Gc-helper.ru

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

Выбрать сечение жилы кабеля по току нагрузки

Таблица сечений проводов по мощности и току

Как правильно выбрать кабель для подключения потребителя? Этот вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд. При выборе необходимо учитывать множество нюансов, знать длину линии и суммарную мощность подключенных к нему устройств, и только после этого, используя формулу для расчета сечения кабеля, выбирать наиболее подходящий вариант. В этой статье мы детально рассмотрим все нюансы, связанные с подбором и типом кабелей.

Введение

Кабелем называют провод, покрытый изоляцией, который служит для передачи электроэнергии от источника к потребителю. Сегодняшний рынок готов предложить покупателям множество видов подобных проводов: алюминиевых, медных, одножильных, многожильных, с одинарной и двойной изоляцией, с сечением от 0,35 мм2 до 25 мм2 и более. Но чаще всего для подключения бытовых потребителей применяют кабеля толщиной от 0,5 до 6 “квадрат” – этого вполне достаточно для питания любой техники.

Классический кабель для проводки в квартире

Почему необходимо подбирать изолированные проводники, а не покупать первый попавшийся? Все дело в том, что от толщины проводника зависит сила тока, которую он может выдержать. К примеру, допустимый ток для медных проводов толщиной 1 мм составляет до 8 Ампер, алюминиевого – до 6 ампер.

Почему бы просто не купить провод максимальной толщины? Потому что чем толще, тем дороже. К тому же толстый кабель нужно где-то прятать, вырезать под него штробу в потолке и стенах, делать отверстия в перегородках. Одним словом, нет никакого смысла переплачивать, ведь вы не будете ездить за хлебом на КАМАЗе.

Если вы выберете провод меньшего диаметра, то он просто не выдерживает силу тока, проходящую через него, и начнет греться. Это приводит к плавлению изоляции, короткому замыканию и возгоранию. Поэтому никогда не следует торопиться, выбирая качественный кабель для подключения любых приборов – сначала подумайте, что именно будет работать на новой линии, а затем уже выбирайте толщину и тип кабеля.

Как посчитать мощность приборов

Для начала разберем вариант выбора сечения кабеля по мощности приборов, подключенных к нему. Как правильно считать?

Подумайте, какие именно приборы будут питаться от конкретного кабеля. Если вы затягиваете его в зал, то от розетки в комнате может одновременно работать телевизор, компьютер, пылесос, аудиосистема, приставка, фен, торшер, подсветка аквариума или другие бытовые приборы. Сложите мощности всех этих устройств и умножьте полученное значение на 0,8, чтобы получить реальный показатель. Действительно, вряд ли вы будете использовать их все одновременно, поэтому 0,8 – понижающий коэффициент, который позволит адекватно оценить суммарную нагрузку.

Если вы считаете для кухни, то складывайте мощность электрочайника, электродуховки и варочной поверхности, микроволновки, посудомойки, тостера, хлебопечки и других имеющихся/планируемых приборов. Кухня обычно потребляет больше всего энергии, поэтому на нее следует заводить или два кабеля с отдельными автоматами, или один мощный.

Итак, для подсчета суммарной мощности всех приборов вам нужно использовать формулу Pобщ =(P1+P2+…+Pn)*0.8, где P – мощность конкретного потребителя, подключенного в розетку.

Медные провода лучше подходят для проводки и выдерживают большую нагрузку

Выбираем толщину

После того как вы определили мощность, можно подбирать толщину кабеля. Ниже мы приведем таблицу сечений проводов по мощности и току для классического медного провода, поскольку алюминиевые для создания проводки сегодня уже не используют.

Сечение кабеля, ммДля 220 VДля 380 V
ток, Амощность, кВтток, Амощность кВт
1,5до 1741610
2,5265,52516
4378,23020
645104025
1068155032
1685187548

Внимание: при выборе учитывайте, что большинство российских производителей экономит на материале, и кабель в 4 мм2 на самом деле может оказаться фактически в 2,5 мм2. Практика показывает, что подобная “экономия” может достигать 40%, поэтому обязательно либо сами перемеряйте диаметр кабеля, либо приобретайте его с запасом.

