Как рассчитать сечение кабеля по мощности: Как правильно рассчитать нагрузку на кабель | Полезные статьи — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Сечение проводов по мощности таблица. Расчет сечения кабеля — примеры расчета, таблицы, калькулятор.

Чем отличается кабель от провода

Прежде чем перейти к основному содержимому, нам необходимо понять, что же мы все-таки хотим рассчитать, сечение провода или кабеля, в чем различия одного от другого!? Несмотря на то, что обыватель применяет эти два слова как синонимы, подразумевая под этим что-то свое, но если быть дотошными, то разница все же имеется.

Так провод это одна токопроводящая жила, будь то моножила или набор проводников, изолированная в диэлектрик, в оболочку. А вот кабель, это уже несколько таких проводов, объединенных в единое целое, в своей защитной и изоляционной оболочке. Для того, чтобы вам было лучше понятно, что к чему, взгляните на картинку.

Так вот, теперь мы в курсе, что рассчитывать нам необходимо именно сечение провода, то есть одного токопроводящего элемента, а второй будет уже уходить от нагрузки, обратно к питанию.

Однако мы порой и сами забываемся не лучше Вашего, так что если вы нас подловите на том, что где-то все же встретится слово кабель, то не сочтите уж за невежество, стереотипы делают свое дело.

Расчет сечения провода

Начнем не с таблицы, а с расчета. То есть, каждый человек, не имея под рукой интернет, где в свободном доступе ПУЭ с таблицами имеется, может самостоятельно определить сечение кабеля по току. Для этого потребуется штангенциркуль и формула.

Если рассмотреть сечение кабеля, то это круг с определенным диаметром.
Существует формула площади круга: S= 3,14*D²/4, где 3,14 – это Архимедово число, «D» — диаметр измеренной жилы. Формулу можно упростить: S=0,785*D².

Если провод состоит из нескольких жил, то замеряется диаметр каждой, вычисляется площадь, затем все показатели суммируются. А как вычислить сечение кабеля, если каждая его жила состоит из нескольких тоненьких проводков?

Процесс немного усложняется, но не сильно. Для этого придется подсчитать количество проводков в одной жиле, измерить диаметр одного проводка, вычислить его площадь по описанной формуле и умножить данный показатель на количество проводков. Это и будет сечение одной жилы. Теперь необходимо это значение умножить на количество жил.

Если нет желания считать проводки и измерять их размеры, надо просто замерить диаметр одной жилы, состоящий из нескольких проводов. Снимать размеры надо аккуратно, чтобы не смять жилу. Обратите внимание, что этот диаметр не является точным, потому что между проводками остается пространство.

Расчёт сечения кабеля по мощности и длине

Для того чтобы правильно подобрать кабель, в первую очередь необходимо знать его сечение. Наш онлайн калькулятор расчета сечения кабеля по длине и мощности поможет рассчитать сечение кабеля, необходимое для безопасной эксплуатации электропроводки. Кабель с верно выбранным сечением избежит перегревов, коротких замыканий и выхода из строя электротехники.

По какой формуле производится расчет сечения

При проработке алгоритмов:

Площадь кабеля считается по длине и допустимой мощности. Для этого используется формула I = P : U x (COSф), где P — мощность, U — напряжение, а COSф — коэффициент. Если работа производится с бытовой электросетью, то коэффициент обозначается единицей. В случае прокладки промышленной коммуникации, он рассчитывается в виде отношения активной мощности к полной.

Сечение по току берется из данных ПУЭ.
Сопротивление кабеля считается по формуле Ro = (P x I):S, где P — сопротивление, I — длина, S — поперечная площадь сечения. Однако нужно учитывать, что ток перемещается в обе стороны, поэтому сопротивление фактически будет равно R = Ro x 2.
Падение напряжения учитывается в формуле △U = I x R.
Падения напряжение в процентном отношении отображено в формуле △U ÷ U.

Если вы хотите посчитать все сами, на помощь придут справочный материал или онлайн-калькуляторы, которые доступны на интернет-ресурсах.

Медь или алюминий

В СССР большинство жилых домов оснащались алюминиевой проводкой, это было своеобразной нормой, стандартом и даже догмой. Нет, это совсем не значит, что страна была бедная, и не хватало на меди. Даже в некоторых случая наоборот.

