Подбор сечения кабеля по мощности нагрузки
Подбор сечения кабеля по мощности нагрузки
Допустимые длительные токи для проводов с резиновой или поливинилхлоридной изоляцией, шнуров с резиновой изоляцией и кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках приведены в табл. 1.3.4-1.3.11. Они приняты для температур: жил +65, окружающего воздуха +25 и земли + 15°С.
При определении количества проводов, прокладываемых в одной трубе (или жил многожильного проводника), нулевой рабочий проводник четырехпроводной системы трехфазного тока, а также заземляющие и нулевые защитные проводники в расчет не принимаются.
Данные, содержащиеся в табл. 1.3.4 и 1.3.5, следует применять независимо от количества труб и места их прокладки (в воздухе, перекрытиях, фундаментах).
Допустимые длительные токи для проводов и кабелей, проложенных в коробах, а также в лотках пучками, должны приниматься: для проводов — по табл. 1.3.4 и 1.
3.5 как для проводов, проложенных в трубах, для кабелей — по табл. 1.3.6-1.3.8 как для кабелей, проложенных в воздухе. При количестве одновременно нагруженных проводов более четырех, проложенных в трубах, коробах, а также в лотках пучками, токи для проводов должны приниматься по табл. 1.3.4 и 1.3.5 как для проводов, проложенных открыто (в воздухе), с введением снижающих коэффициентов 0,68 для 5 и 6; 0,63 для 7-9 и 0,6 для 10-12 проводников.
Для проводов вторичных цепей снижающие коэффициенты не вводятся.
Таблица 1.3.4. Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами
| Ток, А, для проводов, проложенных в одной трубе | ||||||
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | ||||||
| открыто | двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | |
| 0,5 | 11 | — | — | — | — | — |
| 0,75 | 15 | — | — | — | — | — |
| 1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
| 1,2 | 20 | 16 | 15 | 16 | 14,5 | |
| 1,5 | 23 | 19 | 17 | 16 | 18 | 15 |
| 2 | 26 | 24 | 22 | 20 | 23 | 19 |
| 2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
| 3 | 34 | 32 | 28 | 26 | 28 | 24 |
| 4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
| 5 | 46 | 42 | 39 | 34 | 37 | 31 |
| 6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
| 8 | 62 | 54 | 51 | 46 | 48 | 43 |
| 10 | 80 | 70 | 60 | 50 | 55 | 50 |
| 16 | 100 | 85 | 80 | 75 | 80 | 70 |
| 25 | 140 | 115 | 100 | 90 | 100 | 85 |
| 35 | 135 | 125 | 115 | 125 | 100 | |
| 50 | 215 | 185 | 170 | 150 | 160 | 135 |
| 70 | 270 | 225 | 210 | 185 | 195 | 175 |
| 95 | 330 | 275 | 255 | 225 | 245 | 215 |
| 120 | 385 | 315 | 290 | 260 | 295 | 250 |
| 150 | 440 | 360 | 330 | — | — | — |
| 185 | 510 | — | — | — | — | — |
| 240 | 605 | — | — | — | — | — |
| 300 | 695 | — | — | — | — | — |
| 400 | 830 | — | — | — | — | — |
Таблица 1.
3.5. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами| Сечение токопроводящейжилы, мм2 | Ток, А, для проводов, проложенных в одной трубе | |||||
| открыто | двух одножильных | трех одножильных | четырех одножильных | одного двухжильного | одного трехжильного | |
| 2 | 21 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 |
| 2,5 | 24 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 |
| 3 | 27 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 |
| 4 | 32 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 |
| 5 | 36 | 32 | 30 | 27 | 28 | 24 |
| 6 | 39 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 |
| 8 | 46 | 43 | 40 | 37 | 38 | 32 |
| 10 | 60 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 |
| 16 | 75 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 |
| 25 | 105 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 |
| 35 | 130 | 100 | 95 | 85 | 95 | 75 |
| 50 | 165 | 130 | 120 | 125 | 105 | |
| 70 | 210 | 175 | 165 | 140 | 150 | 135 |
| 95 | 255 | 215 | 200 | 175 | 190 | 165 |
| 120 | 295 | 245 | 220 | 200 | 230 | 190 |
| 150 | 340 | 275 | 255 | — | — | — |
| 185 | 390 | — | — | — | — | — |
| 240 | 465 | — | — | — | — | — |
| 300 | 535 | — | — | — | — | — |
| 400 | 645 | — | — | — | — | — |
Таблица 1.
3.6. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией в металлических защитных оболочках и кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной, найритовой или резиновой оболочке, бронированных и небронированных| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | 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 |
| 4 | 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 | 405 | 570 | 350 | 500 | |
| 240 | 605 | — | — | — | — |
* Токи относятся к проводам и кабелям как с нулевой жилой, так и без нее. |
|||||
Таблица 1.3.7. Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток, А, для 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 табл. 1.3.7, как для трехжильных кабелей, но с коэффициентом 0,92.