Теперь давайте рассмотрим пример расчета сечения провода по потребляемой мощности . Итак, у нас есть абстрактная кухня, мощность приборов на которой составляет 6 кВт. Умножаем эту цифру 6*0,8=4,8 кВт. В квартире используется одна фаза, 220 вольт. Ближайшее значение (брать можно только в плюс) – 5.5 кВт, то есть кабель толщиной 2,5 квадрата. На всякий случай мы имеет запас в 0,7 кВт, который “сглаживает” экономию производителей.

Также следует учитывать, что если провод работает на пределе своих возможностей, то он быстро нагревается. Из-за нагрева до 60-80 градусов максимальный ток снижается на 10-20 процентов, что ведет к перегрузке и короткому замыканию. Поэтому для ответственных участков цепи следует применять повышенный коэффициент, умножая значение не на 0,8, а на 1,2-1,3.

Правильный расчет толщины кабеля – залог его долгой работы

Чаще всего для прокладки систем освещения применяют медные конструкции толщиной в 1,5 квадрата, для розеток – 2,5 квадрата, для мощных потребителей – 4 или 6 квадрат (автоматы ставятся соответственно на 16, 25, 35 и 45А). Но такое использование подходит только для стандартных квартир или домов, в которых нет мощных потребителей. Если у вас работает электрокотел, бойлер, духовой шкаф или другие приборы, потребляющие больше 4 кВт, то необходимо рассчитывать кабеля под каждый конкретный случай, а не использовать общие рекомендации.

Приведенная выше таблица сечений кабеля по мощности и току использует граничные значения, поэтому если у вас получаются накладки расчетных цифр на энциклопедические, то старайтесь брать кабель с запасом. К примеру, если бы в нашей кухне была мощность в 7 кВт, то 7*0,8=5,6 кВт, что больше значения 5,5 для кабеля в 2,5 квадрата. Берите с запасом кабель на 4 квадрата или разделите кухню на две зоны, подведя два кабеля 2,5 мм2.

Как быть с длиной

Если вы считаете кабель по квартире или небольшому дому, то поправки на длину кабеля можно вообще не делать – вряд ли у вас будут ветки длиной от 100 и более метров. Но если вы прокладываете проводку в крупном многоэтажном коттедже или торговом центре, то нужно обязательно закладывать возможные потери на длину. Обычно они составляют 5 процентов, но правильнее рассчитывать их по таблице и формулам.

Так, момент нагрузки считается в виде произведения длины вашего провода на суммарную мощность потребления. То есть длина вашего кабеля вычисляется как произведение длины кабеля в метрах на мощность в киловаттах.

В приведенной ниже таблице мы видим, как зависят потери от сечения проводника. К примеру, кабель толщиной 2,5 мм2 с нагрузкой до 3 кВт и длиной в 30 метров имеет потери 30х3=90, то есть 3%. Если уровень потерь переваливает за 5%, то рекомендуется выбирать более толстый кабель – не нужно экономить на своей безопасности.

U, %Момент нагрузки, кВт*м
1,52,5461016
118304872120192
2366096144240384
35490144216360575
472120192288480768
590150240360600960

Данная таблица нагрузок по сечению кабеля справедлива для однофазной сети. Для трехфазной характерно увеличение величины нагрузки в среднем в шесть раз. В три раза поднимается значение за счет распределения по трем фазам, в два – за счет нулевого проводника. Если нагрузка на фазы неодинакова (имеются сильные перекосы), то потери и нагрузки сильно увеличиваются.

Читать еще:  Розетка для кабельных соединителей

Правильное подключение автоматов медным кабелем

Также следует учитывать, какие именно потребители будут подключены к вашему проводу. Если вы планируете подключать галогеновые низковольтные лампы, то старайтесь размещать их как можно ближе к трансформаторам. Почему? Потому что при падении напряжения на 3 вольта при 220 вольт мы просто не заметим, а при падении на те же 3 вольта при 12 вольт лампы просто не загорятся.

Если вы проводите выбор сечения провода по току для алюминиевого кабеля, то учитывайте, что сопротивление материала в 1,7 раз выше, чем у меди. Соответственно, потери в них будут больше в эти же 1,7 раза.