Но видимо проектировщики электрических сетей решили, что экономически можно много сэкономить, если применять алюминий, а не медь. Действительно, темпы строительства были огромнейшие, достаточно вспомнить хрущевки, в которых все еще живет половина страны, а значит эффект от такой экономии был значительным. В этом можно не сомневаться.

Тем не менее, сегодня другие реалии, и алюминиевую проводку в новых жилых помещениях не применяют, только медную. Это исходит из норм ПУЭ пункт 7.1.34 «В зданиях следует применять кабели и провода с медными жилами…».

Так вот, мы вам настоятельно не рекомендуем экспериментировать и пробовать алюминий. Минусы его очевидны. Алюминиевые скрутки невозможно пропаять, так же очень трудно сварить, в итоге контакты в распределительных коробках могут со временем нарушиться. Алюминий очень хрупкий, два-три изгиба и провод отпал.

Будут постоянные проблемы с подключением его к розеткам, выключателем. Опять же если говорить о проводимой мощности, то медный провод с тем же сечением для алюминия 2,5 мм.кв. допускает длительный ток в 19А, а для меди в 25А. Здесь разница больше чем 1 КВт.

Так что еще раз повторимся — только медь! Далее мы и будем уже исходить из того, что сечение рассчитываем для медного провода, но в таблицах приведем значения и для алюминия. Мало ли что.

ПУЭ таблица расчета сечения кабеля по мощности и току

Позволяет выбрать сечение по максимальному току и максимальной нагрузке.

для медных проводов:

для алюминиевых проводов:

Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами.

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 либо резиновой оболочке, бронированных и небронированных.

Сечение токопроводящей жилы, мм	Ток, А, для проводов и кабелей
Одножильных	Двухжильных	Трехжильных
При прокладке
В воздухе	В воздухе	В земле	В воздухе	В земле
1,5	23	19	33	19	27
2,5	30	27	44	25	38
14	41	38	55	35	49
6	50	50	70	42	60
10	80	70	105	55	90
16	100	90	135	75	115
25	140	115	175	95	150
35	170	140	210	120	180
50	215	175	265	145	225
70	270	215	320	180	275
95	325	260	385	220	330
120	385	300	445	260	385
150	440	350	505	305	435
185	510	405	570	350	500
240	605	—	—	—	—

* Токи относятся к проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами

Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой либо пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных.

Сечение токопроводящей жилы, мм	Ток, А, для проводов и кабелей
Одножильных	Двухжильных	Трехжильных
При прокладке
В воздухе	В воздухе	В земле	В воздухе	В земле
2,5	23	21	34	19	29
4	31	29	42	27	38
6	38	38	55	32	46
10	60	55	80	42	70
16	75	70	105	60	90
25	105	90	135	75	115
35	130	105	160	90	140
50	165	135	205	110	175
70	210	165	245	140	210
95	250	200	295	170	255
120	295	230	340	200	295
150	340	270	390	235	335
185	390	310	440	270	385
240	465	—	—	—	—

Примечание. Допустимые длительные токи для четырехжильных кабелей с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ могут выбираться по данной таблице как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа прокладки

И напоследок несколько практических советов. Отправляясь на рынок за кабелем, возьмите с собой штангенциркуль . Слишком часто заявленное сечение не совпадает с реальностью. Разница может быть в 30-40%, а это очень много. Чем вам это грозит? Выгоранием проводки со всеми вытекающими последствиями. Потому лучше прямо на месте проверять действительно ли у данного кабеля требуемое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля есть в таблице выше).

О выборе марки кабеля для домашней электропроводки

Делать квартирную электропроводку из алюминиевых проводов на первый взгляд кажется дешевле, но эксплуатационные расходы из-за низкой надежности контактов со временем многократно превысят затраты на электропроводку из меди. Рекомендую делать проводку исключительно из медных проводов! Алюминиевые провода незаменимы при прокладке воздушной электропроводки, так как они легкие и дешевые и при правильном соединении служат надежно продолжительное время.

А какой провод лучше использовать при монтаже электропроводки, одножильный или многожильный? С точки зрения способности проводить ток на единицу сечения и монтажа, одножильный лучше. Так что для домашней электропроводки нужно использовать только одножильный провод. Многожильный допускает многократные изгибы, и чем тоньше в нем проводники, тем он более гибкий и долговечнее. Поэтому многожильный провод применяют для подключения к электросети нестационарных электроприборов, таких как электрофен, электробритва, электроутюг и все остальных.

