Gc-helper.ru

ГК Хелпер
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подбор кабеля по току нагрузки

Пример выбора сечения кабеля 10кВ

Выбор кабелей 10 кВ немного отличается от выбора кабелей 0,4 кВ. Здесь есть некоторые особенности, о которых нужно знать. Также хочу представить свою очередную вспомогательную программу, с которой выбор сечения кабелей 10 кВ станет проще.

Еще в далеком 2012 г у меня была статья: Как правильно выбрать сечение кабеля напряжением 6 (10) кВ? На тот момент я не владел теми знаниями, которые есть у меня сейчас, поэтому данная статья является дополнением.

Задача: выбрать кабель для питания трансформаторной подстанции 250 кВА. Расстояние от точки питания (РУ-10кВ, ТП проходного типа) до проектируемой КТП – 200 м. Объект в городской черте.

Первое, с чем необходимо определиться: тип кабеля.

Я решил применить кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена.

Полезная информация из каталога:

Кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для эксплуатации при прокладке в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается прокладка этих кабелей на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий.

Прокладка одножильного кабеля в стальной трубе не допускается.

Кабели указанных марок с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки в земле, а также в воде (в несудоходных водоемах) — при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.

Кабели марок ПвПу, АПвПу, ПвБП, АПвБП, в том числе с индексами «г», «2г», «гж» и «2гж» предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс, содержащих более 4 поворотов под углом свыше 30 градусов или прямолинейные участки с более чем 4 переходами в трубах длиной свыше 20 м или с более чем 2 трубными переходами длиной свыше 40 м.

Кабели марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, ПвБВ, АПвБВ, ПвБВнг-LS, АПвБВнг-LS могут быть проложены в сухих грунтах (песок, песчано-глинистая и нормальная почва с влажностью менее 14%).

Кабели марок ПвВнг-LS, ПвБВнг-LS могут быть использованы для прокладки во взрывоопасных зонах классов В-I, B-Ia; кабели марок АПвВнг-LS,

АПвБВнг-LS – во взрывоопасных зонах В-Iб, В-Iг, B-II, B-IIa.

Кабели предназначены для прокладки на трассах без ограничения разности уровней.

Исходя из рекомендаций, выбор мой остановился на АПвБП. В этой статье не буду рассматривать стоимость различных марок кабелей.

Далее нам необходимо определиться с сечением кабеля.

Сечение кабеля 6 (10) кВ выбирают на основании расчетного тока линии, длины линии, тока трехфазного КЗ на шинах питания, времени срабатывания защиты, материала изоляции и жилы кабеля.

Основные проверки, которые нужно выполнить при выборе сечения кабеля 6 (10) кВ:

1 Проверка кабеля по длительно допустимому току.

2 Проверка кабеля по экономической плотности тока.

3 Проверка кабеля по термической устойчивости току трехфазного КЗ.

4 Проверка по потере напряжения (актуально для больших длин).

5 Проверка экрана кабеля на устойчивость току двухфазного КЗ (при наличии).

Для упрощения выбора сечения кабеля я сделал программу: расчет сечения кабеля 6 (10) кВ.

Внешний вид программы:

Программа для расчета сечения кабеля 6 (10)кВ

Более подробно о программе и выборе сечения кабеля смотрите в видео:

Выбор сечения кабеля:

Изначально выбираем кабель по расчетному току: АПвБП- (3×35) 16. Расчетный ток в нашем примере всего около 15 А. По экономической плотности тока выходит и вовсе 10 мм2.

При проверке кабеля на термическую устойчивость минимальное сечение получается 29 мм2. Здесь стоит отметь, ток трехфазного КЗ я принял 10 кА, т.к. сейчас в отпуске и нет возможности запросить данное значение в РЭСе, а в ТУ не указано. Согласно ТУ необходимо предусмотреть КСО с выключателем нагрузки (для установки в подключаемой ТП). Выключатель нагрузки я применил с предохранителями типа ПКТ на 40 А.

Согласно время-токовой характеристике предохранителя ПКТ, время отключения составит не более 0,01 с. Я решил перестраховаться и принял время 0,1 с.