Виды кабелей

Теперь давайте рассмотрим, какие же именно кабеля можно выбирать для создания электропроводки на объекте. Помните, что провода согласно стандартам можно прокладывать только закрытым способом в коробах или трубах. Кабеля при этом прокладываются свободно – их можно пускать даже по поверхности, что часто практикуется в деревянных и рубленых домах.

Вы уже знаете, как рассчитать сечения кабеля по мощности, поэтому рассмотрим принцип выбора кабелей. Для прокладки в жилом помещении лучше всего подходит классический ВВГ (лучше выбирать с пометкой НГ- негорючий). Для подключения к щитку или к мощному потребителю хорошо подойдет NYM. Разберем виды кабелей более подробно.

ВВГ представляет собой кабель с медными проводниками, защищенными поливинилхлоридной “рубашкой”. Сверку провода покрыты дополнительной пластиковой оболочкой, предотвращающей возможные пробои и порывы. Этот кабель можно применять даже во влажных помещениях, он неплохо гнется и защищает поверхность от возгорания. Для прокладки проводки лучше всего подходит плоский провод, в котором провода расположены в одной плоскости – он занимает минимум места.

NYM представляет собой изделие, содержащее несколько медных жил, покрытых цветной металлнаполненной негорючей резиной. Сверху жилы запакованы в поливинилхлоридную изоляцию (иногда применяется несколько слоев). В большинстве случаев она обладает негорючими свойствами и не выделяет вредных газов при критических температурах. Обладает отличной гибкостью – его очень легко прокладывать в углах, выводить на различные поверхности и пр. Главное – правильно выполнить подбор сечения провода по току, взяв его с небольшим запасом.

ПУНП – это классический установочный провод плоской формы, который используется для подключения различных потребителей. Очень часто применяется для создания недорогой проводки в квартирах и домах. Имеет две/три жилы, покрытые поливинилхлоридом. Имеет плоскую форму.

Существует еще много других кабелей – бронированные, усиленные, для прокладки во влажных комнатах и помещениях с высокой вероятностью взрыва. Но перечисленные выше используются чаще всего.

Теперь вы знаете, как рассчитать сечение провода по нагрузке и какие кабеля выбирать для создания полноценной электропроводки. Напоминаем – всегда делайте запас по мощности в 20-30 процентов, чтобы избежать неприятностей.

Рекомендуем к просмотру:

  • Регулятор мощности на симисторе своими руками
  • Как лучше всего соединить медный и алюминиевый…

Как рассчитать сечение кабеля, таблица сечения по мощности

Выбирая кабель особенно важно подобрать правильное сечение для надёжной и безаварийной работы электрооборудования. Для этого используются специальные таблицы выбора сечения кабеля, учитывающие металл, из которого изготовлена токопроводящая жила, материал изоляции и другие параметры.

Таблица сечения кабеля по мощности и току

Обычно для практических нужд достаточно использовать таблицу сечения кабеля, которая находится в Правилах Устройства Электроустановок в таблицах 1.3.4 и 1.3.5.

Также можно использовать следующие таблицы.

Для гибкого шнура и кабеля с медной жилой ( ПВС , ШВВП , КГ )

Для силового кабеля с медной жилой ( ВВГ )

Для силового кабеля с алюминиевой жилой ( АВВГ )

В этих таблицах указаны необходимые сечения алюминиевых и медных кабелей для различных токовых нагрузок и условий прокладки. Тип изоляции — резиновая и виниловая, аналогичен большинству видов изоляционных материалов.

Выбор производится по номинальному току нагрузки. Если ток неизвестен, то он вычисляется исходя из мощности устройства, количества фаз и напряжения сети.

Какие параметры необходимо учесть для выбора правильного сечения кабеля

Для надёжной работы электроприборов при выборе кабеля по сечению учитываются различные факторы, основными из которых являются следующие:

  • номинальный ток нагрузки;
  • материал токопроводящей жилы;
  • тип изоляции;
  • способ прокладки;
  • длина кабеля.