После принятия решения по сечению провода встает вопрос о марке кабеля для электропроводки. Тут выбор не велик и представлен всего несколькими марками кабелей: ПУНП, ВВГнг и NYM.

Кабель ПУНП с 1990 года, в соответствии с решением Главгосэнергонадзора «О запрете применения проводов типа АПВН, ППБН, ПЕН, ПУНП и др., выпускаемых по ТУ 16-505. 610-74 вместо проводов АПВ, АППВ, ПВ и ППВ по ГОСТ 6323-79*» к применению запрещен.

Кабель ВВГ и ВВГнг – медные провода в двойной поливинилхлоридной изоляции, плоской формы. Предназначен для работы при температуре окружающей среды от −50°С до +50°С, для выполнения проводки внутри зданий, на открытом воздухе, в земле при прокладке в тубах. Срок службы до 30 лет. Буквы «нг» в обозначении марки говорят о негорючести изоляции провода. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 35,0 мм2. Если в обозначении кабеля перед ВВГ стоит буква А (АВВГ), то жилы в проводе алюминиевые.

Кабель NYM (его российский аналог – кабель ВВГ), с медными жилами, круглой формы, с негорючей изоляцией, соответствует немецкому стандарту VDE 0250. Технические характеристики и область применения, практически одинаковые с кабелем ВВГ. Выпускаются двух-, трех- и четырехжильные с сечением жил от 1,5 до 4,0 мм2.

Как видите, выбор для прокладки электропроводки не велик и определяется в зависимости от того, какой формы кабель более подходит для монтажа, круглой или плоской. Кабель круглой формы удобнее прокладывается через стены, особенно если делается ввод с улицы в помещение. Понадобится просверлить отверстие чуть больше диаметра кабеля, а при большей толщине стены это становится актуальным. Для внутренней проводки удобнее применять плоский кабель ВВГ.

При прокладке квартирной электропроводки, как правило, возникает вопрос и о выборе автоматического выключателя, или, как его часто называют, автомата. Этот вопрос и о выборе счетчика, УЗО, дифференциального автомата подробно освещен в статье сайта «Об электрическом счетчике, УЗО и автоматах защиты».

Общепринятые сечения для проводки в квартире

Мы с вами много говорили о наименованиях, о материалах, об индивидуальных особенностях и даже о температуре, но упустили из вида жизненные обстоятельства.

Так если вы нанимаете электрика для того, чтобы он провел вам проводку в комнатах вашей квартиры или дома, то обычно принимаются следующие значения. Для освещения сечения провода берется в 1,5 мм 2, а для розеток в 2,5 мм 2.

Если проводка предназначена для подключения бойлеров, нагревателей, плит, то здесь уже рассчитывается сечение провода (кабеля) индивидуально.

Одножильный или многожильный

При монтаже электропроводки обычно применяют провода и кабели марки ПВС, ВВГнг, ППВ, АППВ. В этом списке встречаются как гибкие кабели, так и с моножилой.

Здесь мы хотели бы сказать вам одно правило. Если ваша проводка стационарная, то есть это не удлинитель, не место сгиба, которое постоянно меняет свое положение, то используют моножилу.

Вы спросите почему? Все просто! Не смотря на то, насколько хорошо не были бы уложены в защитную изоляционною оплетку проводники, под нее все же попадет воздух, в котором содержится кислород. Происходит окисление поверхности меди.

В итоге, если проводников много, то площадь окисления намного больше, а значит токопроводящее сечение «тает» на много больше. Да, это процесс длительный, но и мы не думаем, что вы собрались менять проводку часто. Чем больше она проработает, тем лучше.

Особенно это эффект окисления будет сильно проявляться у краев реза кабеля, в помещениях с перепадом температуры и при повышенной влажности. Так что мы вам настоятельно рекомендуем использовать моножилу! Сечение моножилы кабеля или провода изменится со временем незначительно, а это так важно, при наших дальнейших расчетах.

Зачем производится расчет

Провода и кабели, по которым протекает электрический ток, являются важнейшей частью электропроводки.

Расчет сечения провода необходимо производить затем, чтобы убедится, что выбранный провод соответствует всем требованиям надежности и безопасной эксплуатации электропроводки.

Безопасная эксплуатация заключается в том, что если вы выберете сечение, не соответствующее его токовым нагрузкам, то это приведет к чрезмерному перегреву провода, плавлению изоляции, короткому замыканию и пожару.

Поэтому к вопросу о выборе сечения провода необходимо отнестись очень серьезно.

Что нужно знать

Основным показателем, по которому рассчитывают провод, является его длительно допустимая токовая нагрузка. Проще говоря, это такая величина тока, которую он способен пропускать на протяжении длительного времени.

Чтобы найти величину номинального тока, необходимо подсчитать мощность всех подключаемых электроприборов в доме. Рассмотрим пример расчета сечения провода для обычной двухкомнатной квартиры.

Таблица потребляемой мощности/силы тока бытовыми электроприборами

Электроприбор Потребляемая мощность, Вт Сила тока, А

Стиральная машина	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Джакузи	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Электроподогрев пола	800 – 1400	3,6 – 6,4
Стационарная электрическая плита	4500 – 8500	20,5 – 38,6
СВЧ печь	900 – 1300	4,1 – 5,9
Посудомоечная машина	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Морозильники, холодильники	140 – 300	0,6 – 1,4
Мясорубка с электроприводом	1100 – 1200	5,0 – 5,5
Электрочайник	1850 – 2000	8,4 – 9,0
Электрическая кофеварка	630 – 1200	3,0 – 5,5
Соковыжималка	240 – 360	1,1 – 1,6
Тостер	640 – 1100	2,9 – 5,0
Миксер	250 – 400	1,1 – 1,8
Фен	400 – 1600	1,8 – 7,3
Утюг	900 –1700	4,1 – 7,7
Пылесос	680 – 1400	3,1 – 6,4
Вентилятор	250 – 400	1,0 – 1,8
Телевизор	125 – 180	0,6 – 0,8
Радиоаппаратура	70 – 100	0,3 – 0,5
Приборы освещения	20 – 100	0,1 – 0,4

После того как мощность будет известна расчет сечения провода или кабеля сводится к определению силы тока на основании этой мощности. Найти силу тока можно по формуле:

1) Формула расчета силы тока для однофазной сети 220 В:

расчет силы тока для однофазной сети

где Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В;
КИ= 0.75 — коэффициент одновременности;
cos для бытовых электроприборов- для бытовых электроприборов.
2) Формула для расчета силы тока в трехфазной сети 380 В:

расчет силы тока для трехфазной сети

Зная величину тока, сечение провода находят по таблице. Если окажется что расчетное и табличное значения токов не совпадают, то в этом случае выбирают ближайшее большее значение. Например, расчетное значение тока составляет 23 А, выбираем по таблице ближайшее большее 27 А — с сечением 2.5 мм2.

Какой провод лучше использовать

На сегодняшний день для монтажа, как открытой электропроводки, так и скрытой, конечно же большой популярностью пользуются медные провода.

она прочнее, более мягкая и в местах перегиба не ломается по сравнению с алюминием;
меньше подвержена коррозии и окислению. Соединяя алюминий в распределительной коробке, места скрутки со временем окисляются, это приводит к потере контакта;
проводимость меди выше чем алюминия, при одинаковом сечении медный провод способен выдержать большую токовую нагрузку чем алюминиевый.

Недостатком медных проводов является их высокая стоимость. Стоимость их в 3-4 раза выше алюминиевых. Хотя медные провода по стоимости дороже все же они являются более распространенными и популярными в использовании чем алюминиевые.

Источники

https://first-apartment.ru/sechenie-provoda.html
https://kabel-s.ru/info/calc-kabel-sechenie/
https://Stroylandiya.ru/blog/raschet-secheniya-kabelya-po-moshchnosti-i-toku/
https://systemlines.ru/tekhnicheskie-i-vspomogatelnye-materialy/tablitsa-zavisimosti-secheniya-kabelya-ot-toka-moshhnosti/
https://220-help.su/cable-sechenie/
https://www.calc.ru/Secheniye-Kabelya.html
https://stroychik.ru/elektrika/vybor-secheniya-kabelya
https://howelektrik. ru/elektrooborudovanie/provodka/kabeli-i-provoda/raschet-secheniya-kabelya-po-nagruzke-tablicza-dopustimyh-nagruzok-foto-video-urok-kak-rasschitat-neobhodimoe-sechenie-kabelya.html

Как вам статья?

Павел

Бакалавр «210400 Радиотехника» – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы

Как рассчитать сечение силового кабеля по нагрузке, длине, мощности, току и типу жил

от 20 января 2020 г.

Подбор сечения кабеля – обязательный этап при проектировании электросети для бытовых или промышленных условий. От точности подбора зависит работоспособность электроприборов и частота технического обслуживания. Занижение этого параметра может вызвать перегрев жил, что грозит выходом оборудования из строя, риском перегрузок, задымления или даже пожара. Тогда как завышение не грозит аварийными ситуациями, обойдется в разы дороже.

Способы расчета

Чтобы рассчитать сечение, используют один из четырех параметров:

1. Мощность сети.

2. Токовую нагрузку.

3. Тип жил.

4. Способ прокладки ЛЭП, мощность и длину линии.

Мощность сети

Этот метод применяют при расчете бытовой электросети, а также при выборе дифференциальных автоматов и автоматических выключателей. Чтобы получить общую мощность нагрузки групповой линии, складывают сумму мощностей всех электропотребителей с учетом коэффициента одновременности. Параметры электропотребителей представлены в технических паспортах.

Токовая нагрузка

Этот параметр позволит более точно рассчитать необходимое сечение. Для этого понадобится получить расчетный ток, который рассчитывается по формулам:

1. Для однофазных сетей – Iр=Pр/U cos φ.

2. Для трехфазных сетей – Iр=Pр/(U cos φ)*√3.

Ip – расчетная сила тока, Pp – расчетная мощность потребителя, U – напряжение сети (220 или 380 В), cos φ – коэффициент мощности.

По этим формулам можно рассчитать не только сечение кабеля, но и подобрать тип шнура для техники, требующей отдельной кабельной линии – бойлеров, электрических печей, котлов.

Тип прокладки

Когда ток проходит по линии, происходит выделение тепла. Поэтому при открытой прокладке, которой свойственно естественный отвод тепла, применяют кабели меньшего сечения. При закрытой прокладке применяют модели с большей площадью поперечного сечения, что позволит продлить срок службы изоляции.

Мощность и длина линии

При монтаже линий электропередач с большой длиной учитывают возможные потери в линии. Для этого пользуются таблицей по выбору сечения проводника в зависимости от мощности и длины линий.

Расчет по длине

Получив сечение по мощности и току, полученный результат проверяют по длине:

1. Суммируют мощность всех электроприборов и силу тока.

2. Рассчитывают сопротивление электропроводки, умножая удельное сопротивление проводника на длину линии в метрах. Полученный результат делят на поперечное сечение кабеля.

3. Получают потери напряжения, умножая силу тока на сопротивление электропроводки.

4. Рассчитывают величину потерь, деля потери напряжения на напряжение в сети и умножая полученное число на 100%.

5. Анализируют величину потерь. Если она меньше 5%, то оставляют выбранное сечение жилы. Если выше, то сечение увеличивают.

Грамотный расчет сечения силового кабеля позволит минимизировать техническое обслуживание и риск аварийных ситуаций.

Силовой кабель по моделям

ВБбШв-ХЛ

ВБбШвнг(А)

ВБбШвнг(А)-FRLS

ВБбШвнг(А)-LS

ВВГнг(А)

ВВГнг(А)-LS

ВВГнг-FRLS

КВБбШв

КВБбШв-ХЛ

КВБбШвнг(А)

КВБбШвнг(А)-FRLS

КВБбШвнг(А)-LS

КВВГ-ХЛ

КВВГнг(А)

КВВГнг(А)-FRLS

КВВГнг(А)-LS

КВВГЭ-ХЛ

КВВГЭнг(А)

КВВГЭнг(А)-FRLS

КВВГЭнг(А)-LS

КПБбПнг-FRHF

КПБбПнг-HF

КППГнг-FRHF

КППГнг-HF

КППГЭнг-FRHF

КППГЭнг-HF

ПБбПГнг-FRHF

ПБПГнг-HF

ППГнг-FRHF

ППГнг-HF

ОСКСнаб

Вопрос Видео: Расчет минимальной площади поперечного сечения провода

Стенограмма видео

Длина проводов, по которым проходит ток от электростанции к подстанции, составляет 7,25 км. Они изготовлены из меди с удельным сопротивлением 1,7×10 к отрицательным восьми Ом-метрам. Ток по проводам 450 миллиампер. Мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. Какое минимальное сечение требуется для проводов, по которым проходит ток? Дайте ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака.

Нас спрашивают о проводах, по которым проходит ток от электростанции к подстанции. И давайте предположим, что это один из этих проводов. Нам сказали, что эти провода имеют длину 7,25 км, которые мы обозначили здесь как 𝑙. Нам также дано удельное сопротивление 𝜌 меди, из которой сделаны эти провода, как 1,7 умножить на 10 на отрицательные восемь ом-метров. Нам говорят, что ток 𝐼 по проводам равен 450 миллиампер. Затем последняя информация, которую нам дают, заключается в том, что мощность, рассеиваемая проводами, должна быть не более 15 Вт. И мы обозначили это максимальное рассеивание мощности как 𝑃.

Учитывая всю эту информацию, нас просят рассчитать минимальную площадь поперечного сечения, необходимую для проводов, передающих ток. И обозначим эту минимальную площадь поперечного сечения как 𝐴. Чтобы ответить на этот вопрос, мы можем вспомнить, что удельное сопротивление провода связано с другим свойством, сопротивлением провода, через уравнение, которое также включает длину провода и площадь его поперечного сечения. В частности, сопротивление 𝑅 провода равно его удельному сопротивлению, умноженному на его длину, деленному на площадь его поперечного сечения.

Если мы умножим обе части этого числа на 𝐴 над 𝑅, то увидим, что слева 𝑅 в числителе сокращается с 𝑅 в знаменателе. Между тем, справа отменяются 𝐴. Это дает нам уравнение, в котором площадь поперечного сечения 𝐴 является предметом. Имеем, что 𝐴 равно удельному сопротивлению 𝜌, умноженному на длину 𝑙, деленному на сопротивление 𝑅. Нам даны значения для 𝜌 и 𝑙 в правой части этого уравнения. Но мы не знаем значения сопротивления 𝑅. Однако нам сообщают ток 𝐼 через провода и максимальную рассеиваемую мощность 𝑃.

Напомним, что мощность 𝑃, рассеиваемая проводом или элементом цепи, равна квадрату тока 𝐼, протекающего через него, умноженному на его сопротивление 𝑅. Мы можем сделать 𝑅 подлежащим, разделив обе части на 𝐼 в квадрате так, чтобы справа 𝐼 в квадрате в числителе сокращался с 𝐼 в квадрате в знаменателе. Затем, поменяв местами левую и правую части уравнения, мы получаем, что 𝑅 равно 𝑃, деленному на 𝐼 в квадрате. Если мы используем наши значения тока 𝐼 через провод и максимальную мощность, рассеиваемую этим проводом 𝑃 в этом уравнении, то мы рассчитаем максимальное сопротивление 𝑅, которое может иметь этот провод.

Чтобы рассчитать сопротивление в омах, нам понадобится мощность в ваттах и сила тока в амперах. Однако на данный момент наше значение для 𝐼 измеряется в миллиамперах. Чтобы преобразовать это в единицы ампер, мы можем вспомнить, что один миллиампер равен одной тысячной части ампера. Это означает, что для перехода от миллиампер к амперам мы делим на коэффициент 1000, поэтому ток 𝐼 равен 450, деленным на 1000 ампер. Получается 0,45 ампера.

Теперь мы готовы взять это значение тока вместе с нашим значением мощности 𝑃 и подставить их в это уравнение для расчета сопротивления 𝑅. Когда мы это делаем, мы получаем, что 𝑅, максимальное сопротивление, которое могут иметь эти провода, равно 15 ваттам, деленным на квадрат 0,45 ампер. Оценка этого дает сопротивление 𝑅 74,0740 повторяющихся Ом. Если мы теперь вернемся к этому уравнению для площади поперечного сечения 𝐴, мы увидим, что теперь у нас есть значения для всех трех величин в правой части. Обратите внимание, что мы делим на это максимальное сопротивление 𝑅, которое могут иметь провода. То есть при большем значении 𝑅 мы получим меньшее значение 𝐴. И поэтому, используя в этом уравнении наше значение максимального сопротивления, которое могут иметь провода, мы рассчитаем их минимально допустимую площадь поперечного сечения, что и требуется найти.

Прежде чем мы подставим наши значения, нам нужно будет сделать еще одно преобразование единиц измерения. У нас есть удельное сопротивление 𝜌 в ом-метрах, сопротивление 𝑅 в омах и длина 𝑙 в километрах. Чтобы вычислить площадь 𝐴 в квадратных метрах, нам нужно преобразовать наше значение 𝑙 из километров в метры. Для этого вспомним, что один километр равен 1000 метров. Это означает, что для преобразования длины из километров в метры мы умножаем на коэффициент 1000. Итак, мы имеем, что 𝑙 равно 7,25 умножить на 1000 метров. Получается 7250 метров.

Теперь мы можем подставить наши значения удельного сопротивления 𝜌, длины 𝑙 и сопротивления 𝑅 в это уравнение, чтобы вычислить значение 𝐴. Когда мы это сделаем, мы получим вот это выражение. Глядя на единицы, мы видим, что омы сокращаются из числителя и знаменателя. И это оставляет нам два множителя метров в числителе, что дает нам общие единицы измерения квадратных метров. Вычисление выражения дает площадь поперечного сечения 𝐴, равную 1,663875 умножить на 10 с минусом шесть метров в квадрате.

Обратите внимание, что нас просят дать ответ в экспоненциальном представлении с точностью до одного десятичного знака. Это значение, которое мы рассчитали, уже находится в экспоненциальном представлении. Так что нам просто нужно округлить до одного десятичного знака. Когда мы делаем это, результат округляется до 1,7 умножить на 10 до отрицательных шести метров в квадрате. Тогда наш ответ заключается в том, что минимальная площадь поперечного сечения, необходимая для этих проводов, составляет 1,7 умножить на 10 с отрицательными шестью метрами в квадрате.

Расчет минимального сечения жил электроустановки

При расчете поперечного сечения проводников электроустановки необходимо учитывать следующие факторы:

• Ток, который может протекать через проводник

В наиболее обычном случае этот ток определяется защитой от перегрузки, расположенной до или после кабеля.

• Параметры окружающей среды и способы установки

Циркуляция электрического тока в проводнике приводит к выделению тепла (эффект Джоуля). В установившемся режиме параметры окружающей среды (в основном температура окружающей среды), способ прокладки (заглубленный, в кабелепроводе, кабельном лотке и т.

д.), близость других кабелей (коэффициенты группировки) и наличие гармоник позволяют определить мощность для данного сечения проводника, чтобы его температура теплового равновесия не превышала максимальную температуру его сердцевины при эксплуатации. Эта температура является важными данными, связанными с изготовлением кабеля (главным образом с характером изоляции).

• Термическая нагрузка, выдерживаемая проводником в случае короткого замыкания

Также необходимо проверить, чтобы температура проводника при коротком замыкании не превышала максимальную температуру жилы в условиях короткого замыкания, которая также данные о производстве кабеля. Эта проверка требует знания различных токов короткого замыкания и соответствующих времен срабатывания защит.

• Падение напряжения

Поперечное сечение проводника оказывает прямое влияние на падение напряжения и, следовательно, может иметь решающее значение для соблюдения ограничений, установленных различными стандартами или правилами.

• Энергоэффективность

IEC 60364-8-1 определяет требования к энергоэффективности. В частности, указывается, что увеличение сечения кабелей снижает потери мощности. Решение должно приниматься с учетом экономии, достигнутой в течение определенного периода, в контексте дополнительных затрат, возникающих в результате превышения размеров.

Излишне говорить, что расчет сечения проводников в электроустановке

является сложной операцией. Использование адаптированного программного обеспечения является неоценимой помощью для обеспечения безопасной транспортировки энергии , при этом достигается высочайший уровень энергоэффективности и обеспечивается оптимизация затрат.

elec calc™ — это программный пакет, который позволяет выполнять расчет низковольтных и высоковольтных электроустановок в режиме реального времени , в соответствии с различными международными стандартами. Он обещает повышенную производительность для любых электрических проектов — от самых простых до самых сложных.