Для расчета потери напряжения можно использовать программу: расчет потери напряжения в трехфазных сетях с учетом индуктивного сопротивления. В моем случае нет смысла проверять кабель на потери напряжения.

Экран выбранного кабеля способен выдержать ток двухфазного КЗ.

На основании всех расчетов и с учетом того, что ток трехфазного КЗ мне пришлось принять самому я решил подстраховаться и выбираю кабель АПвБП- (3×50) 16, за что от вас получу справедливую критику =) Попытаюсь запросить дополнительную информацию в РЭСе и сделаю новый расчет, который с этой программой займет пару минут.

На подготовку данного материала у меня ушло около двух дней. Но, с этими знаниями вы сможете сделать подобную программу значительно быстрее.

Расчёт сечения провода, кабеля

Материал изготовления и сечение проводов (правильнее будет площади сечения проводов) является, пожалуй, главными критериями, которыми следует руководствоваться при выборе проводов и силовых кабелей.

Напомним, что площадь поперечного сечения (S) кабеля вычисляется по формуле S = (Pi * D2)/4, где Pi – число пи, равное 3,14, а D – диаметр.

Почему так важен правильный выбор сечения проводов? Прежде всего, потому, что используемые провода и кабели – основные элементы электропроводки вашего дома или квартиры. А она должна отвечать всем нормам и требованиям надёжности и электробезопасности.

Главным нормативным документом, регламентирующим площадь сечения электрических проводов и кабелей являются Правила Устройства Электроустановок (ПУЭ). Основные показатели, определяющие сечение провода:

  • Металл, из которого изготовлены токопроводящие жилы
  • Рабочее напряжение, В
  • Потребляемая мощность, кВт и токовая нагрузка, А

Так, неправильно подобранные по сечению провода, не соответствующие нагрузке потребления могут нагреваться или даже сгореть, просто не выдержав нагрузки по току, что не может не сказаться на электро- и пожаробезопасности вашего жилья. Случай очень частый, когда в целях экономии или по каким-либо другим причинам используется провод меньшего, чем это необходимо сечения.

Руководствоваться при выборе сечения провода поговоркой «кашу маслом не испортишь» тоже не стоит. Применение проводов большего, чем это действительно нужно сечения приведёт лишь к большим материальным затратам (ведь по понятным причинам их стоимость будет больше) и создаст дополнительные сложности при монтаже.

  1. Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей
  2. Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей
  3. Таблицы выбора сечения проводов
  4. Выбор сечения кабеля или провода. Ошибки
  5. Как определить сечение провода? Несколько способов, пример расчета
  6. Подбор автоматов и сечения кабеля по мощности

Расчет площади сечения медных жил проводов и кабелей

Так, говоря об электропроводке дома или квартиры, будет оптимальным применение: для «розеточных» – силовых групп медного кабеля или провода с сечением жил 2,5 мм2 и для осветительных групп – с сечением жил 1,5 мм2. Если в доме имеются приборы большой мощности, напр. эл. плиты, духовки, электрические варочные панели, то для их питания следует использовать кабели и провода сечением 4-6 мм2.

Предложенный вариант выбора сечений для проводов и кабелей является, наверное, наиболее распространенным и популярным при монтаже электропроводки квартир и домов. Что, в общем-то, объяснимо: медные провода сечением 1,5 мм2 способны «держать» нагрузку 4,1 кВт (по току – 19 А), 2,5 мм2 – 5,9 кВт (27 А), 4 и 6 мм2 – свыше 8 и 10 кВт. Этого вполне хватит для питания розеток, приборов освещения или электроплит. Более того, такой выбор сечений для проводов даст некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например, при добавлении новых «электроточек».

Расчет площади сечения алюминиевых жил проводов и кабелей

При использовании алюминиевых проводов следует иметь в виду, что значения длительно допустимых токовых нагрузок на них гораздо меньше, чем при использовании медных проводов и кабелей аналогичного сечения. Так, для жил алюминиевых проводов сечением 2, мм2 максимальная нагрузка составляет чуть больше 4 кВт (по току это – 22 А), для жил сечением 4 мм2 – не более 6 кВт.