Перед тем, как рассчитать сечение кабеля, необходимо определить эти параметры.

Способы расчёта сечения кабелей

Есть два способа определения необходимого сечения кабеля. При расчёте необходимо применять оба метода и использовать большую из полученных величин.

Расчёт сечения по нагреву

Во время протекания электрического тока по кабелю он греется. Допустимая температура нагрева и сечение провода зависят от типа изоляции и способов прокладки. При недостаточном сечении токопроводящей жилы она нагревается до недопустимой температуры, что может привести к разрушению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Совет! Для тщательного расчёта необходимо использовать специальные таблицы, программы или онлайн-калькуляторы, но для большинства практических задач допускается применить таблицу, которую можно найти в ПУЭ, п. 1.3.10.

Расчёт сечения по допустимым потерям напряжения

Токопроводящая жила в проводе обладает сопротивлением и при прохождении по ней тока, согласно закону Ома, происходит падение напряжения. Величина этого падения растёт при уменьшении сечения кабеля и увеличении его длины.

При прокладке кабеля большой длины его сечение, необходимое для уменьшения потерь, может многократно превышать величину, выбранную по допустимому нагреву. Для расчёта используются специальные формулы, программы и онлайн-калькуляторы.

Совет! При подключении устройств, работающих на пониженном напряжении, блок питания располагается как можно ближе к аппарату.

Расчёт сечения для однофазной и трехфазной сети

Выбор кабеля производится по току нагрузки, но если он неизвестен, то выполняется выбор сечения кабеля по мощности. Методы расчёта различные для однофазных и трёхфазных нагрузок.

Расчёт тока однофазных нагрузок

Для вычисления этого параметра необходимо разделить мощность устройства на напряжение сети

В однофазной сети

220В допускается использование упрощённой формулы

Расчёт токов в трёхфазной сети

В трёхфазной сети 380В есть два вида нагрузок, ток которых вычисляется по-разному:

  • Электродвигатели. Для расчёта необходимо учесть КПД и cosφ, но допускается использование формулы
  • Нагреватели. Эти установки рассматриваются как три однофазных нагревателя, и применяется формула

Важно! При подключении электроплиты, расчёт производится по самому мощному нагревателю или двум, в зависимости от схемы аппарата.

Какое сечения кабеля выбрать в квартиру или частный дом

При проектировании электропроводки в квартире или частном доме используются гибкие медные провода ПВС или ШВВП . В этом случае допускается не производить расчёт проводов, а использовать стандартные сечения токопроводящих жил:

  1. Освещение . Общие провода 1,5мм², подключение отдельных светильников 0,5-1мм².
  2. Комнатные розетки , кондиционеры и мелкая кухонная техника. Общий кабель 2,5мм², опуск к отдельным розеткам 1,5мм².
  3. Посудомоечные и стиральные машины, электродуховки, бойлеры. Это установки повышенной мощности и розетка для каждого из этих устройств подключается отдельным кабелем 1,5мм². При установке двух таких устройств рядом возле розеток монтируется переходная коробка с клеммником, который подключается кабелем 2,5мм². При установке нескольких мощных аппаратов сечение общего провода выбирается по суммарному току этих установок.
  4. Нагреватели проточной воды. Устройство для кухни мощностью 3кВт присоединяется проводом 1,5мм², для ванной мощностью 5кВт кабелем 2,5мм², идущим прямо из вводного щитка.
  5. Электроплита. Двухконфорочная плита подключается кабелем 2,5мм², четырёхконфорочная в однофазной сети присоединяется проводом 4мм². В трёхфазной достаточно сечения 2,5мм².
  6. Электроотопление. Сечение общего кабеля определяется мощностью системы. При значительно количестве нагревателей и большой протяжённости кабеля допускается установка последовательно нескольких кабелей разного сечения. При наличии в доме трёхфазной электропроводки целесообразно электроконвектора и тёплые полы в разных комнатах подключить к различным фазам. Это позволит уменьшить сечение питающих кабелей.
Читать еще:  Суппорт с розетками для кабель каналов 65 мм

Знание того, как правильно рассчитать сечение кабеля, поможет выполнить монтаж электропроводки без привлечения проектных организаций.

