмяната и избора на прекъсвач“.
От данните в таблицата се вижда, че едножилен проводник означава, че в близост не преминават повече проводници (на разстояние по-малко от 5 диаметъра на проводника). Когато два проводника са наблизо, като правило, в една обща изолация - двужилен проводник. Тук термичният режим е по-тежък, така че максималният ток е по-малък. Колкото повече са събрани в проводник или сноп от проводници, толкова по-малък трябва да бъде максималният ток за всеки отделен проводник, поради възможността от прегряване.
Тази таблица обаче не е много удобна от практическа гледна точка. Често първоначалният параметър е мощността на потребителя на електроенергия, а не електрическият ток. Следователно трябва да изберете проводник.
Определяме тока, имайки стойността на мощността. За да направите това, разделяме мощността P (W) на напрежението (V) - получаваме тока (A):
I=P/U.
За да определите мощността, имайки индикатор за ток, е необходимо да умножите тока (A) по напрежението (V):
P=IU
Тези формули се използват при активно натоварване (консуматори в жилищни помещения, електрически крушки, ютии). За реактивен товар се използва главно коефициент от 0,7 до 0,9 (за работа на мощни трансформатори, електродвигатели, обикновено в промишлеността).
Следващата таблица предлага първоначалните параметри - консумиран ток и мощност, и определените стойности - сечение на проводника и ток на задействане на защитния прекъсвач.
Въз основа на консумация на енергия и ток - избор площ на напречното сечение на проводникаи автоматичен превключвател.
Познавайки мощността и тока, в таблицата по-долу можете изберете размер на проводника.
Таблица 2.
|
Макс. мощност, |
Макс. ток на натоварване, |
напречно сечение |
машинен ток, |
Критичните случаи в таблицата са маркирани в червено, в тези случаи е по-добре да играете на сигурно, без да пестите от жицата, като изберете по-дебела жица от посочената в таблицата. И токът на машината, напротив, е по-малък.
От таблицата можете лесно да изберете напречно сечение на проводника за ток, или напречно сечение на проводника по мощност. Изберете прекъсвач за дадения товар.
В тази таблица всички данни са дадени за следния случай.
- Монофазни, напрежение 220 V
- Околна температура +300C
- Полагане във въздуха или кутия (разположена в затворено пространство)
- Трижилен проводник, в обща изолация (тел)
- Използва най-често срещаната TN-S система с отделен заземяващ проводник
- В много редки случаи консуматорът достига максимална мощност. В такива случаи максималният ток може да действа постоянно без отрицателни последици.
Препоръчва се изберете по-голяма секция(следващ по ред), в случаите, когато температурата на околната среда ще бъде с 200C по-висока или ще има няколко проводника в снопа. Това е особено важно в случаите, когато стойността на работния ток е близка до максималната.
В съмнителни и спорни моменти като:
големи стартови токове; възможно бъдещо увеличаване на натоварването; пожароопасни помещения; големи температурни разлики (например жицата е на слънце), е необходимо да се увеличи дебелината на проводниците. Или за надеждна информация вижте формули и справочници. Но по принцип табличните референтни данни са приложими за практиката.
Също така дебелината на жицата може да се установи по емпиричното (експериментално получено) правило:
Правилото за избор на площта на напречното сечение на проводника за максимален ток.
Необходими площ на напречното сечение за меден проводник, въз основа на максималния ток, може да се избере с помощта на правилото:
Необходимата площ на напречното сечение на проводника е равна на максималния ток, разделен на 10.
Изчисленията съгласно това правило са без марж, така че резултатът трябва да бъде закръглен до най-близкия стандартен размер. Например имате нужда от сечение на проводника mm, а токът е 32 ампера. Необходимо е да вземете най-близкия, разбира се, в голямата посока - 4 мм. Може да се види, че това правило е добре в рамките на табличните данни.
Трябва да се отбележи, че това правило работи добре за токове до 40 ампера. Ако токовете са по-големи (извън жилищните помещения такива токове са на входа) - трябва да изберете проводник с още по-голям запас и да го разделите не на 10, а на 8 (до 80 A).
Същото правило важи и за намиране на максималния ток през меден проводник, ако неговата площ е известна:
Максималният ток е равен на площта на напречното сечение, умножена по 10.
Относно алуминиевата тел.
За разлика от медта, алуминият е по-малко проводим на електричество. За алуминий ( тел със същия размер, като мед), при токове до 32 A максималният ток ще бъде по-малък от този за мед с 20%. При токове до 80 A алуминият пропуска ток по-лошо с 30%.
Основно правило за алуминий:
Максималният ток на алуминиевата жица е секционна площ, умножете по 6.
Със знанията, получени в тази статия, можете да изберете проводник според съотношенията "цена / дебелина", "дебелина / работна температура", както и "дебелина / максимален ток и мощност".
Основните моменти относно площта на напречното сечение на проводниците са подчертани, но ако нещо не е ясно или има какво да добавите, пишете и питайте в коментарите. Абонирайте се за блога на SamElectric, за да получавате нови статии.
Към максималния ток, в зависимост от площта на напречното сечение на проводника, германците имат малко по-различно отношение. Препоръката за избор на прекъсвач (защитен) се намира в дясната колона.
Таблица на зависимостта на електрическия ток на прекъсвача (предпазител) от секцията. Таблица 3
Тази таблица е взета от "стратегическо" индустриално оборудване, което следователно може да създаде впечатлението, че германците играят на сигурно.