Таблица 1.3.8. Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для шнуров, проводов и кабелей | ||
| одножильных | двухжильных | трехжильных | |
| 0,5 | — | 12 | — |
| 0,75 | — | 16 | 14 |
| 1,0 | — | 18 | 16 |
| 1,5 | — | 23 | 20 |
| 2,5 | 40 | 33 | 28 |
| 4 | 50 | 43 | 36 |
| 6 | 65 | 55 | 45 |
| 10 | 90 | 75 | 60 |
| 16 | 120 | 95 | 80 |
| 25 | 160 | 125 | 105 |
| 35 | 190 | 150 | 130 |
| 50 | 235 | 185 | 160 |
| 70 | 290 | 235 | 200 |
* Токи относятся к шнурам, проводам и кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.9. Допустимый длительный ток для переносных шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для торфопредприятий
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ | ||
| 0,5 | 3 | 6 | |
| 6 | 44 | 45 | 47 |
| 10 | 60 | 60 | 65 |
| 16 | 80 | 80 | 85 |
| 25 | 100 | 105 | 105 |
| 35 | 125 | 125 | 130 |
| 50 | 155 | 155 | 160 |
| 70 | 190 | 195 | — |
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.10. Допустимый длительный ток для шланговых с медными жилами с резиновой изоляцией кабелей для передвижных электроприемников
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток *, А, для кабелей напряжением, кВ | ||
| 3 | 6 | 3 | 6 | ||
| 16 | 85 | 90 | 70 | 215 | 220 |
| 25 | 115 | 120 | 95 | 260 | 265 |
| 35 | 140 | 145 | 120 | 305 | 310 |
| 50 | 175 | 180 | 150 | 345 | 350 |
* Токи относятся к кабелям с нулевой жилой и без нее.
Таблица 1.3.11. Допустимый длительный ток для проводов с медными жилами с резиновой изоляцией для электрифицированного транспорта 1,3 и 4 кВ
| Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток, А | Сечение токопроводящей жилы, мм2 | Ток, А |
| 1 | 20 | 16 | 115 | 120 | 390 |
| 1,5 | 25 | 25 | 150 | 150 | 445 |
| 2,5 | 40 | 35 | 185 | 185 | 505 |
| 4 | 50 | 50 | 230 | 240 | 590 |
| 6 | 65 | 70 | 285 | 300 | 670 |
| 10 | 90 | 95 | 340 | 350 | 745 |
Таблица 1.
3.12. Снижающий коэффициент для проводов и кабелей, прокладываемых в коробах| Способ прокладки | Количество проложенных проводов и кабелей | Снижающий коэффициент для проводов, питающих группы электроприемников и отдельные приемники с коэффициентом использования более 0,7 | ||
| одножильных | многожильных | отдельные электроприемники с коэффициентом использования до 0,7 | группы электроприемников и отдельные приемники с коэффициентом использования более 0,7 | |
| Многослойно и пучками . . . | — | До 4 | 1,0 | — |
| 2 | 5-6 | 0,85 | — | |
| 3-9 | 7-9 | 0,75 | — | |
| 10-11 | 10-11 | 0,7 | — | |
| 12-14 | 12-14 | 0,65 | — | |
| 15-18 | 15-18 | 0,6 | — | |
| Однослойно | 2-4 | 2-4 | — | 0,67 |
| 5 | 5 | — | 0,6 | |
Расчёт сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры
При строительстве дома или замене старой электропроводки необходимо произвести расчет проводника по его пропускной способности.
Это защитит домашнюю сеть от перегрузки. Как производить расчет, что влияет на пропускную способность кабеля? Об этом будет указано ниже, но сначала вспомним, что такое электрический ток.
- Для чего необходим расчет кабеля
- Что необходимо знать для правильного выбора провода?
- Что будет, если неправильно рассчитать сечение
- Что влияет на нагрев проводов
- Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
- Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7
- Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7
- Выбор сечения кабеля по силе тока
- Расчет сечения кабеля по длине
Для чего необходим расчет кабеля
Металл, из которого изготавливают жилы провода или кабеля, имеет какое-то сопротивление. Когда электроны, а в металлах именно они являются основными носителями заряда, сталкиваются с таким сопротивлением, они производят работу, нагревая проводник.
Если сечение или диаметр провода достаточный, то такой нагрев незначительный, в противном случае нагрев будет существенным, а это уже грозит плохими последствиями.
Расчет необходимого сечения кабеля позволяет создать такие рабочие условия, при которых температура не будет повышаться выше допустимого значения. Второстепенная задача, которая стоит при расчете, может предусматривать подключение в дальнейшем дополнительного электрооборудования.
Для протяженных линий такое вычисление поможет определить потерю напряжения в самой дальней точке линии. При неправильном расчете для дальних потребителей напряжения может не хватить, особенно в час пик, что приведет к их неправильной работе или отказу вообще.
Может возникнуть и такая ситуация: расчет сечения проводов и кабелей был произведен правильно, но не был учтен график работы мощных потребителей. В этом случае может возникнуть перегрузка линии.
Что необходимо знать для правильного выбора провода?
При покупке провода или кабеля стремятся достичь оптимального соотношения цена – надежность.
Что в это входит? Рассмотрим несколько составляющих:
- материал металла;
- количество проволок в жиле;
- защитные оболочки;
- соотношение цен проводов разного сечения;
- минимальный диаметр проводника.
В основном используют кабеля с медными или алюминиевыми жилами. Алюминий дешевле, но имеет большее сопротивление по сравнению с медью. С другой стороны, он легче и имеет защитную пленку из оксида алюминия.
Предостережение! Алюминий легко ломается, особенно если его надрезать при зачистке. Оксидная пленка имеет большое сопротивление, а это мешает соединять такой проводник с медью, которая усиливает окисление.
Поскольку электроны в основном движутся во внешнем слое проводника, то многопроволочные жилы способны пропускать больший ток, чем однопроволочные. Увеличение сечения провода в два раза увеличит его пропускную способность менее чем в два раза. Поэтому для экономии металла берут два и более провода меньшего сечения вместо одного с большим сечением.
Совет! Кабели с дополнительной защитой хуже сгибаются, тяжелее и уменьшают теплоотдачу. Кроме того, они дороже, поэтому без крайней необходимости ими лучше не пользоваться.
Используемые формулы выбора сечения кабеля позволяют подобрать нужный кабель, но они не учитывают автоматические выключатели, стоящие на защите сети. Поэтому необходимо также ориентироваться на используемые в квартире автоматы, а точнее, на их ток отсечки. Если выбранный провод не выдержит такой нагрузки, его нужно заменить проводом с большим сечением.
Что будет, если неправильно рассчитать сечение
Неправильный расчет может привести к двум противоположным результатам:
- кабель будет иметь недостаточное сечение;
- кабель будет иметь избыточное сечение.
В первом случае жилы кабеля будут перегреваться, изоляция будет быстрее стареть, при худшем сценарии возможно возгорание провода.
Малое сечение может вызвать большое падение напряжение на самых дальних разъемах, это может вызвать отключение электроприбора или его неправильную работу. Несоответствие сечения кабеля к установленным автоматам, может сделать их бесполезными.
Если у кабеля сечение больше необходимого это приведет к ненужным материальным расходам, утяжелению проводки. С другой стороны, небольшой запас по сечению позволит в дальнейшем подключать дополнительные электроприборы, не меняя проводки.
Что влияет на нагрев проводов
Нагревание провода зависит от двух факторов:
- источника теплоты;
- эффективность охлаждения.
Тепло дают электроны. При движении по материалу они сталкиваются с атомами, вернее, с их внешними электронами и выбивают их с орбитали. В этот момент высвобождается энергия, в металлах это тепловая энергия. Поэтому, используя формулу расчета провода, обязательно нужно учитывать силу и плотность тока.
Разберем это подробнее.
Упрощенно говоря плотность – количество электронов в поперечном срезе проводника. Зависит от самого материала и частично от напряжения. Особенно это заметно в полупроводниках, когда при увеличении напряжения увеличивается число носителей заряда. Сила тока – количество электронов, проходящих через поперечный срез за определенное время. Напрямую зависит от напряжения и сопротивления проводника.
Вывод. Чем больше плотность и сила тока, тем быстрее происходит нагрев металла.
Охлаждение кабеля зависит:
- от окружающей температуры;
- конструкции кабеля;
- способа прокладки;
- метода охлаждения.
Чем выше температура окружающей среды, тем большее сопротивление имеет кабель. Это увеличивает нагрев. Повышенная окружающая температура к тому же уменьшает охлаждение.
Чем больше слоев изоляции и чем она толще, тем хуже происходит отдача тепла.
Открытые кабели охлаждаются быстрее, чем уложенные в каналы или короба. В горизонтальных коробах, где воздух стоит на месте, охлаждение хуже, чем в вертикальных, так как в последних происходит естественная циркуляция воздуха, улучшающая вентиляцию. Провода, проложенные на сквозняках или там, где работает вентилятор, будут охлаждаться лучше.
Как рассчитать сечение кабеля по мощности?
Для такого расчета имеются:
- таблицы;
- электронные калькуляторы;
- формулы.
Таблицы позволяют быстро, без дополнительных расчетов получить ответ. Однако это больше будет иметь рекомендательный расчет, не учитывающий особенности сети. Калькуляторы позволяют внести дополнительные условия и получить более точный ответ. Кто желает самостоятельно произвести расчет должен знать схему проведения вычислений. Формула сечения кабеля по мощности включает в себя:
- определение активной мощности для однофазной и полной мощности для трехфазной сети;
- по таблицам узнать коэффициенты: тепловые, потери, запас мощности и другие;
- определить силу тока;
- по таблице определить сечение, руководствуясь полученным значением тока.
Таблица сечения медного кабеля по току, ПУЭ-7
Пример расчета сечения кабеля по таблице можно посмотреть в ПУЭ – правила устройства электроустановок. Разные таблицы предназначены для определения сечения кабельных жил и проводов. Учитываются количество проводов, способ укладки. Для домашней сети, если провод уложен в лоток, это приравнивается к прокладке в трубе.
Таблица сечения алюминиевого кабеля по току, ПУЭ-7
Из-за разной проводимости ток для медного и алюминиевого провода с одинаковым сечением будет разный. Это отображено в таблицах. Причем таблицы могут быть отдельными для каждого металла или общими.
Выбор сечения кабеля по силе тока
Рассмотрим на практике, как можно пользоваться формулой расчета кабеля по току.
Для однофазной сети используют следующую формулу: P = UI, где P – мощность в ваттах, U – напряжение в вольтах, I – сила тока в амперах. Определяем суммарную мощность электроприборов обычно работающих одновременно. Допустим, она составила 9, 85 кВт. Переводим в ватты, получается 9 850 Вт. Напряжение сети равно 230 В. Мощность делим на напряжение и получаем ток силой 42,8 А.
Будем покупать медный провод, проложенный в кабельном канале (трубе). Согласно таблице, два одножильных провода в трубе могут пропустить ток 46 А, если имеют сечение 6 мм2. Для алюминиевого провода это сечение будет равно 8 мм2, причем максимальный допустимый ток будет только 43 А.
Расчет сечения кабеля по длине
Иногда нужно рассчитать сечение длинного провода, например, переноску. Для этого нужно знать, какая максимальная мощность будет подключаться к нему. Пусть это будет 2,5 кВт или 2 500 Вт. По формуле выше находим ток:
округлим до 12 А.
Определяем сечение по таблице для открытого провода, оно будет равно для медного провода 1,5 мм2. Падение напряжения на конце переноски не должно превышать 5%.
Возьмем провод длиной 30 метров и рассчитаем его сопротивление по формуле:
Такое значение вполне допустимо.
Зная, как произвести расчет сечения кабеля, помогает прокладывать надежные линии электроснабжения, не прибегая к помощи специалистов.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
особенности, формулы, таблицы, правила выбора сечения проводов
Уют в доме или квартире трудно представить без бытовой техники. Будь то телевизор, мультимедийная система или кухонные приборы, работать без электричества они не могут.
Большая потребляемая мощность – опасный фактор, который становится причиной возгорания проводов. При новом монтаже либо модернизации старой электросети выполняют расчёт сечения токоведущих жил, соблюдая правила выбора кабелей и учитывая особенности их прокладки. Определить требуемые характеристики помогают формулы и таблицы соответствия.
Содержание
- 1 Расчет длины электропроводки
- 2 Расчет нагрузки на проводку
- 3 Ток потребления электроустановок
- 4 Рекомендации ПУЭ
- 5 Материалы для изготовления проводов
- 6 Марки проводов
- 7 Таблица для расчета сечения по мощности
- 7.1 Провода из алюминия
- 7.2 Медные кабели
- 8 Расчет провода по мощности
- 8.1 Понятие длительного тока
- 8.2 Сечение проводов в зависимости от типа проводки
- 8.3 Расчет для однофазной сети
- 8.4 Для трехфазной сети
- 8.5 Оптимальные параметры
Расчет длины электропроводки
Для составления сметы на закупку кабельной продукции нужно рассчитать общую длину электропроводки.
Для этого необходимо иметь точное представление, где будет размещаться фурнитура. Определить длину можно двумя способами. Первый – фактическое измерение на месте. Точный метод определения метража проводов. Для расчёта понадобится рулетка. При помощи последней измеряют расстояния от вводного щита до фурнитуры и осветительных приборов.
Второй способ – расчёт длины по схеме монтажа. План можно использовать из домовой книги (паспорта на квартиру), предварительно сделав копию, либо начертить самому, измерив комнаты. Схему составляют в масштабе. На неё наносят силовые и линии освещения, места расположения светильников, розеток, выключателей. Измеряют линейкой расстояния от распределительного щита. Кабели делят по группам, в зависимости от типа и размера.
Расчет нагрузки на проводку
Для обеспечения надёжного функционирования проводки определяют максимальную нагрузку, которую кабели должны выдерживать. Потребляемая мощность складывается из всех приборов, установленных в доме или квартире.
Учитывают, что система способна выдержать кратковременную нагрузку, превышающую расчётные значения на 25 %. Продолжительная работа в таком режиме (более 2-5 минут) может привести к воспламенению проводки или повреждению контактов.
Мощность электроприборов узнают по сопроводительной документации или на табличке, закреплённой на корпусе. Полученное значение умножают на поправочный коэффициент 0,75, который учитывает неравномерность распределения нагрузки. Величина общей мощности нужна для выбора подводящего кабеля. Внутренние приборы желательно разбить на группы и прокладывать к ним индивидуальные линии. В этом случае расчёта учитывают только указанное оборудование.
Ток потребления электроустановок
После определения всех источников потребления электричества их мощность переводят в номинальный ток. Именно по величине последнего происходит подбор кабелей по сечению. Преобразовать потребляемую мощность в токовую нагрузку можно несколькими способами:
- рассчитать по калькулятору тока;
- применить таблицы соотношения;
- выполнить калькуляцию по формуле.
Значение силы тока нужно знать не только для подбора провода, но и для того, чтобы подобрать устройство защитного отключения или автоматического выключателя. Например, электрочайник мощностью 2,2 кВт потребляет 10 ампер. Соответственно, автомат выбирают ближайшего или следующего номинала – 16 А. Для бытовых приборов с электромоторами (стиральные машины, комбайны, холодильники) учитывают пусковые нагрузки. В момент включения, пока двигатель не набрал нужные обороты, потребляемый ток будет выше номинального.
Рекомендации ПУЭ
Перед началом монтажа или составлением проекта желательно изучить «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). Этот нормативный документ обязателен для исполнения всеми организациями, эксплуатирующими электрическое оборудование либо занимающимися монтажом, реконструкцией. ПУЭ – свод правил и требований, соблюдение которых способствует безопасному использованию электроустановок.
Жилой фонд также подпадает в зону ответственности Правил. Рекомендации ПУЭ относительно проектирования и монтажа электрических кабелей, арматуры, средств управления:
- На вводе обязательно наличие вводного выключателя.
- В главном или распределительном электрическом щите допустима установка устройств защитного отключения (УЗО).
- Для монтажа применяют только медный провод.
- Кабель должен выдерживать длительную нагрузку в 25 А.
Материалы для изготовления проводов
Для монтажа электропроводки применяют трёхжильные кабели. Последние имеют собственную изоляцию и объединены в один пучок, который сверху покрыт негорючим защитным покрытием. Для удобства подключения жилы окрашены в разные цвета (синий, коричневый, жёлто-зелёный). В некоторых марках применяют хлопчатобумажную оплётку. Жила – одно- или многопроволочный металлический сердечник, по которому протекает электрический ток.
Изготавливают проводящие части кабеля из меди, алюминия или стали. Последний вариант не получил распространение ввиду высокой окисляемости и большого сопротивления. Два других материала широко использую при производстве проводниковой продукции. Кроме того, применяют совмещение: токоведущие проволоки из меди или алюминия объединяют со стальными. Последние нужны для придания кабелю прочности. Такие провода используют при прокладке воздушных линий.
Марки проводов
Монтаж внутренней электропроводки выполняют двумя типами кабелей – ВВГ и ВВГнг. Первая и вторая литера указывают на тип изоляции жилы и дополнительной оболочки. Для проводов этого вида применяют винил (поливинилхлорид). Буква «Г» означает, что кабель «голый», не имеет защитной оболочки или, как ее еще называют, «брони». Провод более гибкий и лёгкий, хорошо гнётся, однако имеет низкую стойкость к механическим повреждениям. Литеры «нг» указывают, что изоляция при возникновении пожароопасной ситуации не будет распространять горение.
Перед началом маркировки может стоять литера «А», которая означает, что провод сделан из алюминия. Такой кабель можно применить для воздушной проводки. Внутреннюю сеть необходимо выполнить из медного. Кроме отечественных кабелей, применяют их зарубежный аналог – NYM. Это медный провод круглой формы. Изоляция из поливинилхлорида не поддерживает горение. Кабель хорошо гнётся, удобен при прокладке коммуникаций сквозь стены.
Таблица для расчета сечения по мощности
Нагрузка, которую можно подключить кабелем, зависит от способа прокладки и напряжения питания. Требуемое сечение жилы можно узнать из приведенной ниже информации.
Таблица. Определение сечения в зависимости от способа прокладки и нагрузки.
Сечение провода, мм2 | Линия питания | ||||||
Медного | Алюминиевого | Однофазная | Трёхфазная | ||||
Открытая | Скрытая | Открытая | Скрытая | Допустимый длительный ток, А | Потребляемая мощность, кВт | Допустимый длительный ток, А | Потребляемая мощность, кВт |
| 0,5 | — | — | — | 10 | 2,2 | — | — |
| 0,75 | — | — | — | 13 | 2,8 | — | — |
| 1 | 1,5 | — | 2,5 | 15 | 3,3 | 12 | 8 |
| 1,5 | 2,5 | 2,5 | 4 | 20 | 4,4 | 18 | 12 |
| 2,5 | 4 | 4 | 6 | 30 | 6,6 | 27 | 18 |
| 4 | 6 | 6 | 10 | 40 | 8,8 | 35 | 23 |
| 6 | 10 | 10 | 16 | 50 | 11 | 45 | 30 |
| 10 | 16 | 16 | 25 | 75 | 16,5 | 65 | 43 |
| 16 | 25 | 25 | 35 | 100 | 22 | 85 | 56 |
| 25 | 35 | 35 | 50 | 125 | 27,5 | 105 | 69 |
| 35 | 50 | 50 | 70 | 150 | 33 | 125 | 83 |
| 50 | 70 | 70 | 95 | 180 | 39,6 | 150 | 100 |
Провода из алюминия
Такой материал имеет низкий вес, стоимость и хорошую электропроводимость. Благодаря этому его применяют для прокладки воздушных линий электропередач. Основной плюс материала – он не окисляется. В результате кабель не нуждается в дополнительной изоляции при размещении на улице. Для монтажа внутренней сети его используют реже по нескольким причинам:
- Больший диаметр токоведущей жилы (по сравнению с медным).
- Чрезмерная жёсткость.
- Затруднительная установка в труднодоступных местах.
- Интенсивный износ контактов.
Медные кабели
Внутреннюю проводку меняют только в момент капитального ремонта либо при новом строительстве. Согласно ПУЭ, квартирную сеть необходимо выполнять из медных кабелей. Последние имеют положительные моменты:
- Хорошо передают ток и тепло.
- Минимально теряют энергию от нагрева.
- В окисленном состоянии сохраняют свойства.
- Отлично гнутся и скручиваются, что значительно увеличивает монтажные возможности провода с медными жилами.
- Обладают отменной коррозионной устойчивостью, что повышает их срок службы.
- Практически не имеют склонности к возгоранию, изоляция не поддерживает горение.
Расчет провода по мощности
Металлы, из которых сделаны проводники, обладают электрическим сопротивлением, что препятствует прохождению тока через них. Это выражено в нагреве кабелей – чем больше сопротивление, тем сильнее нагревается металл. Повышение температуры в конечном итоге приводит к возгоранию изоляции или окружающих предметов. Сопротивление кабеля зависит от материала жилы и её сечения. По этой причине провода рассчитывают на определённую мощность.
Понятие длительного тока
Электрический параметр установившегося режима работы называют «длительным током». В это время тепло, образованное в проводнике, равномерно рассеивается в окружающее пространство (стену, перекрытия, воздух). Кабель рассчитывают для работы при номинальных мощностях и большой длине. Определяют длительный ток по справочным таблицам, учитывая, что также он зависит от материала проводника.
Сечение проводов в зависимости от типа проводки
Электропроводку в домах и квартирах монтируют двумя способами – открытым и закрытым. От того, какой тип применяют, зависит сечение жилы. В первом случае провода размещают снаружи стен, не укладывают в лотки. Тепловая энергия хорошо рассеивается в атмосферу. Однако открытую проводку редко применяют из-за низких эргономических качеств. Чтобы кабельная продукция не портила интерьер, её прокладывают закрытым способом. При прохождении тока такая проводка нагревается сильнее. Размер жилы для закрытого кабеля выбирают на номинал больше.
Расчет для однофазной сети
Для определения сечения проводов по диаметру жилы в сети с напряжением 220 В прежде всего узнают установленные мощности всего оборудования. Если приборы разбиты на группы, нагрузку суммируют для каждой из них.
Полученное значение мощности делят на напряжение, получают силу тока, которую должны выдерживать провода. Как правило, одновременно все приборы не используют. Окончательную нагрузку принимают в диапазоне 70-80 % от максимальной.
Для трехфазной сети
При определении силы тока вводят косинус угла сдвига. Последний – особенность применяемого оборудования. Чем он меньше, тем больший ток потребляет электроприбор. Нагрузку рассчитывают для каждого отдельно, затем суммируют. Расчёт сечения проводов по потребляемой мощности выполняют для линейного напряжения, которое больше фазного в 1,73 раза.
Оптимальные параметры
В случае когда нет приборов повышенной мощности, применяют общие варианты. Среди них можно выделить такие:
- Разбивают электрофурнитуру на группы (освещение, силовые и отдельные линии).
- Магистральные кабели прокладывают с сечением 4 мм2.
- Ответвления к розеткам – 2,5 мм2.
- Линии освещения делают из провода 1,5 мм2.
- Подключение мощных приборов выполняют кабелем 4-64 мм2.
Применяя простые расчёты, можно определить нужные сечения проводов при прокладке новой или модернизации старой проводки. К тому же соблюдение требований нормативной документации позволит безопасно эксплуатировать внутреннюю электросеть.
Поперечное сечение кабеля | Внутри кабеля
Internet Explorer скоро перестанет поддерживаться на этом сайте. Пожалуйста, установите более новый браузер, чтобы продолжить использование нашего сайта.
Переключить навигацию
Поиск
Поиск
Различные типы кабелей имеют разные функции, и любой кабель легко рассматривать как единое целое. Но каждый кабель состоит из разных слоев, и каждый слой выполняет свою функцию. Изучение того, как взаимодействуют эти части, облегчает понимание того, как работает кабель и что можно сделать, чтобы не повредить кабель.
Сечение коаксиального кабеля
Коаксиальный кабель — один из наиболее распространенных типов кабеля, который используется уже более 100 лет. Хотя технология со временем совершенствовалась, базовая компоновка коаксиальных кабелей сегодня практически такая же, как и во время их изобретения. Современные коаксиальные кабели чаще всего используются для подключения телевидения, радио, Интернета и камер видеонаблюдения.
Внешний слой кабеля — это оболочка, предназначенная для защиты наиболее уязвимых внутренних компонентов. Куртки чаще всего изготавливаются из пластика и бывают нескольких видов. Наряду с обеспечением защиты от внешних элементов, куртки также действуют как внешний изолятор, удерживая любые электрические или магнитные сигналы, которые просачиваются через другие слои.
Следующий слой — экран, который может быть плетеным или фольгированным. Хотя экран помогает удерживать электрический кабель сигнала внутри, он больше предназначен для защиты от других сигналов.
Если коаксиальный кабель находится рядом с чем-то другим, излучающим сильные сигналы, которые потенциально могут вызвать помехи, например, мощными линиями электропередач или вышкой сотовой связи, экран сокращает потенциальные проблемы.
За ним следует диэлектрик, изолятор, удерживающий сигнал коаксиального кабеля внутри центрального проводника. Диэлектрики спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму утечку, сохраняя сигнал, передаваемый по кабелю, сфокусированным и сильным. Они помогают удерживать внешние сигналы от создания помех, но это скорее второстепенная функция, поскольку в идеальных условиях помехи не должны проходить через экран.
Последний участок — это центральный проводник в сердцевине кабеля. Это проводящая металлическая линия (обычно изготовленная из меди или стали с медным покрытием), предназначенная для передачи сигнала, проходящего по кабелю. Сердечник может быть сплошным или скрученным. Как наиболее важная часть кабеля, она надежно защищена первыми тремя слоями.
Повреждение трех других слоев может сделать кабель слабее, но повреждение проводника с большей вероятностью приведет к полному разрыву кабеля.
Сечение Ethernet
Ethernet-кабель похож на коаксиальный, но с металлическими жилами, защищенными несколькими другими слоями. Ключевое отличие состоит в том, что Ethernet состоит из нескольких меньших проводов, содержащихся в основном кабеле.
Подобно коаксиальному кабелю и многим другим кабелям, внешняя оболочка Ethernet в основном служит для защиты более мелких и уязвимых частей внутри. Оболочка чаще всего изготавливается из пластика, доступны различные типы в зависимости от среды, в которой будет подвергаться кабель.
Если кабель Ethernet экранирован, экран будет расположен непосредственно под оболочкой. Экраны кабеля Ethernet можно приклеить к оболочке каким-либо клеем, например алюминиевой лентой или майларовой лентой. Некоторые даже используют липкий гель; в то время как гель отлично работает как изолятор, он также может быть немного грязным в работе.
Многие кабели Ethernet также включают в себя разрывной шнур, небольшой пушистый кусок волокна, предназначенный для отклеивания экрана и обнажения внутренних проводов.
Внутри куртки восемь меньших проводов. Каждый провод имеет цветовую маркировку, поэтому пользователи могут легко отличить их друг от друга. В соответствии с отраслевым стандартом эти провода разделены на пары и скручиваются вокруг друг друга. Это позволяет хлипким проводам поддерживать друг друга и предотвращать повреждения, когда кабель изгибается, скручивается и поворачивается. Он также позволяет выровнять провода для наиболее распространенных распиновок Ethernet. Эти провода покрыты изоляцией из полиэтилена высокой плотности, благодаря чему сигналы проходят по каждому проводу отдельно.
Сердцевина каждого провода представляет собой металлический проводник, который может быть одножильным или многожильным. Эти жилы подключаются к металлическим контактам (, контакты ) на разъемах Ethernet для передачи сигналов.
Жилы хрупкие, и их повреждение может ослабить передачу сигнала или полностью вывести кабель из строя. Тестер сигналов можно использовать для проверки того, какой внутренний провод не работает.
Сечение телефонного кабеля
Телефонный кабель намного проще, чем многие другие типы кабелей. Простые плоские телефонные шнуры обычно используются в местах, где электрические помехи не являются проблемой, например в офисе или гостиной. В результате экранирование требуется не всегда. Внешняя оболочка по-прежнему действует как изолятор, но в большей степени направлена на то, чтобы внутренние провода были выровнены в красивой, ровной форме, чем что-либо еще.
Как и кабели Ethernet, телефонные кабели содержат отдельные провода меньшего размера, которые имеют цветовую маркировку. Эти цветные кабели не всегда одинаково подключаются к разъемам; в зависимости от приложения они могут использовать прямую или обратную распиновку. Количество проводов тоже не всегда одинаково.
В новых кабелях используется шесть проводов, а в старых — четыре. Шнуры с большим количеством проводов могут обрабатывать дополнительные линии при разделении одного кабеля между несколькими телефонами, факсимильными аппаратами и другими устройствами.
Также существуют круглые версии телефонных кабелей, но они, как правило, используются для специальных функций. Эти кабели включают в себя функции, отсутствующие в стандартных телефонных кабелях, такие как двойное экранирование для интернет-модемных кабелей или УФ (солнечный свет) и водонепроницаемость для наружных/проложенных кабелей. Благодаря круглой внутренней компоновке эти кабели больше соответствуют внутренней части кабеля Ethernet, чем другие телефонные шнуры.
Основные сведения о кабелях питания — MB Drive Services
Основные сведения о кабелях питания
В этой короткой серии мы поговорим о силовых кабелях. Естественно, мы уделяем особое внимание кабелям для частотно-регулируемых приводов, особенно кабелям между инвертором и двигателем.
Прежде чем углубиться в конкретные темы, связанные с работой частотно-регулируемого привода, давайте уделим некоторое время изучению силовых кабелей в целом. Добро пожаловать в основы силового кабеля.
Компоненты системы привода, такие как трансформатор, частотно-регулируемый привод и двигатель (возможно, и другие) должны быть электрически соединены во время работы системы. Соединение обычно может быть выполнено с помощью силовых кабелей или сборных шин. В то время как шины очень распространены внутри самого ЧРП, для внешних соединений преобладают силовые кабели. Применение ЧРП предъявляет особые требования к силовым кабелям. Эти требования будут описаны более подробно в этой серии статей. Однако для лучшего понимания в этой статье рассматриваются основы силовых кабелей. Это фундамент, на котором мы будем строить.
1. Конструкция силового кабеля
Конструкция силового кабеля зависит от конструкции изготовителя и назначения кабеля (применения). Несмотря на это, мы можем выделить общие элементы, которые есть у каждого силового кабеля:
– Электрический проводник
– Система изоляции
– Защитная оболочка/оболочка
1.
1 Токопроводящая жилаТокопроводящая жила — это рабочая часть кабеля, обеспечивающая протекание тока. В качестве материала проводника используется медь (Cu) или алюминий (Al). Вы наверняка слышали термин сердечник, который является проводником одной фазы. Стандартные силовые кабели доступны в виде одножильных или трехжильных кабелей.
Существуют различные типы конструкции проводников. Обратите внимание, что эти структуры могут называться немного по-разному в зависимости от производителя. Для небольших сечений жилы часто используют круглую одинарную жилу. По мере увеличения поперечного сечения обычно используется конструкция круглого многопроволочного сердечника. Эти провода могут быть скрученными или сжатыми.
Далее используется сердечник сегментной (секторной) формы. Сердечник разделен на несколько проводников сегментообразной формы. Обычно используется от 4 до 7 сегментов (секторов). Эти сегменты изолированы друг от друга полупроводящей или изоляционной лентой.
Сегментный проводник также называют «Милликен». Обычно он используется для больших поперечных сечений (например, 1200 мм 2 и выше для алюминия, 1000 мм 2 и выше для меди).
Наконец, используется структура сегментного многожильного эмалированного проводника. Он подходит для самых больших поперечных сечений (обычно 1600 мм 2 и выше). Это сегментный тип проводника, где ок. 2/3 проводов покрыты эмалью. При этом эффект близости практически исключается, а скин-эффект значительно уменьшается.
1.2 Система изоляции
Изоляция имеет решающее значение для правильного функционирования кабеля. Выбор изоляционного материала зависит от напряжения сети и применения кабеля.
В кабелях среднего напряжения в основном используется ПВХ (поливинилхлорид) или XLPE (сшитый полиэтилен). В диапазоне высокого напряжения XLPE является наиболее распространенным изоляционным материалом. В некоторых применениях, например, в подводных кабелях, EPR (этилен-пропиленовый каучук) предпочтительнее из-за особых преимуществ.
1.3 Экранирование
Силовые кабели доступны без или с электростатическим экраном (экраном)¹. В частности, в приложениях с частотно-регулируемым приводом часто требуются экранированные кабели (см. рекомендации производителя).
Экран выполняет три основные функции: Основная функция — устранять электрическое поле снаружи кабеля (эффект клетки Фарадея). Вторичная функция – это радиальный барьер для защиты системы изоляции от влаги («гидроизоляция» особенно актуальна для кабелей высокого напряжения). Наконец, третья функция — электрический проводник для тока нулевой последовательности. Экран может быть выполнен в виде проволоки или ленты (фольги). Для более коротких кабелей хорошим выбором является экран из фольги, в том числе и для более высоких частот. Для прокладки более длинных кабелей предпочтительнее проволочный экран. Каждая конструкция имеет определенные преимущества и недостатки.
Мы подойдем к этому более подробно, когда будем говорить конкретно о кабелях VFD и связанных с ними проблемах.
¹ Используются такие термины, как щит и экран.
1.4 Оболочка
Оболочка кабеля (также называемая внешней оболочкой или оболочкой) обеспечивает механическую защиту кабеля и защиту от внешних воздействий (влаги, УФ-излучения, агрессивной среды и т.п.). Он также изолирует металлический экран от земли и защищает его от коррозии. Материал оболочки: ПВХ (поливинилхлорид), полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) и т. д.
2. Конструкция силовых кабелей
2.1 Поперечное сечение кабеля
Под поперечным сечением подразумевается поперечное сечение жилы. В Европе и большей части Азии поперечное сечение выражается в мм². В Соединенных Штатах единица площади обычно выражается в круговых милах (смил). Это очень маленькая единица измерения, поэтому из практических соображений используется kcmil (1 kcmil ≅ 0,507 мм²). Кабели обычно производятся со стандартными поперечными сечениями, такими как 25, 35, 50, 70, 95, 120, 185, 240, 300, 400, 500, 630, 800, 1000 мм² и т.
д.
2.2 Уровень изоляции
Практически все производители кабелей используют стандартные классы изоляции для конструкции кабеля. Уровень изоляции кабеля характеризуется номинальным фазным напряжением, номинальным междуфазным напряжением и максимально допустимым напряжением. Типовой формат уровня изоляции U 0 /U (U м ), например 6/10 (12) кВ.
U 0 … номинальное линейное напряжение
U … номинальное линейное напряжение
U м … максимальное допустимое напряжение
3. Параметры кабеля
3.1 Сопротивление
В спецификациях кабелей часто указывается как сопротивление постоянному току, так и сопротивление переменному току при номинальной частоте (50 Гц или 60 Гц). Удельное сопротивление указано в Ом/км и зависит от поперечного сечения жилы, а также от рабочей температуры.
Для более высоких частот (>> 50 Гц) необходимо учитывать скин-эффект.
Значения сопротивления силовых кабелей с алюминиевой и медной жилой приведены в таблицах 1 и 2. Значения действительны для частоты сети 50 Гц.
3.2 Индуктивность
Индуктивность кабеля (или индуктивное реактивное сопротивление) зависит, среди прочего, от схемы кабеля. В технических описаниях обычно указываются значения реактивного сопротивления для конфигурации трилистника и плоского кабеля. Удельная индуктивность чаще всего указывается в мГн/км.
Рис. 2. Трилистник и плоский кабель3.3 Емкость
Емкость кабеля зависит от поперечного сечения кабеля, уровня изоляции (т. е. толщины изоляции) и геометрии кабеля. Чем выше уровень изоляции, тем ниже удельная емкость. Удельная емкость кабеля обычно указывается в мкФ/км (микрофаррад на километр). В каталогах также часто указывается значение восприимчивости. Сопротивление (B) обратно пропорционально емкостному реактивному сопротивлению и единице, используемой для силовых кабелей, обычно в мкСм/км (микросименс на километр).
Кабель можно смоделировать как π-элемент или ряд π-элементов. Количество элементов зависит от общей длины кабеля и максимальной интересующей частоты.
Рисунок 3: Силовой кабель, смоделированный как серия из нескольких пи-элементовПримечание. Параметры не являются постоянными, а зависят от частоты. Подпишитесь на Премиум-подписку, чтобы узнать больше об этой и многих других темах.
4. Размеры кабеля
Размеры кабеля определяются на основе его «номинального» номинального тока и множества факторов снижения номинальных характеристик, учитывающих прокладку (в воздухе/под землей), температуру окружающей среды или грунта, тепловое сопротивление грунта, глубину прокладки, количество кабелей и их расположение и т. д. В приложениях с частотно-регулируемым приводом есть дополнительные рейтинговые коэффициенты, учитывающие тепловое воздействие гармоник.
Подробные правила и рекомендации по определению размеров см. в руководстве по распределительному устройству АББ или руководствах производителя.
5. Расчетный срок службы
Силовые кабели рассчитаны на длительный срок службы от 30 до 40 лет и более. На срок службы влияют используемые материалы, конструкция, методы производства и условия эксплуатации. На систему изоляции в основном влияют температура и напряжение. Как правило, длительное повышение рабочей температуры на 8-10°С снижает срок службы на 50%. Аналогично, увеличение рабочего напряжения на 8-10 % выше расчетного снижает срок службы вдвое.
6. Cable installation
Several aspects related to cable installation shall be considered:
- cable laying
- bending radius
- cable support
- maximum pulling force
- dynamic forces
- cable bonding
This section is доступны для наших премиум-подписчиков.
Известные производители кабелей
Избранные производители кабелей мирового класса перечислены ниже (в алфавитном порядке):
♦ Brugg Cables, https://bruggcables.
com/
♦ Nexans, https://www.nexans.com/
♦ NKT Cables, https://www.nkt.com/
♦ Prysmian Group , https://www.prysmiangroup.com/en
Хотите узнать больше? Подпишитесь на один из наших премиальных планов!
Единицы измерения длины и сечения
Длины и сечения/диаметры электротехнических или кабелей или могут быть введены и отображены в различных единицах измерения. В проекте можно определить значения по умолчанию для длин, сечений/диаметров и их единиц.
Возможные единицы отображения длины соединения
Блок | Значение |
|---|---|
мм | миллиметров (0,001 м) |
см | см (0,01 м) |
дм | Дециметра (0,1 м) |
м | Метров |
км | км (1000 м) |
футов; ноги; фут | футов / фут = 1/3 ярда (0,305 м) |
ярда; двор | Двор (0,914 м) |
«; дюйм; В | Дюйм (25,4 мм) |
мил | 1/1000 дюйма |
При размещении этого свойства значение не отображается.