Не последний фактор в расчете сечения жил проводов и кабелей – рабочее напряжение. Так, при одинаковой мощности потребления электроприборов, токовая нагрузка на жилы питающих кабелей или проводов электроприборов, рассчитанных на однофазное напряжение 220 В будет выше, чем для приборов, работающих от напряжения 380 В.

Читать еще:  Регулятор тока для светодиодов в авто 1

Вообще, для более точного расчета нужных сечений жил кабелей и проводов необходимо руководствоваться не только мощностью нагрузки и материалом изготовления жил; следует учитывать также способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в кабеле и т. д. Все эти факторы в полной мере определены основным регламентирующим документом – Правилами Устройства Электроустановок.

Таблицы выбора сечения проводов

«>Медные провода
«>

В расчете использовались данные из таблиц ПУЭ

Выбор сечения кабеля или провода. Ошибки

Как определить сечение провода? Несколько способов, пример расчета

Подбор автоматов и сечения кабеля по мощности

Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения

Внимание!

Перед использованием таблицы расчета, просим внимательно прочитать нижеприведенные рекомендации и принципы расчетов. Будьте внимательны при внесении исходных данных и проверяйте все поля ввода и выбора данных.

Полученные результаты носят рекомендательный характер и должны быть проверены по методикам, принятым на Вашем предприятии!

В случае расхождения результатов просим сообщить комбинацию входных данных и полученные результаты для выработки общей методологии на электронный адрес mail@electromirbel.ru или miroshko@i.com.ua .

Возможности программы:

  • Подбор сечения кабеля и провода в зависимости от нагрузки (исходными данными является сила тока или мощность), от потерь напряжения и нагрева.
  • Расчет максимальной нагрузки кабеля и провода заданного сечения.
  • Расчет потерь и максимальных параметров линии.
  • Подбор автоматического выключателя для заданной нагрузки потребителя и для всей линии.

Задавать потребляемую мощность для двигателя рекомендуется только тогда, когда неизвестен потребляемый ток. Соотношения между напряжением, током и мощностью в однофазной (фаза-ноль) и двухфазной (фаза-фаза) цепях:

P = U * I * cos(φ)

в трехфазной цепи:

P = √3 * U * I * cos(φ)

Коэффициент запаса применяется для тока и является общим для расчета по тепловым нагрузкам и по потерям. 1.3 — рекомендуемое значение. Для ответственных участков он должен быть увеличен, для неответственных — может быть уменьшен. Сечение выбирается для тока с запасом, все остальные расчеты ведутся по номинальному току.

Если количество одновременно нагруженных проводников , проложенных в трубах , кабельных каналах , а также в лотках пучками, будет более четырех, то табличные значения максимального тока умножаются на поправочный коэффициенты: 0.68 при 5 и 6 проводниках, 0.63 — при 7-9, 0.6 — при 10-12. Сечения выбираются с учетом действия этого коэффициента. Результирующий ток выводится в колонке результатов как Imax для полученных сечений и представляет для выбранного проводника при выборе по нагреву максимальный ток по нагреву, при выборе по потерям и при паритете — максимальный по потерям, но не выше тока по нагреву.

Тепловые нагрузки приняты из расчета нагрева жил до 65°С при температуре окружающей среды +25 ° С.

При определении количества проводов , прокладываемых в одной трубе, нулевой рабочий провод четырехпроводной системы трехфазного тока (или заземляющий провод) в расчет не входит. Однофазные и двухфазные потребители питаются по двум проводам.

Поле учета температуры среды , основано на таблице 1.3.3 ПУЭ , которая применяется к другим видам кабелей. Однако учет этого параметра представляется благоразумным и для рассматриваемых видов. Если Вы считаете такую коррекцию излишней, то оставьте в этом поле значение «Авто» и оно не будет оказывать влияние на результат.

Тепловой расчет ведется на основании таблиц ПУЭ и ГОСТ 16442-80:

ПУЭ,1.3.4. «Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами»,

ПУЭ,1.3.5. «Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами»,

ПУЭ, Таблица 1.3.6. «Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных»,

ПУЭ, Таблица 1.3.7. «Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных»,

ПУЭ, Таблица 1.3.8. «Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами»,

ГОСТ 16442-80, Таблица 23. «Допустимые токовые нагрузки кабелей [с медными жилами] с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А»,

ГОСТ 16442-80, Таблица 24. «Допустимые токовые нагрузки кабелей [с алюминиевыми жилами] с изоляцией из полиэтилена и поливинилхлоридного пластиката, А».

