Как рассчитать нагрузку на кабель?
Для чего необходимо проводить расчет нагрузки на кабель?
Один из основных параметров, определяющих стоимость кабеля – его сечение. Чем оно больше, тем выше его цена. Но если купить недорогой провод, сечение которого не соответствует нагрузкам в контуре, повышается плотность тока. Из-за этого увеличивается сопротивление и выделение тепловой энергии при прохождении электричества. Потери же электроэнергии возрастают, а эффективность системы снижается. На протяжении всего срока эксплуатации потребитель оплачивает значительные потери электроэнергии.
Но это не единственный минус установки кабеля с неправильно выбранным сечением. Из-за повышенного выделения тепла чрезмерно нагревается изоляция проводов – это сокращает срок использования проводов и нередко становится причиной короткого замыкания.
Расчет нагрузки на кабель позволяет:
- Уменьшить счета за электроэнергию;
- Увеличить срок службы проводки;
- Снизить риск возникновения короткого замыкания.
Какие потери возникают при прохождении электрического тока?
При выполнении расчета нагрузки на кабель нужно учитывать:
1. Потери электрического тока при прохождении по проводамПеремещение электричества от генератора тока к приемникам (бытовой технике, электрооборудованию, осветительным приборам) сопровождается высвобождением тепловой энергии. Этот физический процесс не приносит пользы. Выделяющееся тепло нагревает изоляционные оболочки, что приводит к сокращению срока их службы. Они становятся более хрупкими и быстро разрушаются. Нарушение целостности изоляции может стать причиной короткого замыкания при соприкосновении проводов друг с другом, а при контакте с человеком – опасной травмы.
Ј = I/S а/мм2
где
- I – сила тока;
- S – поперечное сечение провода.
При монтаже внутренней электропроводки плотность тока должна быть не выше 6 А/мм2. Для других работ расчет сечения кабеля по току производится на основании таблиц, содержащихся в Правилах устройства и технической эксплуатации электроустановок (ПУЭ и ПТЭЭП).
Если рассчитанное значение плотности больше рекомендованного необходимо купить кабель с большим сечением провода. Несмотря на увеличение стоимости проводки, такое решение оправдано с экономической точки зрения. Выбор кабеля для проводки с оптимальным размером сечения в несколько раз увеличит ее срок безопасной эксплуатации и сократит потери электричества при прохождении по проводам.
Сопротивление материалов, возникающее в процессе передачи электрического тока, приводит не только к выделению тепловой энергии и нагреву проводов. Также происходят потеря напряжения, что негативно сказывается на работе электрооборудования, бытовой техники и осветительных приборов.
При монтаже электропроводки необходимо рассчитать и величину сопротивления линии (Rл). Она рассчитывается по формуле:
Rл = ρ(l/S)
где
- ρ – удельное сопротивление материала, из которого изготовлен провод;
- l – длина линии;
- S – поперечное сечение провода.
Падение напряжения определяется как ΔUл = IRл, и его величина должна составлять не более 5% от исходного, а для осветительных нагрузок – не более 3%. Если же она больше, необходимо выбрать кабель с большим сечением или изготовленный из другого материала, с меньшим удельным сопротивлением. В большинстве случаев и с технической, и с экономической точки зрения целесообразно увеличить площадь сечения кабеля.
Выбор материала кабеля
Наш каталог кабельной продукции в Бресте включает большой выбор кабелей, изготовленных из различных материалов:
Медь имеет очень низкое удельное сопротивление (ниже только у золота), поэтому проводимость медных проводов значительно выше, чем у алюминиевых. Она не окисляется, что существенно увеличивает срок эффективной эксплуатации. Металл очень гибкий, кабель можно многократно складывать и сворачивать. Благодаря высокой пластичности возможно изготовление более тонких жил (изготавливаются медные жилы й от 0,3 мм2, минимальный размер алюминиевой жилы – 2,5 мм2).
Более низкое удельное сопротивление позволяет уменьшить выделение тепловой энергии при прохождении тока, поэтому при прокладке внутренней проводки в жилых помещениях разрешается использовать только медные провода.
Удельное сопротивление алюминия выше, чем у золота, меди и серебра, но ниже, чем у других металлов и сплавов.
Главное преимущество алюминиевого кабеля перед медным – его цена в несколько раз ниже. Также он значительно легче, что облегчает монтаж электросетей. При монтаже электросетей большой протяженностью эти характеристики имеют решающее значение.
Алюминий не подвержен коррозии, но при контакте с воздухом на его поверхности образовывается пленка. Она защищает металл от воздействия атмосферной влаги, но практически не проводит ток. Эта особенность осложняет соединение кабелей.
Основные виды расчета сечения
Расчет нагрузок на провод должен быть выполнен по всем значимым характеристикам:
По мощности
Определяется суммарная мощность всех приборов, потребляющих электроэнергию в доме, квартире, в производственном цеху. Потребляемая мощность бытовой техники и электрооборудования указывается производителем.
Также необходимо учесть электроэнергию, потребляемую осветительными приборами. Все электроприборы в домашних условиях редко работают одновременно, но расчет сечения кабеля по мощности выполняется с запасом, что позволяет сделать электропроводку более надежной и безопасной. Для промышленных объектов выполняется более сложный расчет с использованием коэффициентов спроса и одновременности.
По напряжению
Расчет сечения кабеля по напряжению производится исходя из вида электрической сети. Она может быть однофазной (в квартирах многоэтажных домов и большинстве индивидуальных коттеджей) и трехфазной (на предприятиях). Напряжение в однофазной сети составляет 220 В, в трехфазной – 380 В.
Если суммарная мощность электроприборов в квартире равна 15 кВт, то для однофазной проводки этот показатель и будет равен 15кВт, а для трехфазной он будет в 3 раза меньше – 5 кВт. Но при монтаже трехфазной проводки используется кабель с меньшим сечением, но содержащий не 3, а 5 жил.
По нагрузке
Расчет сечения кабеля по нагрузке также требует подсчета суммарной мощности электрооборудования. Желательно увеличить эту величину на 20-30%. Проводка выполняется на длительный срок, а количество бытовой техники в квартире или оборудования в цеху может увеличиться.
Затем следует определить, какое оборудование может быть включено одновременно. Этот показатель может существенно отличаться в разных домах. У одних большое количество бытовой техники или электрооборудования, которым пользуются несколько раз в месяц или в год. У других в доме – только необходимые, но часто используемые электроприборы.
В зависимости от величины коэффициента одновременности мощность может как незначительно, так и в несколько раз отличаться от нагрузки.
| Сечение жил, мм2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 380 В | Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | ||
| 0,5 | 2,4 | — | — | — |
| 0,75 | 3,3 | — | — | — |
| 1 | 3,7 | 6,4 | — | — |
| 5 | 8,7 | — | — | |
| 2 | 5,7 | 9,8 | 4,6 | 7,9 |
| 2,5 | 6,6 | 11 | 5,2 | 9,1 |
| 4 | 9 | 15 | 7 | 12 |
| 11 | 19 | 8,5 | 14 | |
| 10 | 17 | 30 | 13 | 22 |
| 16 | 22 | 38 | 16 | 28 |
| 25 | 30 | 53 | 23 | 39 |
| 35 | 37 | 64 | 28 | 49 |
| Сечение жил, мм2 | Кабели с медными жилами | Кабели с алюминиевыми жилами | ||
|---|---|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |
| 1 | 3 | 5,3 | — | — |
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | — | — |
| 2 | 4,1 | 7,2 | 3 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6 |
| 4 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 5 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10 | 11 | 19 | 8,3 | 14 |
| 16 | 17 | 30 | 12 | 20 |
| 25 | 22 | 38 | 14 | 24 |
| 35 | 29 | 51 | 16 | — |
По току
Для расчета номинального тока используется величина суммарной мощности нагрузки. Зная ее, максимально разрешенную нагрузку по току рассчитывают по формуле:
I = P/U*cosφ
где
- I – номинальн. ток;
- P – суммарн. мощность;
- U – напряжение;
- cosφ – коэфф-т мощности.
На основании полученной величины находим оптимальный размер сечение кабеля в таблицах.
| Сечение жил, мм | Медные жилы, провода и кабели | |
|---|---|---|
| Напряжение 220 В | Напряжение 380 В | |
| 1,5 | 19 | 16 |
| 2,5 | 27 | 25 |
| 4 | 38 | 30 |
| 6 | 46 | 40 |
| 10 | 70 | 50 |
| 16 | 85 | 75 |
| 25 | 115 | 90 |
| 35 | 135 | 115 |
| 50 | 175 | 145 |
| 70 | 215 | 180 |
| 95 | 260 | 220 |
| 120 | 300 | 260 |
Важные нюансы для правильного расчета нагрузки на кабель
При работе с таблицей, следует обращать внимание, для какого вида электропроводки она составлена (однофазной или трехфазной), для открытой или скрытой проводки, для медного или алюминиевого кабеля.
При выборе и заказе провода важно различать такие характеристики как сечение и диаметр. Если диаметр провода 8 мм2, его сечение равно S = (π/4) х D² = 50 мм2.
Для расчета сечения многожильного провода, применяется формула:
S = N *(D²/1.27)
где
- N – количество жил.
Чтобы заказать кабельную продукцию или задать вопросы относительно ее характеристик и особенностей выбора, звоните по телефонам: +375 (162) 44-66-60.
Расчёт сечения кабеля по нагрузке
Расчёт сечения кабеля по нагрузке
Передающий электрический ток кабель является одной из наиболее важных составляющих любой электросети. При выходе кабеля из строя становится невозможной работа всей электрической сети, поэтому во избежание неисправностей и возгораний из-за перегрева необходимо рассчитать сечение кабеля по нагрузке. Чтобы провести такой расчет есть множество причин. Неправильный выбор сечения кабеля может привести к перегреву и оплавлению изоляции, что чревато коротким замыканием и может привести к возгоранию. Проведенный с большой точностью расчет сечения кабеля по нагрузке позволяет быть уверенным не только в безотказной и надежной работе всех электроприборов, но и в полной безопасности людей.
Как рассчитать сечение кабеля по нагрузке
Главным показателем, на который следует опираться при расчете сечения кабеля и выборе его марки, является предельно допустимая нагрузка. Проще говоря, это та величина тока, которую кабель может пропускать в течение длительного времени без перегрева. Предельно допустимую нагрузку можно рассчитать путем простого арифметического сложения мощностей всех включаемых в сеть электроприборов. Для примера рассмотрим некоторые, встречающиеся наиболее часто, бытовые электроприборы, их перечень представлен в таблице:
После того, как мы рассчитали предельно допустимую нагрузку, переходим к следующему этапу, который позволяет достичь безопасности: это расчет сечения кабеля по нагрузке.
1. В случае эксплуатации однофазной сети напряжением 220В используем формулу:
,где:
— Р – сумма мощностей всех электроприборов, включаемых в сеть, Вт;
— U — напряжение сети, В;
— КИ = 0.75 — коэффициент одновременности;
— для бытовых электроприборов.
2. При расчете сечения кабеля для трехфазной сети напряжением 380 В используем формулу:
Итак, мы рассчитали точное значение величины тока, теперь нужно воспользоваться таблицами, в которых можно найти величину сечения кабеля или провода, а также материал, из которого они могут быть изготовлены. В случае, если в результате расчета мы получим значение, которое не совпадает с табличным, стоит выбрать ближайшее к нему, но большее, сечение кабеля. Например, для сети напряжением 220 В мы получили значение величины тока 22 ампера. Такого значения нет в таблице, но ближайшими к нему являются значения 19 А и 27 А. Выбираем значение, которое больше рассчитанного по формуле, в нашем случае это 27 А. Значит, оптимальным выбором будет провод из меди, имеющий сечение 2,5 мм.кв., а не сечением 1,5 мм.кв., который имеет значение предельно допустимой нагрузки 19 А. Если нам нужен кабель не с медными а с алюминиевыми жилами, лучше взять еще большее сечение – 4 мм.кв.
Альтернативным вариантом, как по техническим параметрам, так и по цене, можно назвать алюмомедный кабель.
Существует и ряд других факторов, которые помогаю более точно вычислить оптимальное сечение кабеля. Дело в том, что проводя расчеты необходимо учитывать большое количество факторов, каждый из которых должен рассматриваться отдельно. Одним из наиболее распространенных вопросов относительно выбора кабеля является вопрос о том, какой кабель лучше: медный или алюминиевый. Приведем основные достоинства и недостатки этих материалов, влияющие на выбор:
— медь является более гибким и прочным, но менее ломким, материалом по сравнению с алюминием;
— медь меньше подвергается окислению и в течение длительного времени способна сохранять качество контактов при соединении в распределительных коробках;
— медь имеет проводимость, превышающую этот показатель у алюминия в 1,7 раза, а это означает, что при меньшем сечении возможна большая предельно допустимая нагрузка.
При всех этих достоинствах медь имеет один существенный недостаток: медный кабель дороже алюминиевого в 3-4 раза. Нужно учитывать и то, что для объектов бытового назначения в большинстве случаев Правилами запрещается использование алюминия в качестве проводника, а предписывается использование меди. Эти правила следует соблюдать неукоснительно, поэтому для внутренней электрической сети лучше выбирать медные кабели и провода. Алюминиевый кабель можно беспрепятственно использовать для обустройства ввода электросети в здание, для этой цели подойдут, например, провода СИП.
Расчёт сечения кабеля по нагрузке для помещений
Две предыдущие формулы помогли нам точно рассчитать сечение вводного кабеля, который будет нести максимальную нагрузку, и материал, из которого этот кабель должен быть изготовлен. Теперь аналогичным методом произведем расчеты отдельно по каждому помещению и группам в них. Необходимость таких расчетов объясняется тем, что зачастую нагрузка на разные розеточные группы отличается, порой значительно. Например, розетки, в которые подключены стиральная машина и фен, несут большую нагрузку, нежели розетки с подключенным миксером или кофемолкой. Поэтому, «упрощать» работу и прокладывать без расчетов провод, имеющий сечение 2,5 кв.мм. на розетки может грозить не только необходимостью позже прокладывать новый провод, это прямая угроза безопасности людей.
Напомним, что суммарная нагрузка в любом помещении состоит из двух частей: силовой и осветительной. С осветительной нагрузкой обычно не возникает сложностей, она выполняется с помощью медного провода сечением 1,5 кв.мм. А вот с розетками не все так просто. Обычно наиболее нагруженными линиями считаются кухня и ванная комната, именно здесь располагаются холодильник, электрический чайник, микроволновка, стиральная машина. Для подключения всех этих электроприборов лучше не использовать блоки из 4-6 розеток, а разделить всю эту нагрузку по нескольким розеточным группам. Если такая возможность исключена, то остается один выход – для питания помещения и подвода к розеточным группам использовать кабель сечением не менее 4 кв.мм. Для монтажа электропроводки обычно используют кабели и проводы АППВ, ШВВП или ПВС.
Иногда так называемые «специалисты» советуют использовать для розеток в помещениях кроме кухни и ванной кабель сечением 1,5 кв.мм. Но это чревато не только возникновением черных полос, которые видны под обоями после включения в розетку тепловентилятора или масляного кабеля, но и пожаром. Электросеть – не место для опытов, опасных для жизни Ваших родных и близких, да и вашей собственной!
Итоги
Подводя итоги, можно сделать вывод, что расчёт сечения кабеля по нагрузке – это важная и ответственная работа, которая не терпит халатности и невнимательности, ошибки в которой приводят к самым плачевным последствиям.
Таблица нагрузок по сечению кабеля: выбор, расчет
От правильного выбора сечения электропроводки зависит комфорт и безопасность в доме. При перегрузке проводник перегревается, и изоляция может оплавиться, что приведет к пожару или короткому замыканию. Но сечение больше необходимого брать невыгодно, поскольку возрастает цена кабеля.
Вообще, его рассчитывают в зависимости от количества потребителей, для чего сначала определяют общую мощность, используемую квартирой, а затем умножают результат на 0,75. В ПУЭ применяется таблица нагрузок по сечению кабеля. По ней можно легко определить диаметр жил, который зависит от материала и проходящего тока. Как правило, применяются медные проводники.
Сечение жилы кабеля должно точно соответствовать расчетному — в сторону увеличения стандартного размерного ряда. Наиболее опасно, когда оно занижено. Тогда проводник постоянно перегревается, и изоляция быстро выходит из строя. А если установить соответствующий автоматический выключатель, то будет происходить его частое срабатывание.
При завышении сечения провода, он обойдется дороже. Хотя определенный запас необходим, поскольку в дальнейшем, как правило, приходится подключать новое оборудование. Целесообразно применять коэффициент запаса порядка 1,5.
Расчет суммарной мощности
Общая потребляемая квартирой мощность приходится на главный ввод, который входит в распределительный щит, а после него разветвляется на линии:
- освещение;
- группы розеток;
- отдельные мощные электроприборы.
Поэтому самое большое сечение силового кабеля — на входе. На отводящих линиях оно уменьшается, в зависимости от нагрузки. В первую очередь, определяется суммарная мощность всех нагрузок. Это несложно, так как на корпусах всех бытовых приборов и в паспортах к ним она обозначается.
Все мощности складываются. Аналогично производятся расчеты и по каждому контуру. Специалисты предлагают умножать сумму на понижающий коэффициент 0,75. Это объясняется тем, что одновременно все приборы в сеть не включаются. Другие предлагают выбирать сечение большего размера. За счет этого создается резерв на последующий ввод в действие дополнительных электрических приборов, которые могут быть приобретены в будущем. Нужно отметить, что этот вариант расчета кабеля более надежен.
Как определить сечение провода?
Во всех расчетах фигурирует сечение кабеля. По диаметру его определить проще, если применять формулы:
- S = πD²/4;
- D = √(4×S/π).
Где π = 3,14.
В многожильном проводе сначала надо подсчитать количество проволочек (N). Затем измеряется диаметр (D) одной из них, после чего определяется площадь сечения:
S = N×D²/1,27.
Многожильные провода применяются там, где требуется гибкость. Более дешевые цельные проводники используются при стационарном монтаже.
Как выбрать кабель по мощности?
Для того чтобы подобрать проводку, применяется таблица нагрузок по сечению кабеля:
- Если линия открытого типа находится под напряжением 220 В, а суммарная мощность составляет 4 кВт, берется медный проводник сечением 1,5 мм². Данный размер обычно применяется для проводки освещения.
- При мощности 6 кВт требуются жилы большего сечения — 2,5 мм². Провод применяется для розеток, к которым подключаются бытовые приборы.
- Мощность 10 кВт требует использования проводки на 6 мм². Обычно она предназначена для кухни, где подключается электрическая плита. Подвод к подобной нагрузке производится по отдельной линии.
Какие кабели лучше?
Электрикам хорошо известен кабель немецкой марки NUM для офисных и жилых помещений. В России выпускают марки кабелей, которые по характеристикам ниже, хотя могут иметь то же название. Их можно отличить по подтекам компаунда в пространстве между жилами или по его отсутствию.
Провод выпускается монолитным и многопроволочным. Каждая жила, а также вся скрутка снаружи изолируется ПВХ, причем наполнитель между ними выполнен негорючим:
- Так, кабель NUM применяется внутри помещений, поскольку изоляция на улице разрушается от солнечных лучей.
- А в качестве внутренней и внешней электропроводки широко используется кабель марки ВВГ. Он дешев и достаточно надежен. Для прокладки в грунте его не рекомендуется применять.
- Провод марки ВВГ изготавливается плоским и круглым. Между жилами наполнитель не применяется.
- Кабель ВВГнг-П-LS делают с внешней оболочкой, не поддерживающей горения. Жилы изготавливаются круглые до сечения 16 мм², а свыше – секторные.
- Марки кабелей ПВС и ШВВП делаются многопроволочными и используются преимущественно для подключения бытовых приборов. Его часто применяют в качестве домашней электропроводки. На улице многопроволочные жилы использовать не рекомендуется по причине коррозии. Кроме того, изоляция при изгибе трескается при низкой температуре.
- На улице под землей прокладывают бронированные и устойчивые к влаге кабели АВБШв и ВБШв. Броня изготавливается из двух стальных лент, что повышает надежность кабеля и делает его устойчивым к механическим воздействиям.
Определение нагрузки по току
Более точный результат дает расчет сечения кабеля по мощности и току, где геометрические параметры связаны с электрическими.
Для домашней проводки должна учитывается не только активная нагрузка, но и реактивная. Сила тока определяется по формуле:
I = P/(U∙cosφ).
Реактивную нагрузку создают люминесцентные лампы и двигатели электроприборов (холодильника, пылесоса, электроинструмента и др.).
Давайте выясним, как быть, если необходимо определить сечение медного кабеля для подключения бытовой техники суммарной мощностью 25 кВт и трехфазных станков на 10 кВт. Такое подключение производится пятижильным кабелем, проложенным в грунте. Питание дома производится от трехфазной сети.
С учетом реактивной составляющей, мощность бытовой техники и оборудования составит:
- Pбыт. = 25/0,7 = 35,7 кВт;
- Pобор. = 10/0,7 = 14,3 кВт.
Определяются токи на вводе:
- Iбыт. = 35,7×1000/220 = 162 А;
- Iобор. = 14,3×1000/380 = 38 А.
Если распределить однофазные нагрузки равномерно по трем фазам, на одну будет приходиться ток:
Iф = 162/3 = 54 А.
На каждой фазе будет токовая нагрузка:
Iф = 54 + 38 = 92 А.
Вся техника одновременно не будет работать. С учетом запаса на каждую фазу приходится ток:
Iф = 92×0,75×1,5 = 103,5 А.
В пятижильном кабеле учитываются только фазные жилы. Для кабеля, проложенного в грунте, можно определить для тока 103,5 А сечение жил 16 мм² (таблица нагрузок по сечению кабеля).
Уточненный расчет по силе тока позволяет сэкономить средства, поскольку требуется меньшее сечение. При более грубом расчете кабеля по мощности, сечение жилы составит 25 мм², что обойдется дороже.
Падение напряжения на кабеле
Проводники обладают сопротивлением, которое необходимо учитывать. Особенно это важно для большой длины кабеля или при его малом сечении. Установлены нормы ПЭУ, по которым падение напряжения на кабеле не должно превышать 5 %. Расчет делается следующим образом.
- Определяется сопротивление проводника: R = 2×(ρ×L)/S.
- Находится падение напряжения: Uпад. = I×R. По отношению к линейному в процентах оно составит: U% = (Uпад./Uлин.)×100.
В формулах приняты обозначения:
- ρ – удельное сопротивление, Ом×мм²/м;
- S – площадь поперечного сечения, мм².
Коэффициент 2 показывает, что ток течет по двум жилам.
Пример расчета кабеля по падению напряжения
Например, необходимо рассчитать падение напряжения на переноске с сечением жилы 2,5 мм², длиной 20 м. Она необходима для подключения сварочного трансформатора мощностью 7 кВт.
- Сопротивление провода составляет: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 Ом.
- Сила тока в проводнике: I = 7000/220 =31,8 А.
- Падение напряжения на переноске: Uпад. = 31,8×0,28 = 8,9 В.
- Процент падения напряжения: U% = (8,9/220)×100 = 4,1 %.
Переноска подходит для сварочного аппарата по требованиям правил эксплуатации электроустановок, поскольку процент падения на ней напряжения находится в пределах нормы. Однако его величина на питающем проводе остается большой, что может негативно повлиять на процесс сварки. Здесь необходима проверка нижнего допустимого предела напряжения питания для сварочного аппарата.
Заключение
Чтобы надежно защитить электропроводку от перегрева при длительном превышении номинального тока, сечения кабелей рассчитывают по длительно допустимым токам. Расчет упрощается, если применяется таблица нагрузок по сечению кабеля. Более точный результат получается, если вычисление производится по максимальной токовой нагрузке. А для стабильной и долговременной работы в цепи электропроводки устанавливают автоматический выключатель.
Расчет сечения кабеля по току, токовая нагрузка по сечению кабеля
Как кабели, так и провода, через которые постоянно проходит электрический ток — это важнейший элемент электропроводки, установленной на территории дома или любого другого помещения. Правильно подобрать сечение кабеля по току следует для того, чтобы проверить, действительно ли провод, выбранный покупателем, полностью соответствует требованиям безопасности и надежности. Безопасность следует рассматривать с точки выбора соответствующего сечения в зависимости от токовых нагрузок. При неправильном подборе провод будет постоянно подвергаться повышенному нагреву, изоляция начнет плавиться. Конечный итог — короткое замыкание и возникновение пожара. Соответственно, грамотный подбор сечения всегда требует серьезного подхода.
Для правильного расчета сечений всей электропроводки в квартире или доме мы рекомендуем обратиться в соответствующие проектные организации, так как при выполнении таких комплексных расчетов существует множество нюансов, описание которых выходит за рамки данной статьи.
Однако, даже в таком случае, вам необходимо знать ту базовую информацию, которая приводится далее.
Что нужно знать при совершении правильного выбора
Делая выбор сечения кабеля по току, главным параметром, на который ориентируются специалисты, является максимальный уровень токовой нагрузки. Иными словами, это величина электрического тока, которую он без проблем может пропускать через себя на протяжении длительного периода времени.
Для определения величины номинального тока следует определить суммарную мощность всех используемых электрических приборов. Точное значение мощности необходимо искать на корпусе прибора или в паспорте на него, мощность измеряется в ваттах (Вт).
Стоит отметить, что :
- На этапе планирования проводки вы можете еще не знать какие бытовые приборы будут подключаться, например, вы их еще не купили.
- К одной и той же розетке могут подключаться совершенно различные устройства, вплоть до очень мощных – утюга или фена.
- Рано или поздно к какой-либо розетке может быть подключен тройник или удлинитель, к которому, в свою очередь будет подключено несколько устройств.
При расчете сечения проводки необходимо делать значительный многократный запас. Исключение могут составлять разве что проводка к светильникам, так как в последнее время имеется тенденция снижения мощности источников света.
Ниже предлагаем ознакомиться с таблицей, в которой приведены примеры значения мощностей (в правой колонке) различных бытовых приборов. Параметры, естественно, могут быть разными, в зависимости от технических характеристик самого оборудования.
Итак, после того, как вы узнали мощность, то легко сможете вычислить силу тока, потребляемую приборами:
I = P / U
I обозначает силу тока в амперах, P — мощность приборов, указанная в инструкции по эксплуатации любого бытового оборудования, выраженную в ваттах. U — напряжение электрической сети, выраженное в вольтах, как правило, это 220 В. Подставив в формулу свои значения, полученные при подсчете количества потребителей в доме, рассчитать сечение провода можно будет без особого труда. Для максимальной точности рекомендуем воспользоваться калькулятором.
Например, типовые холодильник, микроволновка и чайник на кухне будут потреблять 300 Вт + 700 Вт + 1200 Вт = 2200 Вт. Делим полученную мощность на напряжение сети 220 В получаем суммарную силу тока: 2200 Вт / 220 В = 10 А.
Какие провода лучше всего использовать
На современном рынке представлена продукция, предназначенная для обустройства как скрытой, так и открытой электрической проводки внутри квартиры. При составлении расчетов сечения кабелей многие специалисты рекомендуют пользоваться медными проводами. Практика показывает, что по сравнению с алюминиевой продукцией, медь является более эффективным вариантом. На то есть ряд причин.
- Продукция имеет хороший запас прочности, характеризуется достаточно хорошей мягкостью. При возникновении мест перегиба конструкция не ломается, чего нельзя сказать об алюминиевых аналогах, требующих прямой прокладки без сильного перегиба.
- Медный материал меньше подвергается воздействию химических процессов — окислению и коррозии. При соединении алюминия внутри распределительной коробки со временем могут окислиться места скрутки. Соответственно, контакт может быть утерян.
- Используя калькулятор расчета сечения кабеля, мастера обращают внимание на показатели проводимости. У меди они более высокие. При наличии двух экземпляров с одинаковым сечением медная продукция сможет выдержать более высокий уровень токовой нагрузки, чем при использовании алюминия.
Единственный недостаток медного провода заключается в повышенной стоимости. Окончательная цена превышает алюминиевые аналоги в 3–4 раза. С другой стороны, отдав больше денег на прокладку электросети внутри дома, владелец получает на практике полноценную электрическую проводку, способную выдерживать сложные условия эксплуатации. Согласно требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ), в зданиях необходимо прокладывать кабели и провода с медными жилами.
Применение продукции на основе алюминия рекомендуется при обустройстве распределительных и питающих сетей, но при условии, если расчетное сечение составляет 16 квадратных миллиметров или больше. В требованиях 7-ого издания ПУЭ указано, что алюминиевые провода и кабели сечением менее 16 мм² не допускаются к использованию при монтаже.
Расчет сечения
Определиться с выбором допустимой токовой нагрузки кабельной продукции с алюминиевыми и медными жилами вы можете с помощью таблиц, приведенных ниже. Обратите внимание – в табличке с алюминиевыми проводами подразумевается применение продукции, изготовленной с применением поливинилхлоридной пластиковой изоляции.
Для определения сечение необходимо найти соответствующее рассчитанное значение силы тока, умноженное на коэффициент запаса. Например, для нашего примера с 10 А, взяв запас примерно в 3 раза мы увидим, что необходим провод с сечением, не менее 2.5 мм². Конечно, если применить кабель с большим значением сечения, то хуже не будет. Еще раз повторюсь, что такой огромный коэффициент запаса мы берем при условии, если не знаем какая нагрузка может быть подключена в дальнейшем.
Информация, указанная в таблице, приводится в соответствии с требованиями профильного нормативного документа ГОСТ, регламентирующего особенности силовых кабелей, в которых присутствует пластмассовая изоляция.
Также обратите внимание, что выбираемый провод должен без нагрева выдерживать предельное значение автоматического выключателя щитка, к которому он подключен. Это крайне важно, так как в случае приближения потребляемой силы тока к значениям, предельным для электропроводки сработает автоматический выключатель, чем спасет вас от перегрева провода и возможного пожара.
После подсчета нагрузки и определения оптимального материала (в нашем случае это будет медь), рассмотрим еще один пример определения исходных параметров проводников. В данном случае будет вестись расчет сечения кабеля по длине и диаметру.
Известно, что нагрузка разделяется на две базовые категории — осветительную и силовую.
В случае с нашими измерениями базовой силовой нагрузкой считается группа розеток, установленных в ванной комнате и в кухонном помещении. Причина заключается в том, что именно здесь монтируется наиболее производительная бытовая аппаратура — чайники, микроволновые печи, холодильники, автоматические стиральные машины, бойлеры и так далее.
Делая окончательный выбор, следует ориентировать на проводник, который имеет сечение два с половиной квадратных миллиметра, но при условии, что величина силовой нагрузки будет разбрасываться по различным розеткам одновременно. Что это дает на практике? К примеру, чтобы подключить всю бытовую технику на территории кухни необходимо установить три-четыре розетки, которые подключаются с помощью медного провода. Многие заказчики часто задаются вопросом касательно того, можно ли соединять провода разного сечения. На самом деле, делать это не стоит, так как продукция, имеющая меньший показатель сечения, может не справиться с возложенной на нее нагрузкой, в результате чего либо расплавится изоляция, либо произойдет короткое замыкание.
Если планируется подключение всей бытовой техники посредством одной розетки, рассчитать сечение кабеля придется заново, так как 2.5-миллиметровой продукции окажется явно недостаточно. Альтернативный вариант — провод, сечение которого варьируется в пределах от четырех до шести квадратных миллиметров. Жилые комнаты могут обойтись установкой проводов сечением полтора квадратных миллиметра. Окончательный выбор всегда совершается только после правильного составления расчетов.
Пользуясь программой для расчета сечения кабеля, не стоит забывать и о питании осветительных приборов. По мнению специалистов, для организации правильного питания осветительной нагрузки можно обойтись электрической проводкой сечением полтора квадратных миллиметров.
Следует всегда помнить о том, что уровень мощности на участках электрической проводки может оказаться разным. Соответственно, придется индивидуально подбирать сечение питающих проводов. Составляя расчет сечения провода по диаметру, подбирать наиболее «толстую» продукцию необходимо на вводных участках, так как они принимают на себя всю нагрузку от подключенных потребителей. Оптимальный вариант — использование вводного провода сечением от четырех до шести квадратных миллиметров.
В процессе выполнения монтажных работ обычно используется продукция типа ВВГнг, ПВС, АППВ и ППВ.
Выводы
Для обустройства новой электросети в своем доме необходимо предварительно рассчитать суммарную мощность электрооборудования, которое будет подключаться к розеткам. При совершении окончательного выбора важно определиться с уровнем сечения. Категорически запрещается использовать провода и кабели, сечение которого меньше требуемого. Это может привести к нагреву и расплавлению изоляции, короткому замыканию, а также ряду других неприятностей. Если вы планируете использовать импортную продукцию, ознакомьтесь с расшифровкой маркировок.
На вводном участке соединение проводов разного сечения запрещается. Величина сечения постепенно уменьшается — чем ближе к розетке, тем меньшим оно будет. При выборе схемы, в которой одна розетка будет одновременно питать все приборы, установленные в одном помещении, диаметр проводки следует увеличить. Рекомендуется делать упор на товары, изготовленные из меди, так как они демонстрируют хорошую стойкость к перегрузкам, а также являются более долговечными.
Видео по теме
Хорошая реклама
Пример расчета падения напряжения и сечения электрического кабеля
Входная информация
Электрические характеристики:
Электрическая нагрузка 80 кВт , расстояние между источником и нагрузкой 200 метров , напряжение системы 415В, трехфазное , коэффициент мощности 0,8 , допустимое падение напряжения 5% , коэффициент потребления 1 .
Деталь прокладки кабеля:
Кабель направлен заглубленным в траншею на глубине 1 метр .Температура грунта составляет приблизительно 35 градусов. Количество кабеля в траншее — 1 . Количество пробега кабеля 1 пролет .
Пример расчета падения напряжения и размера электрического кабеля (фото: 12voltplanet.co.uk)Детали почвы:
Термическое сопротивление грунта неизвестно . Тип почвы влажная почва .
Хорошо, перейдем к расчетам…
- Потребляемая нагрузка = Общая нагрузка · Коэффициент спроса:
Потребляемая нагрузка в кВт = 80 · 1 = 80 кВт - Потребляемая нагрузка в кВА = кВт / шт.F .:
Потребляемая нагрузка в кВА = 80 / 0,8 = 100 кВА - Ток полной нагрузки = (КВА · 1000) / (1,732 · Напряжение):
Ток полной нагрузки = (100 · 1000) / (1,732 · 415) = 139 Ампер.
Расчет поправочного коэффициента кабеля на основе следующих данных:
Коэффициент температурной коррекции (K1), когда кабель находится в воздухе
| Коэффициент коррекции температуры в воздухе: K1 | ||
| Температура окружающей среды | Изоляция | |
| ПВХ | XLPE / EPR | |
| 10 | 1.22 | 1,15 |
| 15 | 1,17 | 1,12 |
| 20 | 1,12 | 1,08 |
| 25 | 1,06 | 1,04 |
| 35 | 0,94 | 0,96 |
| 40 | 0,87 | 0,91 |
| 45 | 0,79 | 0,87 |
| 50 | 0,71 | 0.82 |
| 55 | 0,61 | 0,76 |
| 60 | 0,5 | 0,71 |
| 65 | 0 | 0,65 |
| 70 | 0 | 0,58 |
| 75 | 0 | 0,5 |
| 80 | 0 | 0,41 |
Поправочный коэффициент температуры земли (K2)
| Поправочный коэффициент температуры земли: K2 | ||
| Температура земли | Изоляция | |
| ПВХ | XLPE / EPR | |
| 10 | 1.1 | 1,07 |
| 15 | 1,05 | 1,04 |
| 20 | 0,95 | 0,96 |
| 25 | 0,89 | 0,93 |
| 35 | 0,77 | 0,89 |
| 40 | 0,71 | 0,85 |
| 45 | 0,63 | 0,8 |
| 50 | 0,55 | 0.76 |
| 55 | 0,45 | 0,71 |
| 60 | 0 | 0,65 |
| 65 | 0 | 0,6 |
| 70 | 0 | 0,53 |
| 75 | 0 | 0,46 |
| 80 | 0 | 0,38 |
Поправочный коэффициент термического сопротивления (K4) для грунта (когда известно термическое сопротивление грунта)
| Термическое сопротивление почвы: 2.5 КМ / Вт | |
| Удельное сопротивление | К3 |
| 1 | 1,18 |
| 1,5 | 1,1 |
| 2 | 1,05 |
| 2,5 | 1 |
| 3 | 0,96 |
Поправочный коэффициент почвы (K4) для почвы (когда термическое сопротивление почвы неизвестно)
| Природа почвы | К3 |
| Очень влажная почва | 1.21 |
| Влажная почва | 1,13 |
| Влажная почва | 1,05 |
| Сухая почва | 1 |
| Очень сухая почва | 0,86 |
Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5)
| Глубина укладки (метры) | Коэффициент рейтинга |
| 0,5 | 1,1 |
| 0,7 | 1.05 |
| 0,9 | 1.01 |
| 1 | 1 |
| 1,2 | 0,98 |
| 1,5 | 0,96 |
Коэффициент поправки на расстояние кабеля (K6)
| Номер цепи | Нет | Диаметр кабеля | 0,125 м | 0,25 м | 0,5 м |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0.75 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,9 |
| 3 | 0,65 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,85 |
| 4 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 |
| 5 | 0,55 | 0,55 | 0,65 | 0,7 | 0,8 |
| 6 | 0,5 | 0.55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
Коэффициент группирования кабелей (коэффициент количества лотков) (K7)
| Номер кабеля / лотка | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,84 | 0,8 | 0.78 | 0,77 | 0,76 | 0,75 |
| 3 | 0,8 | 0,76 | 0,74 | 0,73 | 0,72 | 0,71 |
| 4 | 0,78 | 0,74 | 0,72 | 0,71 | 0,7 | 0,69 |
| 5 | 0,77 | 0,73 | 0,7 | 0,69 | 0,68 | 0,67 |
| 6 | 0.75 | 0,71 | 0,7 | 0,68 | 0,68 | 0,66 |
| 7 | 0,74 | 0,69 | 0,675 | 0,66 | 0,66 | 0,64 |
| 8 | 0,73 | 0,69 | 0,68 | 0,67 | 0,66 | 0,64 |
Согласно приведенным выше поправочным коэффициентам детали:
— Поправочный коэффициент температуры грунта (K2) = 0.89
— Поправочный коэффициент на грунт (K4) = 1.05
— Поправочный коэффициент на глубину кабеля (K5) = 1.0
— Поправочный коэффициент на расстояние кабеля (K6) = 1.0
Общий коэффициент снижения мощности = k1 · k2 · k3 · K4 · K5 · K6 · K7
— Общий коэффициент снижения = 0,93
Выбор кабеля
Для выбора подходящего кабеля должны быть выполнены следующие условия:
- Ток снижения мощности кабеля должен быть на выше, чем ток полной нагрузки нагрузки .
- Падение напряжения на кабеле должно быть на меньше заданного падения напряжения .
- Количество кабельных трасс ≥ (ток полной нагрузки / ток снижения номинальных характеристик кабеля).
- Допустимая мощность короткого замыкания кабеля должна быть на выше, чем мощность короткого замыкания системы в этой точке на .
Выбор кабеля — Корпус №1
Давайте выберем 3,5-жильный кабель 70 кв. Мм для одиночной прокладки.
- Текущая емкость 70 кв.Длина кабеля мм: 170 А ,
Сопротивление = 0,57 Ом / км и
Реактивное сопротивление = 0,077 МОНО / км - Общий ток снижения номинальных значений кабеля 70 кв. Мм = 170 · 0,93 = 159 А .
- Падение напряжения на кабеле =
(1,732 · Ток · (RcosǾ + jsinǾ) · Длина кабеля · 100) / (Напряжение сети · Число пробега · 1000) =
(1,732 · 139 · (0,57 · 0,8 + 0,077 ·) 0,6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 5,8%
Падение напряжения на кабеле = 5.8%
Здесь падение напряжения для 70 кв. Мм кабеля (5,8%) выше, чем определенное падение напряжения (5%), поэтому либо выберите больший размер кабеля, либо увеличьте количество проложенных кабелей.Если мы выберем 2 участка, то падение напряжения составит 2,8%, что находится в пределах лимита (5%), но использовать 2 участка кабеля 70 кв. Мм неэкономично, поэтому необходимо использовать кабель следующего большего размера. ,
Выбор кабеля — Корпус №2
Давайте выберем 3.5-жильный кабель 95 кв. Мм для одиночной прокладки, мощность короткого замыкания = 8,2 кА.
- Максимальный ток кабеля площадью 95 кв. Мм составляет 200 А ,
Сопротивление = 0,41 Ом / км и
Реактивное сопротивление = 0,074 МОНО / км - Общий ток снижения номинальных значений 70 кв. Мм. Кабель = 200 · 0,93 = 187 А .
- Падение напряжения кабеля =
(1,732 · 139 · (0,41 · 0,8 + 0,074 · 0,6) · 200 · 100) / (415 · 1 · 1000) = 2,2%
Решить 95 кв.мм, необходимо проверить условия выбора кабеля.
- Снижение номинальных характеристик кабеля Amp (187 A) выше, чем ток полной нагрузки нагрузки (139 A) = O.K
- Падение напряжения на кабеле (2,2%) меньше заданного падения напряжения (5%) = Нормально
- Количество кабельных трасс (1) ≥ (139A / 187A = 0,78) = O.K
- Мощность короткого замыкания кабеля (8,2KA) выше, чем мощность короткого замыкания системы в этой точке (6.0KA) = ОК
,Кабель 95 кв. Мм удовлетворяет всем трем условиям, , поэтому рекомендуется использовать 3,5-жильный кабель 95 кв. Мм .
Расчет сечения кабеля и падения напряжения
Расчет сечения кабеля и падения напряжения:
Рассчитайте падение напряжения и сечение электрического кабеля для следующих данных.
- Электрические характеристики: Электрическая нагрузка 80 кВт, расстояние между источником и нагрузкой 200 метров, напряжение системы 415 В, трехфазное, коэффициент мощности 0,8, допустимое падение напряжения 5%, коэффициент нагрузки 1,
- Деталь прокладки кабеля: Кабель прокладывают заглубленным в землю в траншею на глубине 1 метра.Температура грунта составляет приблизительно 35 градусов. Количество кабелей на траншею — 1. Количество кабелей в одной траншее.
- Детали грунта: Термическое сопротивление грунта неизвестно. Природа почвы — влажная почва.
Расчет:
- Потребляемая нагрузка = общая нагрузка x коэффициент потребности
- Потребляемая нагрузка в кВт = 80 x 1 = 80 кВт
- Потребляемая нагрузка в кВА = кВт / П.Ф.
- Потребляемая нагрузка в кВА = 80 / 0,8 = 100 кВА
- Ток полной нагрузки = (кВАx1000) / (1.732x Напряжение)
- Ток полной нагрузки = (100 × 1000) / (1,732 × 415) = 139А.
- Расчет поправочного коэффициента кабеля на основе следующих данных:
- Коэффициент температурной коррекции (K1), когда кабель находится на воздухе, составляет
Температурный поправочный коэффициент в воздухе: K1 | ||
Температура окружающей среды © | Изоляция | |
ПВХ | XLPE / EPR | |
10 | 1.22 | 1,15 |
15 | 1,17 | 1,12 |
20 | 1,12 | 1,08 |
25 | 1,06 | 1,04 |
35 | 0,94 | 0.96 |
40 | 0,87 | 0,91 |
45 | 0,79 | 0,87 |
50 | 0,71 | 0,82 |
55 | 0,61 | 0,76 |
60 | 0.5 | 0,71 |
65 | 0 | 0,65 |
70 | 0 | 0,58 |
75 | 0 | 0,5 |
80 | 0 | 0,41 |
- Поправочный коэффициент температуры земли (K2):
Поправочный коэффициент температуры земли: K2 | ||
Температура земли © | Изоляция | |
ПВХ | XLPE / EPR | |
10 | 1.1 | 1,07 |
15 | 1,05 | 1,04 |
20 | 0,95 | 0,96 |
25 | 0,89 | 0,93 |
35 | 0,77 | 0.89 |
40 | 0,71 | 0,85 |
45 | 0,63 | 0,8 |
50 | 0,55 | 0,76 |
55 | 0,45 | 0,71 |
60 | 0 | 0.65 |
65 | 0 | 0,6 |
70 | 0 | 0,53 |
75 | 0 | 0,46 |
80 | 0 | 0,38 |
- Поправочный коэффициент термического сопротивления (K4) для почвы (когда известно термическое сопротивление почвы):
Ther.Коэффициент коррекции Resi: K4 | |
Термическое сопротивление почвы: 2,5 км / Вт | |
Удельное сопротивление | К3 |
1 | 1,18 |
1,5 | 1,1 |
2 | 1,05 |
2.5 | 1 |
3 | 0,96 |
- Поправочный коэффициент почвы (K4) почвы (когда термическое сопротивление почвы неизвестно):
Поправочный коэффициент для почвы: K4 | |
Природа почвы | К3 |
Очень влажная почва | 1.21 |
Влажная почва | 1,13 |
Влажная почва | 1,05 |
Сухая почва | 1 |
Очень сухая почва | 0,86 |
- Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5):
Коэффициент глубины кабеля (K5) | |
Глубина укладки (метры) | Коэффициент рейтинга |
0.5 | 1,1 |
0,7 | 1,05 |
0,9 | 1.01 |
1 | 1 |
1,2 | 0,98 |
1,5 | 0,96 |
- Коэффициент коррекции расстояния кабеля (K6):
Поправочный коэффициент расстояния кабеля (K6) | |||||
Номер цепи | Нет | Диаметр кабеля | 0.125 м | 0,25 м | 0,5 м |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0.9 |
3 | 0,65 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,85 |
4 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 |
5 | 0.55 | 0,55 | 0,65 | 0,7 | 0,8 |
6 | 0,5 | 0,55 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
- Коэффициент группирования кабелей (коэффициент количества лотков) (K7):
Номер кабеля / лотка | (фактор группировки кабелей K7) == Количество лотков | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2 | 0.84 | 0,8 | 0,78 | 0,77 | 0,76 | 0,75 |
3 | 0,8 | 0,76 | 0,74 | 0,73 | 0,72 | 0,71 |
4 | 0.78 | 0,74 | 0,72 | 0,71 | 0,7 | 0,69 |
5 | 0,77 | 0,73 | 0,7 | 0,69 | 0,68 | 0,67 |
6 | 0.75 | 0,71 | 0,7 | 0,68 | 0,68 | 0,66 |
7 | 0,74 | 0,69 | 0,675 | 0,66 | 0,66 | 0,64 |
8 | 0.73 | 0,69 | 0,68 | 0,67 | 0,66 | 0,64 |
- В соответствии с приведенными выше поправочными коэффициентами детализации
- Поправочный коэффициент температуры земли (K2) = 0,89
- Поправочный коэффициент для почвы (K4) = 1,05
- Поправочный коэффициент глубины кабеля (K5) = 1,0
- Коэффициент поправки на расстояние кабеля (K6) = 1,0
- Общий коэффициент понижения = k1x k2 x k3 x K4 x K5 x K6 x K7
- Общий коэффициент снижения рейтинга = 0.93
Выбор кабеля:
- Для выбора подходящего кабеля должны быть выполнены следующие условия
- ( 1) Кабель Де номинальный ток должен быть выше, чем ток полной нагрузки нагрузки.
- (2) Падение напряжения на кабеле должно быть меньше заданного падения напряжения.
- (3) Количество пробега кабеля> = (ток полной нагрузки / ток снижения номинального значения кабеля).
- (4) Допустимая нагрузка при коротком замыкании кабеля должна быть выше, чем у системы S.C Вместимость в этот момент.
Выбор футляра для кабеля (1):
- Давайте выберем 3,5-жильный кабель 70 кв. Мм для одиночной прокладки.
- Максимальный ток кабеля 70 кв. Мм составляет 170 А, сопротивление = 0,57 Ом / км и реактивное сопротивление = 0,077 мГо / км
- Общий ток дерейтинга 70 кв. Мм кабеля = 170 × 0,93 = 159 ампер.
- Падение напряжения на кабеле = (1,732x ток x (RcosǾ + jsinǾ) x длина кабеляx100) / (линейное напряжение x количество участков x1000)
- Падение напряжения на кабеле = (1.732x139x (0,57 × 0,8 + 0,077 × 0,6) x200x100) / (415x1x1000) = 5,8%
- Падение напряжения кабеля = 5,8%
- Здесь падение напряжения для кабеля 70 кв. Мм (5,8%) выше, чем определенное падение напряжения (5%), поэтому либо выберите больший размер кабеля, либо увеличьте количество участков кабеля.
- Если мы выберем 2 «Нет пробега», то падение напряжения составит 2,8%, что находится в пределах лимита (5%), но использовать 2 «Нет пробега» кабеля 70 кв. Мм. Кабель не экономичен, поэтому необходимо использовать следующий больший размер кабель.
Выбор футляра для кабеля (2):
- Давайте выберем 3.Кабель 5Core 95 кв. Мм для одиночного прохода, емкость S.C = 8,2 кА.
- Максимальный ток кабеля 95 кв. Мм составляет 200 А, сопротивление = 0,41 Ом / км и реактивное сопротивление = 0,074 мГо / км
- Суммарный пониженный ток кабеля 70 кв. Мм = 200 × 0,93 = 187 ампер.
- Падение напряжения в кабеле = (1,732x139x (0,41 × 0,8 + 0,074 × 0,6) x200x100) / (415x1x1000) = 2,2%
- Падение напряжения кабеля = 2,2%
- Чтобы выбрать кабель 95 кв. Мм, необходимо проверить условия выбора кабеля.
- (1) Ток деформации кабеля (187 А) выше, чем ток полной нагрузки (139 А) = О.К
- (2) Падение напряжения на кабеле (2,2%) меньше заданного падения напряжения (5%) = ОК
- (3) Количество проложенных кабелей (1)> = (139A / 187A = 0,78) = В порядке
- (4) Пропускная способность Cable S.C (8,2 кА) выше, чем пропускная способность System S.C в этой точке (6,0 кА) = ОК
- Кабель 95 кв. Мм удовлетворяет всем трем условиям, поэтому рекомендуется использовать 3,5-жильный кабель 95 кв. Мм
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
О компании Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Power System Control), B.E (Electrical). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение).В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Промышленный Электрикс» (австралийские энергетические публикации). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки.Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить свои знания по различным инженерным темам.
Как найти неисправность в кабелях? Типы неисправностей кабелей
Неисправности кабелей, типы, причины и способы определения неисправностей в кабелях с помощью различных тестов.
Общие сведения о неисправностях в кабелях
Когда электроэнергия вырабатывается на станциях поколений, она распределяется между различными нагрузками, то есть городами, поселками и деревнями для потребления. Процесс включает в себя повышение напряжения для минимизации потерь энергии в виде тепла.Повышенное напряжение распределяется по сетевым станциям, где оно понижается для распределения на местные трансформаторы, где оно, наконец, понижается и распределяется между потребителями.
Распределение электроэнергии осуществляется по электрическим кабелям. Кабели бывают изолированными или неизолированными. Выбор использования изолированных или неизолированных (воздушных линий или подземных) кабелей в основном важен, когда энергия должна передаваться в процессе подземной прокладки.
В отличие от изолированных кабелей, неисправности неизолированных кабелей легко обнаруживаются, поскольку наиболее распространенная неисправность, связанная с таким типом кабеля, — это разрыв и разрыв кабеля или проводов.
В изолированных кабелях, особенно в многожильных, неисправности бывают разных типов и имеют множество причин.
Прежде чем мы обсудим, как найти эти часто встречающиеся неисправности, давайте посмотрим, что такое неисправности кабеля , а также возможные причины и место этих неисправностей. 
Типы неисправностей кабеля
Ниже приведены типы неисправностей кабеля , которые обычно встречаются в подземных кабелях.
- Неисправности обрыва цепи: Неисправность обрыва цепи — это своего рода неисправность, которая возникает в результате разрыва проводника или его выдергивания из соединения.В таких случаях ток вообще не будет протекать, поскольку проводник сломан (конвейер электрического тока).
- Короткое замыкание или перекрестное замыкание: Этот вид сбоя возникает при повреждении изоляции между двумя кабелями или между двумя многожильными кабелями. В таких случаях ток не будет проходить через основную жилу, которая подключена к нагрузке, а вместо этого будет течь напрямую от одного кабеля к другому или от одной жилы или многожильного кабеля к другому. Нагрузка будет замкнута накоротко.
- Заземление или замыкание на землю: Этот вид сбоев возникает при повреждении изоляции кабеля. Ток, протекающий через неисправный кабель, начинает течь от жилы кабеля к земле или к оболочке (защитному устройству кабеля) кабеля. Тогда ток не будет проходить через нагрузку.
Причины неисправностей кабелей
Неисправности кабелей в основном вызваны влажностью бумажной изоляции кабелей. Это может привести к повреждению свинцовой оболочки, защищающей кабель.Свинцовую оболочку можно повредить по-разному. Большинство из них — химическое воздействие почвы на свинец при заглублении, механические повреждения и кристаллизация свинца в результате вибрации.
Как найти неисправность в поврежденном кабеле?
Прежде чем устранять неисправность в кабелях, необходимо сначала определить неисправность. Есть много способов найти неисправностей кабеля , которые обсуждаются ниже;
Различные типы тестов для поиска неисправностей в кабелях.
1.Тест Блавье (для неисправностей одиночного кабеля)
Когда замыкание на землю происходит в одиночном кабеле и нет других кабелей (без неисправного), можно выполнить тест Блавье, чтобы определить местонахождение неисправности в одиночном кабеле.
Другими словами, при отсутствии звукового кабеля для обнаружения неисправности в кабеле (чтобы создать петлю, подключив оба кабеля, как мы делаем в тесте петли Мюррея), тогда называется измерение сопротивления с одной стороны или конца. тест Блавье .
В тесте Блавье сопротивление можно измерить двумя способами.
- Для изоляции дальнего конца кабеля
- Чтобы заземлить (заземлить) дальний конец кабеля, как показано на рис.
Замыкание на землю одиночного кабеля можно определить с помощью теста Блавье. В этом виде испытаний в мостовой сети используются низковольтный источник питания, амперметр и вольтметр. Сопротивление между одним концом кабеля (передающий конец) и землей измеряется, когда «дальний конец» изолирован от земли.
Предположим, нам известно полное сопротивление одножильного кабеля (до неисправности), равное RΩ.И;
Сопротивление замыкания на землю = r
Сопротивление от дальнего конца до замыкания кабеля = r1
Сопротивление от испытательного конца кабеля до места замыкания = r2
Теперь мы подключим и затем отсоедините заземление от дальнего конца кабеля, чтобы измерить два сопротивления. Эти измерения могут быть выполнены с помощью источника LT (низкого напряжения) и мостовой сети.
Прежде всего, мы изолируем дальний конец кабеля, чтобы определить сопротивление между линией и землей, которое составляет;
R 1 = r 2 + r ……………………….(1)
Теперь мы заземлим или заземлим дальний конец кабеля, чтобы снова найти сопротивление между линией и землей.
Но полное сопротивление (до возникновения неисправности) было
R = r 1 + r 2 ……………………… .. (3)
Решение приведенных выше уравнений для r 2 (место или расстояние повреждения) мы получаем
Значение x = r 2 обычно меньше, чем значение 2 .Поэтому мы рассматриваем (-) вместо (±) в приведенном выше уравнении.
Тесты контуров для поиска повреждений кабеля
Эти виды тестов проводятся при коротких замыканиях или замыканиях на землю в подземных кабелях. Неисправности кабеля можно легко обнаружить, если вместе с заземленными кабелями проложить звуковой кабель. Ниже приведены типы циклических тестов.
- Тест петли Мюррея
- Тест петли Варлея.
- Тест на перекрытие земли
2.Тест петли Мюррея
Ниже показано соединение, позволяющее определить местонахождение повреждений кабеля с помощью метода теста петли Мюррея .
Принцип моста Уитстона используется в тесте петли Мюррея для обнаружения повреждений кабеля. Ra и Rb — это два плеча передаточных чисел, состоящих из резисторов. G — гальванометр. Неисправный кабель (Rx) подключается ко второму кабелю (Звуковой кабель Rc) через перемычку с низким сопротивлением на дальнем конце. Мост Уитстона поддерживается в равновесии за счет регулирования сопротивления рычагов передаточного отношения Ra и Rb до тех пор, пока отклонение гальванометра не станет равным нулю.
Таким образом…
Решая для x , получаем;
где
l = длина одного кабеля (в метрах ярдов)
2l = общая длина двух кабелей
x = расстояние от верхней стороны до разлома
3 .Тест петли Варлея
Единственное различие между тестом петли Мюррея и проверкой петли Варли состоит в том, что тест петли Варли предназначен для измерения полного сопротивления петли вместо получения его из отношения
В этом тесте, рычаги передаточного отношения Ra и Rb являются фиксированными, а положение баланса достигается изменением известного переменного сопротивления (реостат).
Как мы объяснили уравнение в приведенном выше разделе теста петли Мюррея … история такая же и для теста Варлея… 
Для замыкания на землю или короткого замыкания в кабелях , ключ переключателя сначала переводится в положение 1, переменное сопротивление S изменяется до тех пор, пока мост не будет сбалансирован для значения сопротивления S1. Итак,
Когда клавиша находится в позиции 1
Когда клавиша находится в позиции 2
Из уравнения 1 и 2, мы получаем,
Поскольку значение Ra, Rb , S1 и S2 известны, тогда значение Rx может быть определено как
Сопротивление контура =
Если « r » — это сопротивление кабеля на метр длины, тогда расстояние повреждения кабеля от испытательного конца это
4.Тест на перекрытие с землей
В тесте на перекрытие с землей выполняются два измерения (вместо одного, как в тесте Блавье). Первое измерение сопротивления — это R1 (между линией и землей, т. Е. От испытательного конца до дальнего (заземленного) конца).
Второе измерение сопротивления — R2 (между линией и землей, т. Е. От дальнего конца и тестируемого (заземленного) конца).
Оба измерения равны следующим образом:
Как и в тесте Блавье , мы также предполагаем, что нам известно фактическое сопротивление кабеля до повреждения кабеля, которое равно R.
R = r 1 + r 2
5. Тест обрыва цепи
Отказ обрыва цепи может произойти, когда кабель выдергивается из места соединения или происходит разрыв кабель. Такую неисправность можно отследить, выполнив проверку емкости. Емкость неисправного кабеля измеряется с обоих концов кабеля баллистическим гальванометром или мостовым методом. Емкость кабеля относительно земли пропорциональна длине кабеля.
6. Испытание на падение
In Испытание на падение , амперметр, вольтметр, переменный резистор (реостат) и аккумулятор подключены, как показано ниже, для поиска места неисправности в кабеле. Этот тест проводится с помощью звукового кабеля, который не имеет неисправности, идущего вдоль неисправного кабеля, как показано ниже 
Расстояние до точки повреждения может быть задано как:
Где
V 1 и V 2 = показания вольтметра в точках A и B;
L = длина неисправного сердечника
X = длина сердечника между поврежденным и испытательным концом A.
В этот пост мы добавим больше тестов и методов, чтобы найти неисправностей кабеля . Оставайтесь с нами. Спасибо.
Вы также можете прочитать:
Введите адрес электронной почты для получения последних обновлений, подобных указанному выше!
.FAQ: Расчет допустимой нагрузки по току
Допустимая нагрузка по току изолированного проводника или кабеля — это максимальный ток, который он может непрерывно выдерживать без превышения допустимого температурного режима. Это также известно как емкость.
Во время эксплуатации кабели несут электрические потери, которые проявляются в виде тепла в проводнике, изоляции и любых других металлических компонентах конструкции. Номинальный ток будет зависеть от того, как это тепло отводится через поверхность кабеля в окружающие области.Температурный режим кабеля является определяющим фактором допустимой нагрузки на кабель. Максимальный температурный диапазон кабеля в основном определяется изоляционным материалом.
Выбирая температуру окружающей среды в качестве основы для окружающей среды, можно получить допустимое повышение температуры, исходя из которого можно рассчитать максимальный номинал кабеля для конкретной среды. Если известны значения удельного теплового сопротивления слоев материалов в конструкции кабеля, можно рассчитать номинальные токи.
Формула для расчета допустимой нагрузки по току:
I = допустимый номинальный ток
∆Φ = Повышение температуры проводника в (K)
R = сопротивление переменному току на единицу длины проводника при максимальной рабочей температуре (Ом / м)
Wd = диэлектрические потери на единицу длины для изоляции вокруг проводника (Вт / м)
T1 = Тепловое сопротивление на единицу длины между одним проводником и оболочкой (K м / Вт)
T2 = тепловое сопротивление на единицу длины подстилки между оболочкой и броней (K м / Вт)
T3 = тепловое сопротивление на единицу длины внешней оболочки кабеля (K м / Вт)
T4 = тепловое сопротивление на единицу длины между поверхностью кабеля и окружающей средой (K м / Вт)
n = количество несущих проводов в кабеле (проводников одинакового сечения и несущих одинаковую нагрузку)
λ1 = Отношение потерь в металлической оболочке к общим потерям во всех проводниках этого кабеля
λ2 = отношение потерь в броне к общим потерям во всех проводниках этого кабеля.
,