Проектируем электрику вместе

29.07.2013

Выбираем сечение проводников

Сечения токопроводящей жилы проводов и кабелей выбираются согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током, по механической прочности и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты и условиям окружающей среды. Расчет потери напряжения…Удельное сопротивление…Способ прокладки…Активное сопротивление проводника…Индуктивное сопротивление…Длина кабельной линии…Допустимое отклонение напряжения.

Итак, расчет электрических нагрузок выполнен. Определены исходные данные для выбора основных элементов электрических сетей. Теперь можно приступить к выбору проводников и номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов.

Условия выбора сечений проводов и кабелей

Сечения токопроводящей жилы проводов и кабелей выбираются согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током в нормальном и послеаварийном режимах, по механической прочности и проверяются по потере напряжения, соответствию току выбранного аппарата защиты и условиям окружающей среды.

Предельно допустимый длительный ток проводника должен соответствовать условию:

Iд.н ≥ Iр.max ≤ Iн.а ,

где Iд.н — предельно допустимый длительный ток нагрузки проводника при расчетной температуре, А;
Iр.max – максимальный расчетный ток нагрузки, А.
Iн.а — номинальный ток автоматического выключателя, защищающего проводник, А

Это значит, что сечение проводника должно быть таким, чтобы его предельно допустимый длительный ток превышал максимальный расчетный ток нагрузки и номинальный ток автоматического выключателя.

Пример 1. Выберем сечение кабеля на вводе в дом, для которого ранее был выполнен расчет электрических нагрузок.
Расчетные данные:
— максимальный расчетный ток на вводе Iр.max = 27,5 А
Следовательно, предельно допустимый длительный ток нагрузки кабеля должен быть больше (или равен) 27,5 А.
Смотрим ПУЭ таблица 1.3.4.

Нашему условию соответствует трехжильный кабель сечением 5мм2, допустимый длительный ток нагрузки которого равен 31 А.
Предварительно выбираем ближайшее стандартное сечение 6мм2 с предельной токовой нагрузкой 34 А.

Пример 2. Проверим по условию нагрева сечение кабеля групповой сети, например, стиральной машины.
Исходные данные:
— максимальный расчетный ток групповой сети Iр.max = 7,2А.

По условию механической прочности (ПУЭ, таблица 7.1.1) в жилых зданиях нельзя применять провода и кабели сечением менее 1,5мм2 по меди. На практике для розеточных сетей используется стандартное сечение 2,5мм2 с предельной токовой нагрузкой для трехжильного кабеля 21А (ПУЭ, таблица 1.3.4).

Iд.н ≥ Iр.max ≤ Iн.а ; 21А ≥ 7,2А ≤ 16А

С учетом выбранного автомата с номинальным током 16А условие по нагреву максимальным расчетным током выполняется с хорошим запасом.

Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов электрических сетей в жилых зданиях.
Таблица 7.1.1

По таблице 1.3.4. ПУЭ ближайшее большее значение допустимого длительного тока кабеля (43А) соответствует сечению 8мм2.
Из стандартного ряда выпускаемых кабелей выбираем кабель с сечением жилы 10мм2.

Таким образом, первоначально выбранное сечение кабеля, равное 6мм2, с учетом расчетных температурных условий и способа прокладки было увеличено до 10мм2.

При прокладке групповых сетей внутри жилых помещений проверку проводов и кабелей по условиям окружающей среды можно не проводить.

Коэффициент К3 для группы кабелей, уложенных в один слой
Таблица1

Проверка проводников по потере напряжения

Выбранные проводники нужно проверить по потере напряжения из условия обеспечения необходимых уровней напряжения у самых удаленных от источника питания потребителей.

Выполняется расчет потери напряжения (%) по формулам:
— для однофазной сети:

ΔU = 2 Iр.max ( R∙ cosφ + Х∙sinφ ) ∙ 100 / Uн ;

— для симметричной трехфазной сети:

ΔU = √3 Iр.max ( R∙ cosφ + Х∙ sinφ ) ∙ 100 / Uн ,

где Uн – номинальное напряжение, В (220 В — однофазной сети, 380 В – симметричной трехфазной сети).
R – активное сопротивление проводника, Ом;
Х – индуктивное сопротивление проводника, Ом;
cosφ — коэффициент мощности нагрузки;
Iр.max – максимальный расчетный ток нагрузки, А;
ΔU – потеря напряжения, % от номинального.

В практических расчетах индуктивное сопротивление во многих случаях можно не учитывать, а именно:
— при расчетах сетей постоянного тока;
— в сетях переменного тока, где коэффициент мощности cosφ = 1;
— в сетях, выполненных внутри зданий;
— в кабельных сетях, если сечения кабелей менее 50мм2
В других случаях, если нет иной информации, величину Х можно принимать равной 8 ∙ 10- 5 Ом/м.

При Х =0, формулы для расчета потери напряжения (%) приобретают вид:

ΔU = 2 Iр.max ∙ R∙ cosφ ∙ 100 / Uн (для однофазной сети);

ΔU = √3 Iр.max ∙ R∙ cosφ ∙ 100 / Uн (для трехфазной сети),

Активное сопротивление проводников (Ом) определяется по формуле:

r = ρ∙l /S ;

где ρ – удельное сопротивление проводника, Ом ∙ мм2/ м;
S – сечение проводника, мм2;
l – длина проводника, м

Значение удельного сопротивления для:

— медных проводников ρ м =0,0189 Ом ∙ мм2 / м;
— алюминиевых проводников ρ а =0,0315 Ом ∙ мм2/ м;

Пример 3. Рассчитаем потери напряжения (%) в силовом кабеле на участке от точки подключения до ввода в дом.
Дано:
— марка кабеля ВВГнг 3х10;
— длина линии l =15м
— максимальный расчетный ток на вводе Iр.max = 27,5 А
— коэффициент мощности на вводе cosφ =0,88
Расчет:
Активное сопротивление кабельной линии r = 0,0189 ∙15 / 10 = 0,02835 Ом
Падение напряжения ΔU 1 = 2∙ 27,5 ∙ 0,02835 ∙ 0,88 ∙ 100 / 220 = 0,62 %.

Пример 4. Рассчитаем потери напряжения в групповой розеточной сети, например, для стиральной машины.
Дано:
— марка кабеля ВВГнг 3х2,5;
— длина линии l =25м
— установленная мощность 2,2 кВт
— максимальный расчетный ток линии Iр.max = 7,2 А
— коэффициент мощности групповой сети cosφ =0,8
Расчет:
Активное сопротивление кабельной линии r = 0,0189 ∙20 / 2,5 = 0,1512 Ом
Падение напряжения ΔU 2 = 2∙ 7,2 ∙ 0,1512 ∙ 0,8 ∙ 100 / 220 = 0,79 % .

Отклонение напряжения от номинального на клеммах потребителя составит:
ΔU = ΔU 1 + ΔU 2 = 0,62 + 0,79 = 1,4 % .

Согласно ГОСТ 13109-97 допустимое отклонение напряжения составляет ± 5%. Однако нужно помнить, что 5% падение напряжение допускается на всем участке электроснабжения от трансформатора до наиболее удаленного от источника питания потребителя.
Потери напряжения в питающей воздушной или кабельной линии рассчитываются в проекте внешнего электроснабжения. Если, например, потери во внешней линии составляют 2%, то потери в распределительных и групповых сетях не должны превышать 3%.

Для предварительного выбора сечений проводов и кабелей и оценочных расчетов потерь напряжения удобно пользоваться специально написанными программами.

Программа для выбора сечений проводов и кабелей скачать.
Программа для расчетов потерь напряжения в воздушных и кабельных линиях скачать.

Если статья Вам понравилась и Вы цените вложенные в этот проект усилия – у Вас есть возможность внести посильный вклад в развитие сайта на странице «Поддержка проекта».

Расчет сечения кабеля по току и мощности

Электричество передаётся конечному потребителю от электростанции или генератора посредством проводников проводов и кабелей. Какая разница между проводниками этих видов?

Кабель – несколько проводов в защитной герметичной оболочке, изолированных друг от друга. Герметичная оболочка в свою очередь покрывается в несколько слоев защитным покровом, оберегающим оболочку от механических повреждений и коррозии.

Провод – изделие, состоящее из одной и более жил, изолированных друг от друга, или одной и более скрученных между собой проволок, покрытое дополнительно в зависимости от условий прокладки оболочкой из металла, проволоки или волокнистого материала.

Читать еще:  Ток при нагреве светодиода

А сколько средств нужно потратить на изготовление этих проводников? Прямо сказать, немало. Одно дело, когда покупатель электроприбора платит за 1–2 метра, входящего в комплект кабеля, а кто заплатит за сотни километров линий электропередач, если потребитель оплачивает только стоимость использованной электроэнергии?

Вопрос риторический. Следовательно, при электрификации того или иного объекта каждый подрядчик старается сэкономить на тоннах меди или алюминия, желательно, чтобы экономия не отразилась на качестве поставляемой электроэнергии. Оптимальный способ – провести правильный расчёт сечения кабеля по мощности, длине, силе тока и используемому металлу, меди или алюминия. Это позволит осуществить оптимальный выбор кабеля для прокладки к нужному объекту или в своей квартире.

Значение сечения для производителей и потребителей электроэнергии

Какие последствия неправильного выбора сечения? Сечение – площадь поперечного разреза провода. Проводники одинаковой толщины могут иметь разную площадь. Если провод круглый — диаметр жилы делится на 2, радиус поднимается до квадрата и умножается на 3,1415. при других формах жилы кабеля сечение рассчитываются как площадь той геометрической фигуры, поперечный разрез которой имеет жила проводника, входящего в состав кабеля. Измеряется в мм2.

Существует 3 вида подбора сечения кабеля – для прокладки ЛЭП; для производственных цехов тяжёлой промышленности, для бытовых нужд. Остальные виды, так или иначе, связаны с вышеперечисленными, например, при подборе сечения кабеля для электротранспорта, руководствуются тем же принципом, что и для прокладки воздушной линии (далее — ВЛ), в частности, ЛЭП.

Основной критерий, по которому нужно выбирать кабель, это максимальная нагрузка на кабель, при которой он не перегревается. Чем меньше сечение, тем больше сопротивление, соответственно, проводник нагревается, вследствие чего теряется мощность и нарушается целостность изоляции. Если площадь поперечного разреза проводника больше, то повышается безопасность и срок эксплуатации кабеля, но и цена соответственно тоже!

Если прокладывать ЛЭП и другие электрокоммуникации с большим запасом сечения, то такие линии влетят в копеечку электрификатору. Поэтому перед тем как выбрать кабель оптимального сечения, его значение подбирают с таблицы сечения. Но таблицы выбора для того, чтобы определиться какой кабель подойдёт под прокладку в том или ином случае, мало. Перед тем как рассчитать сечение кабеля необходимо учесть все нюансы при укладке для тех или иных потребностей.

Начнём с глобального, чтобы закончить тривиальным

При расчёте сечения учитываются 3 основных параметра – плотность или сила тока, длина кабеля, материал проводника. Мощность – результат умножения силы тока на напряжение, а сопротивление зависит от материала и длины проводника. В некоторых случаях рассчитывать сечение кабеля по мощности не целесообразно. Об этом речь пойдёт ниже.

Расчёт сечения кабеля по длине крайне важен при прокладке ЛЭП. Чем длиннее провод, тем больше его сопротивление, соответственно, на отдалённых участках таких магистралей сила тока падает. Возникает вопрос, как могут функционировать ЛЭП длиной в 50 км и более, если когда рассчитывают сечение кабеля по мощности в таблице, то потеря тока на 50 км может превысить 60%? Остаётся единственный выход – напряжение.

Как известно, электрон, потоком которых и является электрический ток, имеет 2 природы: корпускулярную – двигается как материальное тело с заданной скоростью; волновую – передвигается в пространстве как электромагнитная волна со скоростью около 300000 км/с. То есть, если увеличить напряжение и уменьшить силу тока, то жилы с малым сечением можно прокладывать на любую длину! Казалось бы, что может быть проще. При помощи повышающего трансформатора поднять напряжение до 10 МВ., тогда при силе тока в 10 А можно обеспечить электричеством более 20000 потребителей!

Но на практике все обстоит иначе. Чтобы поднять напряжение до умопомрачительных величин нужно изолировать жилу абсолютным диэлектриком, который не пропускал электромагнитные колебания, а такими материалами современная наука, увы, не располагает. На практике ЛЭП даже с напряжением в 10 кВ представляют нешуточную опасность для окружающих. Мало того что наводящееся напряжение скапливается на близнаходящихся металлических предметах, да ещё и электромагнитные волны создают помехи в радиусе десятков километров. Так что приходится делать выбор сечения кабеля по току и по длине проводников.

Важно! Чтобы проверить безопасность кабеля при данном сечении, кабель должен выдержывать нагрузку, выше номанальной на 10–15%, 30 минут. При передаче электричества, напряжение неизменно, а сила тока и длина жилы разные. Поэтому при прокладке ЛЭП проводится расчёт сечения кабеля по мощности и длине. А правильность выбора испытывается посредством токовых нагрузок кабелей.

Борцы за экологию, считающие, что воздушные линии электропередач должны отойти в прошлое, скорее всего не дождутся их повсеместного демонтажа. Причина кроется всё в том же сечении. Открытые коммуникации меньше греются, ведь атмосфера – природное охлаждение, да и ремонтировать ВЛ намного проще, чем подземные кабельные линии.

Материал проводника

Что предпочесть – алюминий или медь? По техническим характеристикам медь предпочтительнее, да и сечение медного кабеля при передаче одинаковой мощности меньше, но медь дороже, следовательно, ЛЭП с алюминиевыми проводами экономичнее.

Оборудование в тяжёлой промышленности потребляет большую силу тока, например, электросварочный аппарат, может потреблять ток в 200 и более А. Чтобы обеспечить бесперебойную работу данного оборудования на производственные предприятия прокладывают силовые кабели. Сечение силового кабеля может достигать 120 мм2 и более. Чтобы увеличить пропускную способность кабеля, часто используют многожильные изделия. Такое решение обосновывается таким явлением как скин-эффект – распределением тока в поверхностном слое проводника.

Целесообразно ли подбирать сечение кабеля по диаметру? Диаметр кабеля имеет неодинаковое сечение. Производитель проводниковой продукции указывает площадь поперечного разреза и номинальную нагрузку в амперах.

А теперь к мощности

Вот решили вы немного прибарахлиться и купить несколько мощных электроприборов. У вас в квартире, как говорится, старая проводка. Нужно решать какой кабель и на какую розетку прокладывать. Естественно, о выборе материала речь не идёт, это медь. Рекомендации ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок), долгий срок службы и безопасность — основные преимущества меди. По каким показателям рассчитывать сечение для квартиры?

Поскольку длина особого значения не имеет, остаётся мощность и сила тока. Мощность, самый простой вариант расчёта. Открываем таблицу или онлайн калькулятор. Находим или вводим предполагаемое значение суммарной мощности электроприборов, которые будут работать одновременно, находим или рассчитываем сечение исходя из материала проводника. У нас медь. Казалось бы, на этом всё. Осталось вызвать специалистов и заказать или приобрести кабель нужной поперечной площади.

Вот и всё установлено. Осталось только запустить, к примеру, колодезный насос или токарный бытовой станок. И вдруг что-то начинает вонять! Ах да, это изоляция плавится! Дело в том, что в момент пуска электродвигателя, пусковая мощность в 5-7 раза превышает номинальную мощность. Так, что рассчитывать сечение по мощности целесообразно, только если не планируется использовать электродвигатель, номинальной мощностью более 3,5 кВт. Иначе сечение нужно подбирать по силе тока в момент запуска мощного агрегата. Этот параметр указан в руководстве к прибору.

Никогда не нарушайте золотое правило! Лучше выбрать сечение, большее чем нужно, чтобы остался запас для непредвиденных высоких нагрузок, способных повредить изоляцию кабеля.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector