Расчет силовых кабелей: Онлайн калькулятор расчета сечения кабеля — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

PRO кабель

PRO ЗАВОД

О нас
Новости
Галерея
Вакансии
Охрана труда
Реализованные проекты
PRO кабель
Контакты
Отдел закупок

КАТАЛОГ

Силовой кабель
Контрольный кабель
Для пожарной сигнализации
Монтажный кабель
КИВИ
ОКЛ

Склад

Скачать каталог

Подпишитесь на складские остатки

Как выбрать марку кабеля, соответствующую современным требованиям безопасности.

Как выбрать качественную кабельно-проводниковую продукцию

Преимущества покупки кабеля от производителя

Резиновая изоляция: преимущества и недостатки

Силовые кабели: буквенная маркировка

Силовой кабель: материалы пожаробезопасных типов

Пожаробезопасный силовой кабель

Выбираем кабель: изоляция и оболочка

Выбираем кабель: жёсткость

Выбираем кабель: медный или алюминиевый?

Виды и устройство силовых кабелей

Силовые кабели на объектах с высокой пожароопасностью

Кабель ВВГнг LS и пожарная безопасность

Силовой кабель ВВГнг LS

Программа производственного контроля на предприятиях

Где применяется кабель ВВГ?

ГОСТ на силовые кабели

Советы по выбору сечения кабеля

Правила осмотра кабеля после хранения

Как долго кабель может храниться на складе

Условия хранения кабельной продукции

ТИПИЧНЫЕ НЕСООТВЕТСТВИЯ ФАЛЬСИФИЦИРОВАННОЙ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ

Факты, влияющие на качество кабеля

Основные причины повреждения кабельных линий

Расчёт сечения или площади жил кабеля

Изоляция и оболочка кабелей

Факторы, влияющие на процесс старения изоляции

Как защитить кабель от грызунов

Сфера применения силового кабеля ППГнг(A)-FRHF?

Как и где используют силовой кабель ППГнг(A)-HF?

Как и где используют кабель ВВГнг-FRLS?

Как правильно выбрать силовой кабель?

Самостоятельный контроль пришедшей кабельной продукции

Особенности монтажа ВВГнг

Модификации кабеля ВВГ

Область применения ВВГнг

СИЛОВОЙ КАБЕЛЬ: ТЕМПЕРАТУРА ПРОКЛАДКИ

Типы изоляции кабельной продукции

КАБЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ

Определение длины силового кабеля в бухте

МЕДНЫЙ КАБЕЛЬ

КАБЕЛЬ ДЛЯ СИСТЕМ ОХРАННО-ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ ПО МОЩНОСТИ

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ ПО ТОКУ

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ ПО НАПРЯЖЕНИЮ

РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ СИЛОВОГО КАБЕЛЯ ПО ДЛИНЕ

ПРАВИЛА ТРАНСПОРТИРОВКИ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ

ХРАНЕНИЕ КАБЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ НА СКЛАДЕ

ВЫБОР КАБЕЛЯ ПО НАГРЕВУ

ДОПУСТИМАЯ ТЕМПЕРАТУРА НАГРЕВА КАБЕЛЯ

ПРОКЛАДКА КАБЕЛЯ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

ПРОКЛАДКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КАНАЛАХ

ПРОКЛАДКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛОТКАХ

ИЗОЛЯЦИЯ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ

ПРОКЛАДКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ В ПОМЕЩЕНИИ

ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

РАЗДЕЛКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЯ

ПРОКЛАДКА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ

КАБЕЛЬ ДЛЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОН

Расчёт потерь в кабеле

Как выбрать кабель для пожарной сигнализации?

Материалы для кабельной изоляции

Типы силовых кабелей

Как выбрать сечение силового кабеля?

Как определить фальсифицированный кабель?

Кабель и провод: различия  

Сертификация

Какой кабель выбрать: произведённый по ТУ или ГОСТ?

Склад

Скачать каталог

Подпишитесь на складские остатки

Научный журнал «Видеонаука» — Автоматизация расчёта кабеля в программе ELCUT

Электротехника

Кокцинская Е. М.

Научный журнал «Видеонаука»

Аннотация. Разработана программа, которая позволяет строить сечение одно- и трёхжильных силовых кабелей различных конструкций для дальнейшего их расчета в среде ELCUT. После построения сечений с помощью разработанной программы проведен тепловой расчет силового одножильного кабеля.

Ключевые слова: силовой, кабель, конструкция, сечение, программа, расчёт, тепловой, ELCUT

Расчёт силового кабеля в программе ELCUT

Cиловые кабели предназначены для передачи и распределения электроэнергии и повсеместно используются в электроэнергетике. Основными элементами силовых кабелей являются токопроводящие жилы, изоляция, электрические экраны и защитные покровы, в том числе влагозащитные оболочки [1].

Токопроводящие жилы (ТПЖ) предназначены для направления потока электромагнитной энергии. Для ТПЖ используется медная, алюминиевая и стальная проволока, а также проволока из сплавов низкого и высокого сопротивления.

Полупроводящие экраны по жиле и изоляции применяются для выравнивания скачка напряженности электрического поля на границе изоляции с ТПЖ или металлическим экраном и слоя изоляции с помощью создания промежуточного полупроводящего слоя.

Изоляция предназначена для создания электрически прочного диэлектрического промежутка между ТПЖ и другими заземленными элементами (экранами, металлическими оболочками). Материал, толщина и форма изоляции определяют максимальное значение рабочего напряжения данного кабельного изделия.

Металлические экраны применяются для создания в изоляции радиального электрического поля.

Защитные покровы, обычно состоящие из влагозащитной оболочки и наружных защитных покровов, предназначены для защиты всех элементов кабелей от механических, климатических и химических воздействий.

На Рисунке 1 а, б представлены примеры конструкций силовых кабелей в одножильном и трехжильном исполнении.

А – одножильный силовой кабель

Б — Силовой кабель с отдельно освинцованными жилами

1 – токопроводящая жила;

2 – экран по токопроводящей жиле;

3 – электрическая изоляция;

4 – экран по поверхности изоляции;

5 – металлический экран;

6 – наружный защитный покров;

7 – свинцовая оболочка;

8 – междуфазное заполнение;

9 – броня.

Рисунок 1 — Примеры конструкции силовых кабелей в одножильном и трехжильном исполнении.

Массовое использование силовых кабелей обуславливает постоянно актуальную задачу расчета их электромагнитных, тепловых и механических параметров.

В современных инженерных и научных расчетах очень часто используются компьютерные программы расчета полей. Такие программы как Ansys, Comsol широко известны. Они позволяют производить расчеты как для 2D- так и 3D-моделей конструкций.

Поскольку кабель можно представить в виде аксиальной конструкции (если пренебречь скруткой жил при её наличии), то для его расчета прекрасно подойдет и двумерная модель сечения. Поэтому для расчета кабелей очень удобно пользоваться отечественной программой расчета ELCUT (сайт разработчиков elcut.ru), которая позволяет решать очень многие типы полевых задач. В данной работе была решена задача автоматизированного построения сечения кабеля для его последующего расчета в программе ELCUT.

Для написания программы автоматизированного построения сечения кабеля в среде ELCUT использовался язык программирования Visual Basic. В программу была включена опция чертежа сечения как одно-, так и трёхжильного кабеля с круглыми жилами. При необходимости изменения конструкции кабелей в программу легко внести изменения.

Алгоритм программы приведен на Рисунке 2.

Рисунок 2 — Алгоритм программы черчения сечения кабеля.

Интерфейс готовой программы приведен на Рисунке 3. По умолчанию предполагается расчет одиночно проложенного кабеля с однопроволочной ТПЖ.

Рисунок 3 — Интерфейс разработанной программы построения сечения кабеля.

Проведем тепловой расчет силового кабеля в стационарном режиме в программе ELCUT с использованием разработанной программы.

Тепловой расчет силового кабеля позволяет определить максимально допустимый ток нагрузки, при котором температура нагрева ТПЖ не будет превышать величины, установленной для данного типа кабеля. Длительно допустимая температура нагрева кабеля (см. табл. 1) выбирается в зависимости от применяемых материалов, в первую очередь, электроизоляционных, а также условий длительной и надежной эксплуатации кабелей [2].

Таблица 1

Допустимая температура жил кабелей с пластмассовой и резиновой изоляцией

Материал изоляции	Длительная температура, ⁰С	Предельно допустимая температура при коротком замыкании, ⁰С
ПЭ	70	150
Сшитый ПЭ	90	250
ПВХ	70	160
Этиленпропиленовая резина	90	250

Эквивалентная тепловая схема замещения одножильного кабеля представлена на рис. 4. Для трехжильного кабеля соответственно потери в жилах и изоляции будут в 3 раза больше.

P_Ж, P_Д,P_ОБ,P_БР – тепловые потоки, эквивалентные потерям энергии в ТПЖ, электрической изоляции, оболочке, броне кабеля соответственно

t₁— максимально допустимая величина нагрева кабеля данного типа;

t₀— расчетная температура окружающей среды;

R_t₁ — тепловое сопротивление электрической изоляции;

R_t_ПД— тепловое сопротивление подушки кабеля;

R_t_НЗП— тепловое сопротивление наружного защитного покрова;

R_t₃— тепловое сопротивление, эквивалентное переходу от нагретой поверхности кабеля к земле.

Рисунок 4 — Тепловая схема одножильного кабеля.

Первым шагом является построение геометрической модели рассчитываемой конструкции.

Для этого в окне нашей вспомогательной программы необходимо задать величину сечения и количество ТПЖ, ввести значения толщины изоляции, полупроводящих экранов по ТПЖ и изоляции, металлического экрана, оболочки.

При нажатии кнопки Начертить программа чертит сечение рассчитываемого кабеля (Рисунок 5).

Рисунок 5 — Сечение рассчитываемого кабеля.

По формуле (1) рассчитывается величина электрического сопротивления ТПЖ [3].

Электрическое сопротивление ТПЖ (Ом):

, (1)

где R₀ — сопротивление жилы при постоянном токе и температуре 20°С; ρ — удельное электрическое сопротивление материала жилы при 20°С; К_П — коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при переменном токе за счет поверхностного эффекта (табл. 2) при 50 Гц, α — температурный коэффициент сопротивления металла жилы (табл. 3), Т – рабочая температура ТПЖ.

Таблица 2

Значения коэффициента, учитывающего увеличение сопротивления при переменном токе за счет поверхностного эффекта

q_Н, мм²	150	185	240	300	400	500	625	800	1000
К_П	1,005	1,008	1,0105	1,025	1,05	1,08	1,125	1,17	1,22

Таблица 3

Значения ρ и температурного коэффициента сопротивления материалов токопроводящих жил и оболочек

Материал	ρ, Ом×м	α, 1/°С
Медь	1,724×10^-8	0,00393
Алюминий	2,826×10^-8	0,00403
Сталь	13,8×10^-8	0,0045
Свинец	21,4×10^-8	0,004

Объёмная плотность тепловыделения определяется потерями в жиле и рассчитывается по формуле: Q = P_Ж / V [Вт/м³], где V – объем рассматриваемого участка ТПЖ (длина ТПЖ вдоль оси в программе ELCUT по умолчанию равна 1 м). Варьируя объёмную плотность тепловыделения, подбирается температура на ТПЖ, не превышающая максимально допустимую для используемой в конструкции кабеля изоляции.

В программе ELCUT необходимо задать физические свойства задачи — свойства материалов, источники поля и граничные условия. Величины теплового сопротивления материалов элементов конструкции рассчитываемого кабеля приведены в табл. 4.

Таблица 4.

Величины удельных тепловых сопротивлений и теплоемкости материалов кабеля с пластмассовой изоляцией.

Материал	Удельное тепловое сопротивление ρ_t, °С×м/Вт
ПВХ пластикат	5-6
Резина изоляционная и шланговая	5
Алюминий	4,8×10^—³
Медь	2,7×10^—³
Свинец	29×10^—³
Сталь	(14,4-12,3)×10^—²

В данном случае расчетными блоками будут являться (в зависимости от марки кабеля): ТПЖ; полупроводящие экраны по изоляции и ТПЖ; изоляция; междуфазное заполнение; оболочки; защитные покровы.

В задаче теплопередачи в свойствах метки блока задаются значения теплопроводности и объемной плотности тепловыделения (если есть).

Зависимость теплофизических свойств полимерных материалов (теплопроводности и теплоемкости) от температуры носит сложный характер [2]. При расчете допустимых нагрузок в кабелях с пластмассовой изоляцией необходимо это учитывать. Для описания теплопроводности как функции от температуры (для полупроводящих экранов и изоляции), следует отметить флажок Нелинейный материал. Появится окно редактора кривой для задания зависимости λ = λ(T).

Далее задаем граничные условия. Для ребра по поверхности ТПЖ можно отметить условие равной температуры (T=const), для ребра по наружной оболочке (кабель, проложенный в воздухе) задана расчетная температура окружающей среды, и коэффициент теплоотдачи.

Подробно процесс расчета можно посмотреть в представленном выше видео.

После построения сетки конечных элементов и решения задачи можно посмотреть результат (Рисунок 6). Рассчитанная температура на поверхности ТПЖ будет соответствовать стационарному протеканию тока величиной I. Если она выше допустимой или значительно ниже, то расчет повторяется для другой величины I.

Рисунок 6 — Картина теплового поля в силовом кабеле.

Разработанная в ходе данной работы программа построения сечения кабеля позволяет значительно сократить время при проведении расчетов в среде ELCUT. Также данная программа может использоваться при проведении лабораторных работ и при курсовом проектировании студентами электротехнических специальностей.

Список литературы:

Основы кабельной техники / под ред. И.Б. Пешкова. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 432 с.
Ларина Э.Т. Силовые кабели и высоковольтные кабельные линии. – М.: Энергоатомиздат, 1996. – 464 с.
Канискин В.А., Кокцинская Е.М. Конструирование и расчет силовых кабелей низкого напряжения: Метод. указания к курсовому проектированию. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. 41 с.

Abstract. A program that allows to draw a cross-section of single-core and three-core power cables of various designs for further calculation in ELCUT. After the construction of cross-sections with the developed program thermal analysis of single- and three-core power cable was done.

Key words: cable, design, cross-section, program, thermal, analysis, ELCUT

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

Биомедицинские и биологические науки.
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение.
Информатика. и общ.
Науки о Земле и окружающей среде.
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике

Биомедицина и науки о жизни
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение
Информатика и связь
Науки о Земле и окружающей среде
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

верхний

Калькулятор силового кабеля от LedSpot

Калькулятор силового кабеля

Цель этого калькулятора — помочь вам определить, какой провод и напряжение использовать в системе освещения низкого напряжения для достижения оптимальной производительности. Шаг №1. Введите напряжение существующего или нового силового трансформатора: 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24 вольта Шаг № 2. Введите общую длину провода от трансформатора до каждой ответвленной цепи Шаг № 3. Подключите общую мощность отдельных ответвленных цепей Шаг №4. Выберите множитель выпадения: 1, 1,5 или 2

НАПРЯЖЕНИЕ	РАССТОЯНИЕ (футы)	МОЩНОСТЬ	МУЛЬТИПЛИКАТОР ПАДЕНИЯ
			11,52

Когда большинство ваших огней находится в дальнем конце трассы, используйте множитель 1,5. Это очень важно!

Вы выбираете: 0 Напряжения, 0 Футов и 0 Ватт с множителем 0 отбрасывания.

Всегда начинайте вычисления с Проволока 12 калибра . Напряжение на приборе представляет собой фактическое подаваемое напряжение (12 Вольт) за вычетом падения напряжения. Подаваемое напряжение может быть увеличено за счет использования многоотводного трансформатора. Эти ответвители имеют альтернативные источники напряжения, чтобы противодействовать длинному кабелю со слишком большим падением напряжения. Еще один способ противодействовать высокому падению напряжения — заменить провод на более толстый, например, 10-го калибра. Если вам нужно большее падение напряжения, чем вы получаете, вы можете перейти на более тонкий провод, например, 14-го калибра, но более тонкий провод поддерживает меньшую мощность.

Вот таблица для определения максимальной допустимой мощности для каждого подземного провода.

Манометр	#18 GA	#16 GA	#14 GA	#12 GA	#10 GA	#8 ГА
Максимальная мощность	120 Вт	156 Вт	180 Вт	240 Вт	300 Вт	480 Вт

В дополнение к ландшафтному освещению многие другие устройства внутреннего освещения, в которых используются светодиодные источники света, также используют низковольтную проводку для передачи питания от драйвера светодиодов к источникам света.