Расчет по потерям ведется из расчета потерь на активном сопротивлении провода. Сечение и максимальная длина выбирается для тока с запасом, расчет потерь ведется по номинальному току. Максимально допустимое значение потерь указано в паспорте потребителя. Типовое значение — «-10%», рекомендуемое для расчетов — «-5%», для компрессоров кондиционеров допустимое значение потерь — «-2%».
Потери в одно- и двухфазных цепях (потери на обоих проводах):

Δ[%] = (2 * I * L * ρ * 100) / (U * S)

в трехфазной (потери на одном (фазном) проводе):

Δ[%] = (I * L * ρ * 100) / (U * S)

В формулах приняты следующие обозначения:

I — ток в линии, А

U — номинальное напряжение, В

Δ[%] — потери напряжения на проводнике, %

L — длина линии в одном направлении, м

S — сечение проводника, мм 2

ρ — удельное сопротивление материала проводника, ом*мм 2 /м

cos(φ) — косинус сдвига фаз между током и напряжением, б/р

В случае, если на трассе имеются разнородные по виду проводки участки, расчет ведется по участку, расположенному в меню выше.

Токи для кабелей и шнуров малых сечений, отсутствующие в таблице в ПУЭ , получены путем экстраполяции.

При вводе пользователем рабочего напряжения автовыбор при смене фазности для потребителей «Двигатель» и «ТЭН, лампа» отменяется. Признаком введения напряжения и косинуса фи пользователем является отсутствие пробела перед значением и/или отличие от стандартных значений. Для возврата к автовыбору необходимо выбрать потребителя с указанным напряжением питания или вставить в поле ввода напряжения значений «400», «230» или «12».

При вводе тока нагрузки или мощности тот параметр, против которого нажата радиокнопка остается неизменным при изменении других влияющих на результат данных, таких как напряжение, косинус фи, фазность.

При проверке кабеля заданного сечения , находится ток через него, удовлетворяющий обоим условиям: при потерях меньше заданных — по нагреву, при равенстве — паритет. При потерях, превышающих заданные вычисляется ток, при котором потери остаются в допуске. При любом заданном сечении выбор по нагреву ведется только в пределах таблицы. Промежуточные сечения, т.е. не представленные в таблице по нагреву приводятся к ближайшему меньшему значению, по потерям принимаются равными введенным.

При проверке кабеля заданного сечения , коэффициент запаса применяется для снижения максимально допустимого тока, а длина трассы остается заданной. Потери вычисляются для заданной длины и максимально допустимого тока с запасом.

В режиме » Расчет потерь и максимальных параметров линии « программа вычисляет длины и потери по фактически введенным значениям сечения или диаметра, а тепловую нагрзку — по ближайшему меньшему сечению. Параметры, которые превышают допустимые, выводятся красным цветом.

Накопительные потери рассчитываются для нагрузок, которые включены в одну линию и распределены по ее длине. Для добавления потерь участка в общий результат нажмите кнопку «Добавить». Для исключения последней строки из общего результата — нажмите «Удалить». В таблице в колонку в колонку «I» заносится ток узла (сумма токов последующих узлов), во все остальные колонки — данные для указанного узла. Колонка «L» содержат длины каждого сегмента, «%» — реальные потери в каждом сегменте.
Ввод данных начинается с первого узла, последующие добавляются по мере необходимости.

Расчеты ведутся с определенной точностью и округляются, поэтому проходы вперед и назад в общем случае не абсолютно равны. Для обнуления результата нажмите кнопку «Сброс». Сброс также производится, когда откат достигает нулевого узла.

Lost(%) = ((U0-Ui)/U0)*100

Номинал автоматического выключателя выбирается по одному из критериев:

  • «Автомат по линии» — номинал автомата защиты берется ближайший меньший от максимально допустимого тока для проводника данного сечения. Если этот номинал ниже заданного рабочего тока нагрузки, то считается, что для данной комбинации сечения и нагрузки подобрать автомат нельзя.
  • «Автомат по нагрузке» — номинал автомата защиты берется ближайший больший от заданного тока нагрузки. Если этот номинал выше максимально допустимого тока для проводника данного сечения, то считается, что для данной комбинации сечения и нагрузки подобрать автомат нельзя.

Попробуйте изменить коэффициент запаса, произведите расчеты в других режимах и/или для проводника следующего стандартного сечения или, ориентируясь на полученные токи, выберите автомат самостоятельно.

Характеристика автомата выбирается «B» для потребителей с cos(φ)=1 и «C» если он меньше 1.

Если у Вас двигатель с тяжелым режимом пуска, самостоятельно выберите характеристику «D».

Полюсность автомата выбирается по фазности линии: «1р» — для однофазной нагрузки, «2р» — для нагрузки, подключенной к двум фазам, «3р» — для трехфазной нагрузки. Если Вам нужно отключать и ноль, то добавьте один полюс — «+N» — самостоятельно.

Расчет сопротивления ведется для одного проводника при трехфазной сети и для двух проводников для двух- и однофазной сетей.

Последнее изменение 22.10.2013 г.

Компания «Электромир» выражает благодарность в предоставлении данной формы Мирошко Леониду leonid@climate.com.ua

Данная версия также доступна на странице http://miroshko.kiev.ua/wiresel/wiresel_mini.html

Понравилась эта страница? Поделись ссылочкой с друзьями:

Расчёт сечения кабеля по мощности и току. Таблица расчета мощности кабеля

Сечение кабеля на срезе стандартизировано во всех странах. Это касается и государств СНГ, и Европы. Регулирует этот вопрос в нашей стране документ «Правила устройства электроустановок», которые называют ПУЭ. Расчет сечения кабеля по мощности выбирается при помощи специальных таблиц. Конечно, многие просчитывают необходимые параметры проводника «на глаз», но это не совсем правильно. Для каждой квартиры этот показатель может быть разным. Это связано с количеством электрических потребителей и их мощностью. Без грамотного расчета может произойти множество неприятных ситуаций, дорогостоящий ремонт как проводки, так и квартиры.

Устройство кабеля

Чтобы определить сечение кабеля по мощности, следует понимать его принцип и устройство. Его можно сравнить, например, с водяным или газовым трубопроводом. Точно так же, как по этим коммуникациям, по электропроводнику протекает поток. Его мощность ограничивает сечение проводника.

Сечение кабеля при помощи показателя мощности может быть выполнено неправильно в двух случаях:

  1. Токоведущий канал будет слишком узким. Это приведет к возрастанию плотности тока и, следовательно, к перегреву изоляции. Такое состояние проводника через время будет характеризоваться наличием слабых мест, где возможна утечка. Такое состояние канала может стать причиной пожара.
  2. Слишком широкая токоведущая жила. Это, конечно, не самый плохой вариант. Простор транспортировки электрического потока позволит более функционально и долговечно использовать проводник. Однако с возрастанием сечения увеличивается и стоимость кабеля.

Первый вариант представляет собой опасность для жизни, здоровья и имущества. Второй способ безопасен, но материалы довольно дорого обойдется при покупке.

Простой способ

Расчет сечения кабеля по мощности опирается на всем известный закон, разработанный Омом. Он сообщает, что сила протекания тока, умноженная на напряжение, будет равна мощности. Напряжение в быту считается постоянной величиной. В однофазной сети она равна 220 В. Поэтому для определения сечения кабеля по показателю тока, а также мощности остаются всего две переменные.

Далее рассчитываются значения тока и предполагаемую нагрузку. Причем размер кабеля по его мощности можно будет выбрать по таблице ПУЭ. Этот показатель рассчитывают для провода, подходящего к розеткам. Традиционно для линий освещения прокладывают провод поперечным сечением в размере 1,5 мм 2 .

Однако случается, что к розеточной группе подключают такие устройства, как фен, микроволновка, электрочайник и т. д. Необходимо распределять нагрузку и правильно просчитывать сечение кабеля по показателям мощности, соотнеся диаметр и нагрузку.

Если нет возможности разбить розеточные группы, то многие электрики порекомендуют сразу же установить кабель с медной жилой до 6 мм 2 .

Площадь сечения и диаметр

Расчет сечения кабеля по мощности, диаметр и нагрузка не являются равноценными понятиями. Первый показатель рассчитывается в мм 2 , а вторая — просто в мм. Выбирать мощность и допустимую силу току по таблице можно как по сечению кабеля, так и по его диаметру.

Если в таблице учитывается только размер площади сечения в мм 2 , а есть данные только о диаметре кабеля, недостающий показатель можно найти по следующей формуле:

S = 3,14D 2 /4 = 0,785D 2 ,

где: S — сечение провода, а D — диаметр.

Если же провод в сечения не круглый, а прямоугольный, его площадь сечения рассчитывают перемножением длины на ширину (точно так же, как площадь прямоугольника).

Расчет на основе нагрузки

Расчет сечения провода кабеля проще всего выполнить путем суммирования мощностей всех агрегатов, которые будут подключены к линии. Для этого потребуется выполнить определенную последовательность действий.

Сначала определяется, какие электрические приборы станут использоваться в жилище, какие из них вероятно станут функционироать одновременно. Далее необходимо заглянуть в техпаспорта каждого из этих агрегатов. Потребуется подсчитать сумму мощностей тех электрических потребителей, которые должны работать одновременно.

Затем показатель, полученный в результате проведенных вычислений, округляется в большую сторону. Это обеспечит безопасный запас мощности электропроводки. Рассчитывается сечение провода или кабеля выполняется далее при помощи таблиц ПУЭ.

Аналогичным способом можно суммировать силу тока, которая указывается в техпаспортах электрического оборудования. Производится округление и поиск по таблице расчета мощности.

Таблица мощности, тока и сечения медных проводов

ПУЭ предлагают просчитать сечение кабеля по мощности, выбор по таблице которого следует выполнять исходя из типа материала проводника. Для меди она имеет следующий вид.

Согласно ПУЭ, в жилых зданиях необходимо использовать только медные жилы для обустройства проводки. Питание некоторого электрического оборудования, которое относится к инженерным типам приемников, может подключаться к сети жилами из алюминия сечением не меньше 2,5 мм 2 .

Таблица мощности, тока и сечения алюминиевых проводов

Длина и сечение

Расчет сечения кабеля по мощности просто необходимо использовать для определения его длины. Эти данные важны при создании удлинителей большой длины. Полученные точные значения необходимо при этом увеличивать на 10-15 см. Этот запас необходим для осуществления коммутации при помощи пайки, сварки или обжима.

В строительстве рассчитывается сечение кабеля по показателям мощности и длины на этапе проектирования электропроводки. Это очень важно, особенно для тех коммуникаций, которые будут подвергаться значительным или дополнительным нагрузкам.

В быту расчет длины провода производят по следующей формуле:

  • Р — мощность (Вт);
  • I — сила тока (А);
  • U — напряжение (В);
  • cosφ — коэффициент, который равен 1.

Сечение кабеля предварительно следует найти в таблице. Формула поможет определить правильную длину провода.

Плотность тока

Сила тока варьируется в интервале 6-10 А, который был выведен опытным путем. Эта величина рассчитывается для тока, протекающего по 1 мм 2 медной жилы.

Согласно кодексу ПУЭ, для каждого провода отводится запас в 40% на безопасный для оболочки перегрев. Если величина 6 А характеризует работу представленного проводника бесконечно длительный термин без ограничений по времени, то показатель 10 А подходит для краткосрочного протекания тока по жиле.

Если по медному проводнику 1 мм 2 протекает ток 12 А, ему будет тесно в такой жиле. Это приведет к увеличению плотности тока. Жила начнет нагреваться и будет плавить изоляцию.

Поэтому такие расчеты обязательны при выборе сечения кабеля для каждого типа проводки.

Ознакомившись с методиками, позволяющими выполнить расчет сечения кабеля по мощности и силе тока, можно проложить или отремонтировать старую проводку, которая прослужит длительный срок и будет полностью безопасна для проживающих в доме людей. Множество довольно несложных, но действенных способов помогут точно определиться с необходимым размером сечения для электросети.

Расчёт сечения кабеля по мощности, току и температуре

От того как правильно будет выбрано сечения кабеля для проведения электромонтажных работ зависит пожаробезопасность и гарантия долгой и надёжной работы кабельной продукции. Чтобы правильно выбрать сечение кабеля необходимо немного углубится в теорию. Сечение кабеля можно рассчитать разными способами.
Расчет сечения по мощности потребителей
Расчет сечения кабеля зависит от общей мощности потребителей. Формула для вычисления мощности:
P = (P1+P2+..PN)*K*J
P — общая мощность всех потребителей, подключенных к кабелю в Ваттах.
P1, P2, .. PN — мощность каждого потребителя.
K- безразмерный коэффициент одновременности, указывает на то сколько потребителей одновременно могут работать по данному кабелю. Маловероятно, чтобы все потребители одновременно расходовали электроэнергию. Из практики коэффициент можно принять равным 0,8. При использовании всех потребители одновременно, коэффициент будет равным 1.
J – безразмерный коэффициент запаса. Коэффициент учитывает запас по мощности для подключения будущих потребителей. Обычно коэффициент принимается равным от 1,5 до 2,0.

Мощность потребителей указывается на бирке или в паспорте к оборудованию и состоит из активной и реактивной мощности. Оборудование с активной мощностью всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД, превращает в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид. К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, утюги, электроплиты и т.д.
Формула для расчета активной мощности:
P = U * I
P – мощность в Вт.
U – напряжение в В.
I – сила тока в А.
Реактивная нагрузка делится на индуктивную или емкостную. Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели), то ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности от полной мощности, которая могла бы быть передана в нагрузку. Реактивная мощность зависит от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения выражают через cosφ. Для расчета полной мощности оборудования применяют формулу:
P = Pр / cosφ
– реактивная мощность в Вт.
Например в паспорте оборудования указывается реактивная мощность 2000Вт и cosφ = 0,7. Следовательно полная мощность потребление данного оборудования будет равна:
P = 2000 / 0,7 = 2857 Вт.
Если cosφ не указан для данного прибора, то его можно принять равным 0,7, как для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения. После определения общей мощности потребителей определяем сечение кабеля по таблице приведенной ниже.

Сечение кабеля всегда нужно выбирать в большую сторону значения мощности.

Расчет сечения кабеля геометрическим способом

Площадь поперечного сечения кабеля – сечение жилы измеряется в мм2. Бывают случаи, когда необходимо узнать сечение кабеля по диаметру проволоки проводника. Есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:
S = π*R2 = π*D2/4, или наоборот D = √(4*S / π)
S – площадь провода в мм2
R – радиус провода в мм
D – диаметр провода в мм
π — число пи, равное 3,14
Для монолитного проводника прямоугольного сечения формула:
S = h * m
S – площадь проводника в мм2
h, m – ширина и высота соответственно в мм
Для многожильного провода, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, есть формула:
S = N*D2/1,27
S – площадь провода в мм2
D – диаметр одной проволочки в мм
N – число проволочек в жиле
Проводимость многожильного провода немного лучше, чем у монолитного. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения. Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. С другой стороны монолитные провода дешевле и их применяют их в основном для стационарного монтажа.

Расчет сечения по току

Расчеты сечения кабеля можно так же произвести по току потребления. Такие вычисления позволяют оценить общее влияние различных факторов на кабель, в числе которых тепловая нагрузка, марка проводов, тип прокладки, условия эксплуатации т.д. Расчет производится поэтапно:
1. Расчет мощности всех потребителей;
2.Расчет токов, проходящих по проводнику;
3. Выбор подходящего поперечного сечения по таблицам.
При этом варианте расчёт мощности потребителей производится без учета поправочных коэффициентов. Коэффициенты будут учтены при суммировании силы тока.
Формула для расчета силы тока:
I = P/Uл
I — cила тока в амперах
P — мощность в ваттах
— линейное напряжение в вольтах.
Значение линейного напряжения зависит от источника электроснабжения и бывает одно- и трехфазным. Формула для расчета:
Uл = U * cosφ в случае однофазного напряжения
Uл = U * √3 *cosφ в случае трехфазного напряжения
Обычно для бытовых электрических потребителей принимают cosφ=1, следовательно:
Uл = 220В для однофазного напряжения
Uл = 380В для трехфазного напряжения
Высчитываем ток каждого потребителя и далее суммируем все потребляемые токи по формуле:
I = (I1+I2+…IN)*K*J
I – суммарная сила тока в амперах
I1..IN – сила тока каждого потребителя в амперах
K – коэффициент одновременности.
J – коэффициент запаса.
Коэффициенты K и J аналогичны, тем которые были применены при расчете полной мощности.

Выбор подходящего сечения кабеля по таблицам
Существуют правила эксплуатации электроустановок (ПЭУ) в них приведены ряд таблиц для выбора требуемого сечения жилы кабеля. Перейдем к их рассмотрению.
Следующие две таблицы показывают зависимость сечения проводников от токов и способа укладки.

Из таблиц видно, что от способа укладки зависит предельная сила тока, которую пропускает проводник определенного сечения. Это связано с тем, что идет нагрев провода или кабеля и увеличивается его сопротивление. Соответственно чем больше провода или кабеля уложено в один лоток или трубу, тем меньше он охлаждается, повышается температура, растет его внутреннее сопротивление и это ведет к уменьшению пропускаемого тока. Нулевая и заземляющая жилы в количество жил не входят.

Следующие две таблицы показывают зависимость сечения проводника от допустимого длительного тока при прокладке его в земле.

Как видим из таблиц , что токовая нагрузка различаются в зависимости от прокладки открытым способом и при углублении в землю. Их принимают равными, если прокладка кабеля в земле проводится с применением лотков.
При прокладке кабелей в грунте необходимо учитывать помимо теплоотводных свойств так же удельное сопротивление по следующей таблице.

Характеристика землиУдельное сопротивление см-К/ВтПоправочный коэффициент
Песок влажностью более 9% песчано-глинистая почва влажностью более 1%801,05
Нормальная почва и песок влажностью 7- 9% песчано-глинистая почва влажностью 12-14%1201,00
Песок влажностью более 4 и менее 7% песчано-глинистая почва влажностью 8-12%2000,87
Песок влажностью до 4% каменистая почва3000,75

Есть так же таблица для определения сечения для временных линий снабжения электроэнергией
(переноски, если для частного пользования).

Эта таблица для расчета сечения только медных гибких (проводов, шнуров и кабелей).

Рассмотрим пример расчета сечения проводника по току.
Задача: рассчитать необходимое сечение медного кабеля для подключения: трехфазного фрезерного станка мощностью 5000Вт; трехфазного сварочного аппарата мощностью 4000Вт; компьютерной и бытовой техники общей мощностью 20000Вт; Подключение — пятижильным кабелем (три жилы фазные, одна нулевая и одна заземление), проложенным в земле.
Расчет ведется по шагово:
1. Расчет линейного напряжения для трехфазного подключения:
Uл = 220 * √3 = 380В
2. Расчет мощности отдельно для бытовой техники и оборудования с учетом реактивной мощности, составит:
Pбыт= 20000 / 0,7 = 28500Вт
Pобор = 9000 / 0,7 = 12800Вт
3. Расчет тока компьютерной и бытовой техники и оборудования:
Iбыт = 28500 / 220 = 130А
Iобор = 12800 / 380 = 34А
4. Ток для бытовой техники был рассчитан на одну фазу, а у нас задействовано три фазы распределяем ток равномерно на все фазы:
Iбыт = 130 / 3 = 43А
5. Расчет тока на одну фазу сумма тока оборудования и тока бытовой техники:
Iф = 34 + 43 = 77А
6. Расчет тока на одну фазу с поправочными коэффициентами.
Iф = 77* 1,8 * 0,8 = 110А
7. Хотя мы используем кабель из пяти жил, расчет ведем только для трех фазных жил. По таблице в столбце для трехжильного медного кабеля в земле находим соответствие сечения жилы 25мм2 для тока 130 А.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector